近56 a夏季入境低值系统来源及特征分析

2012-12-25刘星光于梅张剑侠

黑龙江气象 2012年3期

关键词：个例低值区域性

刘星光，于梅，张剑侠

（1.黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江哈尔滨 150030；2.黑龙江省气候中心，黑龙江哈尔滨 150030）

近56 a夏季入境低值系统来源及特征分析

刘星光1，于梅2，张剑侠1

（1.黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江哈尔滨 150030；2.黑龙江省气候中心，黑龙江哈尔滨 150030）

本文通过对1954-2009年56 a的夏季NCEP再分析资料及全省81站逐日降水量的分析，将入境低值系统从来源上分为九类，并对各类型的逐月出现频率、持续时间、系统强度、降水强度与范围等特点进行分析。通过比较发现，西来源低值系统入境频率最高，排在第二位的是北来，其次是西北、西南来源。多槽合并虽然发生几率小，但降水范围大、强度大。新生区低值系统在夏季也常有发生，它强于任何来源低值系统，平均控制时间超过3 d，造成区域性暴雨的几率超过20%。

入境低值系统；来源；类型；特征

1 资料来源

本文所用资料为1954-2009年6-8月NCEP再分析资料及相同时间序列的全省81站逐日降水量资料。

2 低值系统来源区域定义及确定原则

根据黑龙江省地形、低值系统一般移动规律，将黑龙江省及其周边分为九部分，其中西、北、东、南、西北、西南、东北、东南区域表征低值系统的来源方向，新生区为高空槽在本省加强切涡的位置（表1）。

表1 黑龙江省低值系统来源分界区

确定来源原则：对黑龙江省产生天气影响日的前一日，将低值系统所在位置作为其来源区域，必要时可向前追述一日。

3 各类来源低值系统的特征分析

3.1 入境频率及来源特征分析

在近56 a的夏季中，共有996次低值系统移入黑龙江省并造成降水、降温、大风等天气现象，总影响日数为2 685 d，约占夏季总日数的52%。平均每年有17～18个低值系统活动，其活动周期为5 d。

在分析中发现，有时不同来源的槽合并后改变其各自原有特性，并对黑龙江省造成影响，如仍单独考虑各自来源不利于预报技术总结，故将多槽合并作为来源中的一类。这样，按照入境来源可将低值系统分为九类，即西、北、东、南、西北、西南、东北、东南和多槽合并。

表2 低值系统来源分类

从表2可看出，夏季影响黑龙江省的低值系统主要是西来低值系统，所占比例达到46.7%。其次是北来，占15.8%。西北、西南、东、南来源每年平均出现1～2次，分别占5.6～9.3%。东南来低值系统极少影响黑龙江省。多槽合并则偶有发生。

上述分析结论既符合黑龙江省位于西风带的事实，又与黑龙江省位于北半球中高纬度的地理背景相统一。

3.2 持续性分析

各类低值系统平均持续时间长度为2～3 d，其中北、西、西北来源、多槽合并型长于其它类型。各来源中低值系统控制黑龙江省日数≥5 d的个例，西来占40.4%、北来21.8%、西北来12.2%，东来、南来源系统占3～4%，东北、东南来源系统则无个例发生。1965年7月1-20日，北来槽曾持续控制黑龙江省长达21 d，成为夏季影响黑龙江省时间最长的低值系统。

3.3 逐月特点分析

每类低值系统的时间分布特点不同：西北、北、东、东北来源低值系统有40%以上出现在6月；东南来源的极少出现在8月；多槽合并多出现在7、8月；西、西南、南来源系统7、8月出现比率高于6月。各类低值系统出现频次的峰值或谷值绝大多数出现在6-7月，即每类低值系统出现频次在6-7月有一个较为明显的变化，而7、8月份存在更多的相似性。据统计，黑龙江省历年暴雨主要集中在7-8月份，因此，应重点关注7-8月份低值系统来源的变化。

表3 九类低值系统各月出现频次（%）

表3反映了九类低值系统各月出现频次排名情况。西、北、东南来源在保持排名第一、二、九的总体特征下，7、8月份，西、西南、南来源及多槽合并系统较6月均有所增加，其中以西来源系统增幅最为明显，其次是西南来源；与其相对，西北、东北、东来源系统均有所减少，其中东来源系统减幅最大。从气候年变化角度来说，进入夏季极涡收缩减弱，副热带系统加强北上，7-8月二者达到最弱-强配置。因此，7月之后影响黑龙江省的北来冷空气势力减弱，西太平洋副热带高压西进、北上靠近亚洲大陆东岸，导致西、西南来源低值系统明显增加。

3.4 强度分析

在各类入境低值系统中，西北来源系统较强，东南来源系统较弱。多槽合并移入黑龙江省的低值系统强度仅低于西北、北来源系统（表4）。

表4 各类入境低值系统强度对比（单位：hPa）

低值系统入境后，西、西北、北、东北、西南来源低值系统有2成以上个例得到不同程度的加强，其中，北、西南来源低值系统有1/3得到加强，最大加强20 hPa。东南来源系统没有加强个例，东来源、多槽合并型系统少有增强个例。

3.5 降水分析

根据黑龙江省的具体情况，凡有相邻二十个站日降水量≥0.1 mm，定义为一次区域性降水天气过程；凡相邻三个站的日降水量≥50 mm，或者相邻三站日降水量≥25 mm，同时2～3 d降水过程总量≥50 mm，定义为一次区域性暴雨过程［1］。

不同来源的低值系统所造成的降水范围、降水强度各不相同。就降水范围来说，西南、西、多槽合并的低值系统产生区域性降水的概率超过90%，其中西南来源系统达到95.5%；北、东北来源的低值系统产生区域性降水的概率为85～89%，其它来源为70～78%。就降水强度而言，多槽合并、西南、西来源的低值系统产生区域性暴雨的概率在17～ 19.2%，北、东南、西北来源的概率在10.8～14%，东来低值系统产生区域性暴雨的几率最低，只有4.8%，其它来源在7～8.8%［2-11］。

4 新生区低值系统

高空槽在新生区加强切断所成低涡属于东北低涡范畴。它在夏季降水个例中所占比重为9.4%，平均强度为558 hPa，强于任何来源的低值系统。低槽入境后加强成低涡的几率6月稍多，约为10.5%，7、8月在8.6～8.8%。新生低涡平均控制时长为3.2 d，最长为8 d。绝大多数新生低涡可以带来区域性的降水天气过程，且造成区域性暴雨的几率达到22.3%。

5 小结

夏季，黑龙江省冷暖空气交汇频繁，多气旋活动，平均5 d就有一次低值系统活动，每一次低值系统活动对黑龙江省的平均控制时长为2～3 d。按照低值系统的来源可把其分为九类，即西、北、东、南、西北、西南、东北、东南和多槽合并。通过比较发现，西来源低值系统入境频率最高，其次是北、西北、西南、东，东北来源系统和多槽合并，它们所占比例较小，东南来源系统最少；西北来源系统强度最强；北来源系统持续时间最长；西南、西来源系统和多槽合并产生的降水范围最大，发生区域性暴雨的几率最高。此外，各来源入境低值系统有9.4%个例得以加强、切断成低涡，系统强度、降水强度明显加强，降水范围有所扩大，且发生区域性暴雨的几率高于各来源低值系统。

从总结夏季降水预报经验角度来说，中长期预报员要关注西南来低值系统，短期预报员要重视多槽合并、新生低涡的预报。

［1］金瑜，付立林，白人海，等.黑龙江省天气预报经验和方法[R].哈尔滨:黑龙江,1988：19.

［2］王盘兴,赵辉,任律，等.闭合气压系统中心位置指数的计算方案[J].大气科学学报，2010,33;520-526.

［3］陈延聪，王盘兴，周国华，等.夏季南亚高压的一组环流指数及其初步分析[J].大气科学学报，2009，32（6）：101-107.

［4］管树轩，王盘兴，麻巨慧，等.北半球10 hPa极地涡旋环流指数定义及分析[J].高原气象，2009，28（4）：777-785.

［5］王盘兴,陈延聪,卢楚翰，等.闭合气压系统中心分布特征量及应用[J].南京气象学院学报，2008，31（6），758-766.

［6］侯亚红，杨修群，李刚.冬季西伯利亚高压变化特征及其与中国气温的关系[J].气象科技，2007，35（5）：646-650.

［7］王盘兴，卢楚翰，管兆勇，等.闭合气压系统环流指数的定义及计算[J].南京气象学院学报，2007，30（6）：730-735.

［8］刘梅，胡洛林，濮梅娟，等.夏季南亚高压的演变及有关天气系统的响应研究[J].气象科学，2007，27（3）：294-301.

［9］顾思南，杨修群.北半球绕极涡的变异及其与我国气候异常的关系[J].气象科学，2006，26（2）：135-142.

［10］廉毅，高枞亭，孙力，等，东北冷涡持续活动暑期的北半球500hPa环流特征分析[J].大气科学，2002，26（3）；361-372.

［11］孙力，安刚，廉毅，等，夏季东北冷涡持续性活动及其大气环流异常特征的分析[J].气象学报，2000，58（6）：704-714.