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内蒙古土默特右旗一次暴雨过程分析

2018-05-14刘艳丽

科技风 2018年29期
关键词:河套降水量水汽

摘要:利用2017年7月25日至26日地面及高空观测资料,对2017年7月26日土右旗一次暴雨过程进行分析。结果表明:这次暴雨发生在500hPa 高空槽前西南气流里,暴雨区与切变线平行,降水在切变线到地面锋线之间。地面河套地区北部有低压系统存在,降水过程发生在负散度中心和负垂直速度中心的南侧、正涡度中心的西南侧,阴山迎风坡的地形抬升作用显著。

关键词:高空槽;低压倒槽;地形

1 气候概况

土右旗历年平均降水量355.3毫米,降水分布不均匀,7月降水量最多为93.1 毫米;7~9月为230.8毫米,为多雨季节,约占年降水量的2/3。年降水量最多为613.8毫米,出现在2003年。年降水量最少为156.4毫米,出现在1965年。月最大降水量为218.7毫米,出现在1981年7月,日最大降水量为190.5毫米,出现在2008年6月13日。

2 降水实况

2017年7月25日07时至26日07时,土右旗发生了一次降水天气过程,共出现5个站暴雨,暴雨落区在土右旗偏南地区,最大降水量出现在明沙淖乡为83.0毫米。此次暴雨过程降水出现在25日23时至26日09时,主要降水时段集中在26日00时至03时,最大小时雨强为40.7毫米/小时(01~02时)出现在明沙淖乡。

3 环流形势分析

3.1 高空

25日20时,500hPa欧亚大陆为两槽一脊环流形势,乌拉尔山高压脊呈东北走向,高压脊前为弱槽,河套地区位于槽前正涡度平流区;西太平洋副热带高压(以下简称副高)西伸北抬,副高脊线位于30°N以北,河套地区处于副高外围北上的暖湿西南气流控制中。700hPa贝加尔湖附近出现闭合性低值系统,河套地区处于西高东低的环流形势,河套地区有明显的东北西南向切变线。

3.2 地面

26日02时贝湖南部为高压控制,西南部地面倒槽向北移动,土右旗位于地面倒槽顶部,弱冷锋锋前,地面流场分析存在西北东南向地面辐合线。25日17点开始到26日03时对流云团控制土右旗,此次暴雨发生的主要时段和区域即受对流云团影响的时段和区域。

3.3 主要影响系统

3.3.1低空急流

25日夜间700hPa上有西南低空急流生成,且在26日凌晨逐渐加强,暴雨区则出现在低空急流的左侧100 km~200 km范围内,西南低空急流不仅为此次暴雨提供了所需的水汽,而且维持了暴雨区的不稳定层结,并触发对流不稳定能量。

3.3.2切变线

25日河套西部700hPa存在冷性切变线,冷性切变线位于副高西北方向,呈东北西南向。25日20时冷切在河套西部生成,26日23时移入40~42°N,105~115°E地区,强降水区基本与切变线平行,且在切变线到地面冷锋之间。[1]

3.3.3地面系统

河套地区北部有低压系统存在,河套西北至蒙古南部地区为冷性高压,其与河套低压之间的等压线密集,与蒙古国交界的地区为一致的西北风,暴雨中心主要集中在倒槽顶部地面辐合线附近。

4 物理量场分析

4.1 水汽条件

由于副高的北抬西伸,外围的暖湿气流北上,形成了由南往北的水汽通道;25日20时的比湿场显示土右旗水汽条件较好,湿层深厚,700hPa土右旗南部比湿达到8g/kg,850hPa比湿达到12g/kg以上,水汽充足;700hPa水汽通量散度显示土右旗处于负值区,水汽的辐合和积聚为暴雨的发生提供了良好的水汽条件。[2]

4.2 动力条件

25日20时正涡度区位于500hPa以下,400hPa以上均为负涡度。从涡度值上看,低层正涡度值更大,既气旋性更强,强降雨区发生在正涡度中心的西南侧,有利于暴雨天气系统的维持。26日02时散度场显示,土右旗700百帕以下为散度负值区,700百帕以上为散度正值区,低层辐合高层辐散利于上升运动的发展,该时次土右旗南部地区垂直速度整层都为负值,上升运动强烈。25日20时~26日08时河套上空上升运动持续增强,垂直速度最大值达到25×103hPa·S 1,位于400hPa附近,为暴雨的出现提供了有利的垂直环流条件。

4.3 不稳定层结条件

25日20 时土右旗K指数达到32℃以上,高空槽引导南下的弱冷空气和副高外沿暖湿气流造成上干冷下暖湿的不稳定层结。对流有效位能可以反映对流潜势的大小,分析25日20 时单站探空图可知,土右旗CAPE值在300J/kg左右,沙氏指数都小于零,不稳定能量进一步累积。低层为西南气流,中高层为偏西气流,风速切变利于对流的组织和发展,为暴雨的产生和发展提供不稳定层结条件。

5 地形强迫抬升作用

土右旗位于阴山南坡,山脉迎风坡的阻挡作用有利于暖湿气流的集聚辐合,山脉强迫抬升的作用有利于上升运动的发展,[3]触发对流发展释放不稳定能量,此次降水过程暴雨的落区与地形关系密切,地形作用对此次暴雨的产生发展至关重要。另一方面地形能够对大气运动产生不同的动力、热力效应,阴山南坡地形的强迫抬升作用也是暴雨触发条件之一。

6 小结

7月25日至26日土右旗暴雨的主要发生时段是26日00至03时,是一次由高空槽和地面倒槽共同影响产生,具有时间短、强度大的特点。高空槽东移引导弱冷空气和副高边缘的暖湿空气交汇形成不稳定层结;槽前正涡度平流,700hPa和850hPa切变线,地面低压倒槽、辐合线,以及地形抬升共同作用产生强烈的上升运动;地面东高西低的形势以及850hPa下游脊的阻挡,为降水过程提供充足的作用时间。

参考文献:

[1]温市耕.切变线类暴雨发生的天气背景和觸发机制[J].气象,1999,25(2):4448.

[2]马梁辰.东北地区典型暴雨个例的水汽输送特征分析.高原气象,2017(04):967968.

[3]刘冀彦.地形对华西致灾暴雨的强迫效应研究.南京信息工程大学,2013.2728.

作者简介:刘艳丽(1969),女,工程师,主要从事气象观测预报服务工作。

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