维西县永春乡两次强降水对比分析
2017-08-22益西拉姆魏懿夏龙松
益西拉姆+魏懿+夏龙松
摘 要 2014年7月10日与2016年7月7日云南省维西县永春县出现持续性的强降雨天气过程,以永春乡庆福站为例,从降水实况、天气形势、水汽条件与动力条件等角度分别针对两次强降雨天气过程进行对比分析。结果表明:高空槽、西南急流、低涡切变、南支槽是诱发这两次强降雨天气过程的主要系统;强降水天气过程的发生必须具有充足的水汽条件,水汽通量散度能够较好地反映出水汽条件,但并不一定处于水汽通量的辐合中心,也极有可能处于较强的辐合梯度区域;高层辐散、低层辐合的配置,对上升运动相对有利。
关键词 强降水;物理量;永春乡
中图分类号:P458.121.1 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.14.053
近年来,全球温度快速升高,极端天气事件的发生频率也居高不下。以往,维西县永春乡的降水量并没有发生大的波动,20世纪80年代以来,强降雨天气过程频繁发生。永春乡位于云南维西县的南部地区,东部临近丽江县属鲁甸乡,南部与兰坪县的河西相互连接,西部毗邻中路与维登两乡,西北部地区与攀天阁乡相互接壤。永春乡属于山地季风气候区,气候具有雨量适中、气候温凉等特点。年平均温度为11.3 ℃,年平均降水量为1 096.5 mm。境内以山地为主,最高海拔为3 630 m。受当地气候、地形等条件的影响,该地区极端天气现象多发。其中强降雨是最为严重的氣象灾害之一,造成永春乡出现道路积水、地质灾害多发等,威胁了当地的交通与城市建设,严重时还会造成人员伤亡。
1 降水实况
2014年7月上旬永春乡出现强降雨天气过程,本次降水过程持续时间较长,其中有5 d达到大雨以上,1 d达到暴雨以上,日最大降水量出现在9日20:00—10日20:00(以下简称过程Ⅰ),这一时间段内累计降水量为
103 mm,其中10日06:00的降水量最大,为33.6 mm,如图1所示。强降水导致永春河流域的水位明显升高。据该地区气象部门预报,降水在未来的几天里还会持续。
2016年7月7日(以下简称过程Ⅱ),永春乡也有强降雨天气过程发生,此次降水过程持续的时间也较长,与过程Ⅰ相比,此次的降水量更多,由6日21:00—7日20:00的降水量累计达129.4 mm。其中,6日22:00的降水量最多,为49.2 mm,到7日00:00降水量明显减少,之后降水量也呈现出逐渐减少的趋势,如图2所示。
2 天气形势对比分析
就过程Ⅰ而言,8日08:00的500 hPa高度场上(图略),贝加尔湖西部地区存在冷槽,沿着西北气流持续有冷空气往东南部扩散,小波动槽在中低纬度地区相对活跃,由青藏高原到四川盆地不断往东部地区移动,永春乡主要受到中低纬小波动槽的影响范围内。冷空气逐渐南下,在川西高原700 hPa高度场位置处有切变线形成,而且切变线逐渐向南移动且有所加强,这时西南暖湿气流控制着这一区域,从孟加拉湾有水汽与能量缓缓北上。9日08:00中高纬度的冷槽逐渐往东南方向移动,在其作用下,700 hPa切变线逐渐向南部移动进而对云南省西北部,地面冷锋也逐渐移动进而控制云南省大部分地区。9日20:00,青藏高原与川西高原变化成为槽后的西北气流,对冷空气引导及切变线逐步南下等起到了有利作用,而孟加拉湾到中南半岛的大部分区域则依然为西南气流,在切变线与冷锋位置处冷暖气流发生交汇,进而引发强降水天气过程[1]。
就过程Ⅱ而言,7月6—7日500 hPa高空形势保持相对稳定的状态,中高纬度地区表现出两槽两脊。这一时间段内有阻塞高压出现在乌拉尔山附近,短波槽不断向东移动,与高原槽相互结合进而影响云南大部分地区,副高维持相对稳定的状态。源源不断的水汽条件被副高西部的偏南气流由孟加拉湾与南海地区输送至云南西北部。强降水天气过程中,巴尔喀什湖周围存在着一个冷低压,这是长波保持相对稳定的原因之一。而700 hPa与850 hPa则出现西南辐合气流,即低层急流,副高南部的东南风与该急流负责将水汽输送至暴雨区。
3 水汽条件分析
就水汽条件而言,过程Ⅰ与过程Ⅱ的水汽条件主要来源于副高外围的水汽输送。由图3能够看出,水汽通量由南向北呈现出逐渐减小的趋势,云南省西南部出现了水汽通量的最大值,永春乡由强降水开始至结束,水汽通量虽然不大,但却水汽条件源源不断的输送,再加上永春乡特殊的地形条件对于水汽聚集极为有利,所以该地区具备强降水发生需要的水汽条件。
分析过程Ⅰ得出,强降水天气过程发生时永春乡位于水汽辐散带,只有在南部地区存在着水汽辐合且其强度较弱,随着系统的逐渐向东移动,水汽辐合带也随之移动。10日08:00在维西县南部地区出现了强辐合中心,到20:00,辐合中心有所增强,而且永春乡辐合梯度也逐渐增强,强降水落区正好对应了水汽辐合中心及水汽辐合梯度的最大值位置处。由过程Ⅱ的水汽通量散度分布能够看出,强降水天气过程发生时永春乡同样位于水汽辐散区域且强度较弱,随着系统逐渐向东部移动,水汽辐合则向北有所抬升,到7日08:00,永春乡完全位于水汽辐合带内且强度较强。
对比两次降水过程得出,尽管这两次过程水汽通量较小,但都存在着强度较强的水汽辐合,再受到强的风速辐合的影响,进而引发了强降水天气过程,且暴雨落雨正好对应了强水汽辐合中心与水汽辐合梯度的最高值区。这一现象表明,强降水天气过程的发生必须具有充足的水汽条件,水汽通量散度能够较好地反映出水汽条件,但并不一定处于水汽通量的辐合中心,也极有可能处于较强的辐合梯度区域。
4 动力条件分析
选取永春乡庆福站这一强降水中心的气象观测资料对动力条件进行分析。分析过程Ⅰ的散度场剖面随时间的变化分布能够得出,强降雨天气过程由开始至结束,650 hPa之下的位置处均属于负散度区,并且在10日08:00出现有负散度中心,表明低层辐合现象较为明显;在650 hPa之上则属于正散度区,并且与低层负散度中心位置相对应位置处也出现有正散度中心,表明高层强辐散较明显。而且高层的辐散要明显强于低层的辐合,这种高低层配置对于抽吸作用的形成具有有利作用,同时也促进了上升运动的发生与发展。在10日08:00存在有上升运动中心,并且具备深厚的上升区,其中心高度在
600 hPa位置附近,正好对应了散度场的极值中心,此时正好对应降水集中时间段,表明本次强降雨天气具备较好的动力条件[2]。
就过程Ⅱ而言,强降雨天气过程发生时600 hPa位置以下属于负散度区,高层则属于正散度区。本次过程也属于高层辐散、低层辐合的配置,对于上升运动的发展也极为有利。但此次降水过程中的上升运动并不强,刚开始表现为下沉运动,在降水集中的时间段内上升运动也呈现出快速的增强趋势。到7日14:00时,上升运动则快速减弱,变为下沉运动,散度场也是在这一时间段内低层辐合有所减弱而变化成辐散,对上升运动不利,导致降水过程逐渐停止。
对比这两次强降水过程得出,散度场都表现为高层辐散、低层辐合的配置,对上升运动相对有利,而且在中心位置处都有上升运动中心出现。在实际的天气预报过程中,应当重视高低层散度场配置较好的区域与时段。
参考文献
[1]罗玲,胡亮,何金海,等.东北冷涡背景下浙江省两次强降水过程的对比分析[J].气象与环境学报,2011,27(6):35-42.
[2]周英,杨燕,袁利平,等.横断山脉南侧“春汛”期2次强降水天气过程对比分析[J].安徽农业科学,2017,45(9):178-182.
(责任编辑:赵中正)