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2013年7月1~2日辽宁地区暴雨过程诊断分析∗

2017-11-17李晓东

计算机与数字工程 2017年10期
关键词:云图水汽高空

李晓东 刘 成

(1.中国人民解放军91550部队 大连 116023)(2.中国人民解放军91913部队 旅顺 116041)

2013年7月1~2日辽宁地区暴雨过程诊断分析∗

李晓东1刘 成2

(1.中国人民解放军91550部队 大连 116023)(2.中国人民解放军91913部队 旅顺 116041)

论文利用常规气象资料、日本传真图流场资料、卫星云图等,对2013年7月1~2日大连市暴雨过过程的大尺度环流形势和高空流场等方面进行了诊断分析。发现此次暴雨过程是受孟加拉湾持续稳定水汽输入前提下,低压过境引起的;此次暴雨过程水汽来源非常稳定充沛,低压发展移动十分典型,对认识了解孟加拉湾水汽输送对我国夏季暴雨的影响具有重要参考价值。

暴雨;水汽通道;诊断分析;流场分析;数值模拟

1 引言

2013年7月1日~2日辽宁出现入汛以来最强一次降水过程,全省普降大到暴雨,局地大暴雨。锦州、沈阳、抚顺以及铁岭地区发生了强降水过程,最大降水量出现在辽宁北镇地区可达118mm。据不完全统计,此次降水共造成辽宁凌源市5万余亩大田受灾,4条供电主线中断、11间房屋倒塌,此外,仅大连市就有数百辆机动车因积水浸泡受损严重。此次暴雨过程危害极大,过程典型。

目前关于暴雨过程的诊断分析,黄莉雁[1]、闵爱荣[2]等利用常规天气图对暴雨过程进行了诊断分析,丁海燕[3]等根据大气可降水量与降水量的对比对暴雨水汽特征进行了研究,吕校华[4]等利用数值模式研究了一次副高控制中局部大暴雨预报失误的原因。此外国内学者对暴雨不稳定能量的分析也取得了一定进展[5~7],对暴雨过程的站点研究也趋于成熟[8~10],本文选取常规气象资料分析方法依据常规气象资料对该次暴雨过程进行了系统分析,对进一步认识大连汛期暴雨过程有一定的指导意义,对暴雨预报以及防灾减灾提供了经验借鉴。

2 过程分析

2.1 卫星云图分析

此次暴雨过程从7月1日8时许开始,如图1所示卫星云图图1(a)为6月29日23时卫星云图,图中可见位于辽宁北部和外蒙古东部分别有已发展的气旋式低压存在,此两低压的存在是导致7月2日暴雨过程上升运动的主要因素;图1(b)为7月2日03时卫星云图,图中可见,辽宁上空被浓厚云层覆盖,且云层呈气旋旋转态势,可见辽宁地区降水过程是该云团受上升运动所致;图1(c)为7月2日11时卫星云图,此时以大连为例暴雨过程已经停止,由云图可知,大连处于云系尾部且位于旋状云后部,推测大连已处于低压外围暴雨过程停止。

图1 该次暴雨过程的卫星云图

2.2 暴雨过程天气图分析

2.2.1 高空环流形势分析

图2为此次暴雨过程的500hPa环流形势分析图2(a)06月30日08时;(b)07月01日20时;(c)07月02日08时;(d)07月02日20时),如图所示,在暴雨前夕,06月30日08时辽宁西北部位于外蒙古东部存在一高空槽,此槽后有暖平流,槽前存在一暖舌(如图灰色矩形区域),与此同时位于俄罗斯东部有一横槽,且槽线与等温线凸向相反预示该横槽有减弱转竖的趋势,至07月01日20时可见该横槽已东移(如右上角黑框),此时辽宁处于发展后的槽底有利于低空气旋式系统发展;再由02日08时500hPa环流形势由线性后推可得,02日00时~02日05时辽宁处于高空低槽槽前、且位于高空急流出口区左侧具有很强的正涡度平流、大气斜压性强,地面低压系统得到高空系统配合得以产生强对流天气,至02日20时,高空深槽继续向东移动,辽宁处于槽后高空急流入口区左侧、具有较强的负涡度平流,有利于上升运动的高空形势已经被破坏,暴雨过程结束。

2.2.2 水汽通道分析

由500hPa环流形势图分析,此次暴雨过程较为典型,高空环流形势的逐步发展为此次暴雨过程提供了不稳定层结发展的条件。图3为此次辽宁地区降水过程的水汽通道分析,由图所示来自中国南海以及孟加拉湾的水汽通道保持强盛稳定为此次暴雨过程提供了充足的水汽供应。由06月30日08时700hPa天气图可知,此时来自孟加拉湾及南海的水汽通道已经建立,位于内蒙古河套地区存在一弱槽提供了自北方的干冷空气,此时辽宁位于水汽汇合喇叭口区域,水汽得到一定程度的积累但此时高空槽较弱,难以促进地面上升运动的发展;至07月01日20时,高空槽发展为东北低压辽宁处于高空低压槽前,来自北方冷空气进一步加强,辽宁位于水汽交汇的喇叭口区域为该次暴雨过程提供了充足的水汽和不稳定能量。02日08时,低压进一步发展,辽宁地区所处等高线越发密集、干冷空气与暖湿空气强度近似均衡、水汽混合越发强烈此时降水强度达到最大;至20时,低压进一步向东南移动发展辽宁处于低压槽后部不利于地面低压系统维持,来自北方的干冷空气占据主导地位,辽宁地区水汽输送中断暴雨过程结束。

图2 该次暴雨过程的500hPa高空天气图分析

图3 该次暴雨过程的700hPa水汽来源分析

2.2.3 地面气压形势分析

对比高空环流形势以及水汽通道的分析结果对地面气压形势,辽宁地区此次暴雨过程十分典型,图4着重分析了此次暴雨发生阶段以及消亡阶段的地面气压形势。图中所示,在02日08时,辽宁地区处于地面低压中心且处于暖锋刚过冷锋将来的阶段,此时辽宁低空被充足的暖湿空气覆盖,在冷空气的推动下迅速抬升形成降雨,是典型的锋面气旋降水过程;至02日20时已经低压过境,冷锋已经经过辽宁,辽宁处于低压与冷锋后部等压线稀疏风力微弱降水过程减弱消失。

图4 该次暴雨过程的地面气压场分析

2.3 暴雨过程流场诊断分析

由天气图分析结果可以看出此次暴雨过程的水汽来源为孟加拉湾以及中国南海,在低压锋面作用下产生低层水汽辐合上升产生降水。为进一步验证此分析结果我们选取日本传真天气图提供的850hPa流线图对其进行验证分析。

如图5所示,由左上06月30日08时流场图及右上07月01日08时流场图可知,经过辽宁地区的流线源自孟加拉湾以及中国南海,因此我们可知水汽来源确为孟加拉湾以及中国南海;在内蒙东部以及东北地区存在两个气旋式的辐合区;流线在辽宁地区无明显辐合,这些结论皆与天气图分析结果相符。由左下角07月02日08时流场图在辽宁地区有一明显的流线辐合区,此辐合区由来自北方的干冷气流和来自南方的暖湿气流共同组成,促使了辽宁地区暖湿空气混合上升形成降水,此结论亦与天气图分析结果相一致。至07月02日20时,由左下角流场分析可知,东北低压已向东移出辽宁所处范围,源自中国南海的流线受低压影响向东南偏移,辽宁地区处于北方流线控制之下,水汽通道中断降水过程终止,此结果与天气图分析结果相符。

3 结语

1)辽宁地区此次降水过程为一次典型的暴雨过程,水汽源自孟加拉湾以及中国南海,东北低压以及高空低槽的发展是引发大气不稳定最终导致强烈上升运动导致降水的外在因素。

2)此次暴雨过程是由一次锋面气旋迅速发展过境引起,高空横槽的迅速消亡是该气旋得以迅速南下进入辽宁境内的关键。

3)高空急流的建立及移动对此次暴雨过程提供了高空涡度平流,对降水过程产生及结束都有重要作用。

4)副热带高压的稳定存在促使水汽通道得以持续维持。

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Diagnostic Analysis of the Storm Process in Liaoning Among July 1~2,2013

LI Xiaodong1LIU Cheng2
(1.No.91550 of PLA Troops,Dalian 116023)(2.No.91913 of PLA Troops,Lvshun 116041)

This article makes an analysis of the large scale circle form and upper air circulation of the storm process,which happened in Liaoning among July 1-2,2013,by using regular atmosphere data,Japan facsimile chart and satellite cloud images.All the researches find that,the storm is caused by a low pressure process with a stable water vapor transportation from the Bay of Bengal.For the storm,the vapor transportation of it is very sufficient and the process of low pressure is quite typical,which causes the storm be available to realize the influence of vapor transportation from the Bay of Bengal to the storm happened in China among summer.

storm,water vapor pass,diagnostic analysis,flow field analysis,numerical analysis

P458

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.10.004

Class Number P458

2017年4月5日,

2017年5月17日

李晓东,男,硕士研究生,助理工程师,研究方向:水文气象。

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