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维西县5月一次连续强降雨天气分析

2017-07-19李雪梅王自英

南方农业·下旬 2017年3期
关键词:水汽能量

李雪梅++王自英

摘 要 利用MICAPS平台提供的各种产品详细分析2009年5月29—31日连续强降雨天气,得出这次强降雨天气主要是南支低压槽东移,槽前西南暖湿气流和西太平洋副热带高压外围的西南暖湿气流汇合,在滇缅一带产生较强的对流不稳定天气,而维西县又处于西南气流的迎风坡上,特殊的地理环境,使得维西县境内的降水得到进一步增强。

关键词 天气形势;水汽;能量;卫星云图

中图分类号:P458.121.1 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.09.060

维西县地处青藏高原东南侧,属低纬高原山地气候,干湿季分明,6—9月为雨季,年雨量的85%集中在该时段,11月至次年5月为干季,此时段的总雨量仅占年雨量的15%[1]。俗话说:“春雨贵如油”,春季强降水天气过程的气候概率较低(特别是相对较干的5月),预报难度相比汛期要大得多。分析春季强降水天气的形成机制和产生条件,总结预报经验,准确预报春季强降水天气过程,为地方政府提供更准确、及时的气象服务是十分必要和有意义的[2-3]。本文将从不同角度分析2009年5月29—31日中到大雨天气过程产生的物理机制,以期对今后预报此类强降水天气有一定的帮助。

1 天气实况

2009年5月29—31日维西出现连续较强降水天氣见表1,此次强降水是3月以来维西县出现的第一场连续降水,有效地缓解了全县的旱情,为农业生产创造了有利条件,同时宣布维西县汛期开始。

2 环流背景分析

2.1 500 hPa形势分析

由图1a可看出,在5月29日08:00的500 hPa上,中高纬度为两脊一槽,贝巴之间为宽广的冷槽控制,槽后冷空气南下影响青海一带,位置较偏北。低纬度孟湾北部为一低压,低压前部西南气流控制高原南侧,副高较强,云南省为副高外围西南气流控制,维西正处于孟湾低压前西南气流与副高外围西南气流交汇地带,降水达最强。

由图1b可看出,30日08:00的500 hPa上,中高纬度,贝巴之间冷槽东移,中高纬度形势调整为两槽一脊,低纬度孟湾低压减弱北缩,在高原南侧90°E附近形成一弱槽,副高少动,云南西部仍为副高外围西南气流控制。31日08:00(图略),副高进一步增强,云南省至高原南侧均为高压外围气流控制,高原南侧小槽进一步减弱,维西为单一副高外围气流影响,降水逐渐减小,过程结束。

2.2 700hPa形势分析

5月29日08:00的700 hPa图上(图略),从新疆到四川东北部为冷高压控制,四川大部为东北风;迪庆州北部至巴塘为308低压;云南西南部为312高压控制,云南大部为高压外围东南风,两高间辐合切变线位于维西-丽江-曲靖一线,维西降水达最大。30日08时至31日08时,副高不断增强,云南大部为312高压控制,滇西转为副高外围西南气流控制,降水减小,过程结束。纵观这次强降水过程前后,在500 hPa、700 hPa上,中高纬度由两脊一槽逐渐转为两槽一脊,槽后的西北气流引导冷空气南下但位置偏北。中低纬度,孟加拉湾北部低压减弱为弱南支槽东移,副高不断增强,南支槽前的西南暖湿气流与副高外围的西南气流在滇西汇合。强降水天气就出现两股气流的辐合区域内,由于北方冷空气偏北,故此次降水强度不是很大,只出现了一站次大雨,当南支减弱,副高不断增强控制云南省,高原南侧逐渐转为受单一的高压外围气流影响时,维西县降水也随之减小,过程结束。

3 水汽条件

3.1 700 hPa比湿场

水汽是产生降水的最基本条件,强降水的产生需要本地上空有大量水汽积累和源源不断的水汽输送。比湿能直接反映大气中水汽的含量,比湿越大,大气中的水汽含量就越多。在实际工作中,一般常用700 hPa比湿场来分析大气中的水汽情况[1]。5月28日08:00,缅甸到滇西比湿较小,仅为6 g/kg,10 g/kg高湿区位于滇东南。29日,10 g/kg高湿区西北移,缅甸到滇西均位于高湿区中;500 hPa比湿也达4 g/kg。29-31日,滇缅间比湿一直维持在8 g/kg以上。随着低层水汽不断辐合向中高层输送,29日在滇缅一带垂直方向上具备了较深厚的水汽层,并且中低层一致的西南气流将水汽不断输送过来,从而产生29日强降雨。30-31日,虽然低层维持高湿状态,但500 hPa比湿减小到2 g/kg,中低层水汽配合不如29日好,故降水也没29日大。

3.2 温度露点差场、相对湿度场

温度露点差、相对湿度反映大气中水汽的饱和程度。通常(t-td)≤2 ℃为饱和区,(t-td)≤0 ℃为湿区。5月29日500 hPa高原东南侧至云南省均为(t-td)≤0 ℃的大湿度区控制,30日一直维持这种状态,水汽达到饱和。从相对湿度的变化同样可以看到(图略):大雨出现前一天相对湿度小于60%,而29—31日相对湿度达到90%,说明大气中的水汽已接近饱和。

4 大气稳定度分析

K指数、SI指数是判断大气能量和大气稳定度的物理量,一般K指数越大,大气不稳定能量越大,当K指数大于34 ℃时就具备了较高的不稳定能量;SI小于0时,表示大气不稳定,绝对值越大,大气越不稳定[2]。选取90°~100°E,20°~30°N区域作为关键区来分析这次强降水过程的K指数、SI指数的演变情况(图略):大雨开始前一天28日K指数为28 ℃,29日8:00升到36 ℃,30—31日维持在32~36 ℃,6月1日减小;28日关键区中SI指数在0~-1 ℃,29日8时SI指数<-2 ℃。K指数、SI指数的变化表明,大雨前此关键区中大气层结处于中性或弱不稳定,不稳定能量随时间累积增大,至29日达到最大,对应的29日降水最强。

5 卫星云图分析

卫星云图是分析天气时必不可少的产品。云图上云系的变化可以直观地看出天气系统的演变情况。从2009年5月29—31日每小时的云图上可以清晰地看到:云系自西南向东北移动,孟加拉湾北部90°~95°E,25°N附近不断有对流云团生成、并发展东北移。29日08:00(图2a)对流云团生成并影响维西县,随着对流云团的不断加强并东移,07:00—09时维西出现强降雨,14:00后对流云团东移减弱,降水随之减弱。31日08:00,在95°~100°E,25°~28°N区域内对流云团发展东移(图2b),第二次强降水时段开始,一直持续到15:00结束。从对流云团不断生成、发展的区域看,它与垂直速度负中心和水汽通量散度负中心基本重合。与大气层结极不稳定区域一致。

6 结论

第一,这次强降水天气的主要影响系统是南支槽与西太平洋副热带高。强降水区主要集中在南支槽前西南暖湿气流与副高外围西南气流的辐合带中。

第二,强降雨天气出现前后,K指数、SI指数有明显变化,当K指数不断上升>36 ℃,SI指数不断下降<-2 ℃时,开始出现强降雨。

第三,上升运动出现在南支槽前,大雨区出现在上升运动最大区域,最大上升运动区与最大水汽辐合区一致。

第四,从每小时的卫星云图上可以直观地看中尺度对流云团发生、发展及移动情况。对流云团生成发展的区域正是上升运动最强的区域,也是水汽辐合最强的区域。

参考文献

[1]朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2000.

[2]亓翠芸,王西磊.一次连续性强降水天气过程的诊断分析[J].山东气象,2008,28(1):18-21.

(责任编辑:赵中正)

收稿日期:2017-02-26

作者简介:李雪梅(1973—),女,云南维西人,本科,工程师,从事气象测报工作。

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