广东一次强降水天气过程特征分析
2018-12-17杨欣葵谢煜兴张琳魏睿
杨欣葵 谢煜兴 张琳 魏睿
摘 要:强降水天气对整个社会带来的影响十分巨大,可能造成严重的人员伤亡以及经济损失,对强降水相关的天气特征进行分析具有较强的社会意义。本文以广东省“5·23”(2014年)特大降水为例,从多个角度分析该降水情况及特征,这对更好地了解强降水天气具有较大的指示意义。
关键词:广东;强降水天气;特征分析
强降水天气对整个社会来说是非常大的隐患,其常常会带来很大的经济损失甚至人员伤亡。对强降水天气进行详细的记录分析能够帮助我们更好地了解强降水天气特征,提前做好相应防御准备工作,对降低强降水天气给社会带来的危害具有指示意义。
一、广东一次强降水天气过程概况
2014年5月23日,广东及周围的华南地区发生了一次强降水天气。据广东省观测站对这个降水的详细资料记录以及ERA-data4times再分析数据(分辨率0.125°×0.125°)获知:副高以及高空槽是引起本次强降水的两大原因。
据广东省三防办的可靠资料,截止到当年的5月25日夜间,“5·23”强降水给广东省花都、白云、从化、增城等四个地区30个镇带来巨大损失,20万左右的居民在这次降雨中受到了极大影响,20万左右亩的农作物受到严重损害。据统计,这次强降水导致广东地区直接经济损失超过了7亿元。
在5月22日,广东省部分地区就已经出现较明显降水,到23日降雨量明显加大,降雨频率也随之变大。针对这种极端现象,广东省相关负责人员立即投入到了“防汛减灾”的活动中。但到24日“防汛减灾”活动正式结束时,强降水还是给广东省带来了很大的损失。这次强降水不但带来了很大的经济损失,还有不少的人员伤亡,对整个广东社会范围带来了极大的损失。
二、强降水环流形势分析
对“5·23”日广东强降水进行分析,可以得如下强降水环流形势结论:第一,在200hPa的分布范围内,广东省处于南压高压的东北侧,是强降水的主要降水区,而该区域对流层高层产生了很大的影响,其对流层高层形成了非常强的辐射产生了很强的抽吸。第二,在500hPa的分布范围内,先是南支短波槽过程,接着是副高加强西伸北推。第三,在850-925hPa的分布范围内,对流层低层可以观测到较为强盛的西南-偏南气流。第四,在海平面气压场的范围内,地面维持低槽,广东境内等压线表现为南北走向。动力、热力、水汽以及垂直上升等各方面条件相互配合,导致这一次的强降水过程。
三、水汽通量散度和上升运动分析
在上文的分析中,我们可以获知:副高以及高空槽是引起本次強降水的两大原因。而对此进行深究,就能够发现:西南气流的形成及演变、整个地区范围内的天气系统也都是导致该强降水天气形成的重要原因。因此,对整个天气系统进行分析以及该地区范围内的能量变化进行研究,发现水汽通量散度以及上升运动具有重要的意义,其能够帮助相关人员更好地理解该强降水的发生区域以及下落区域,对了解本次“5.23”广东特大降水的形成以及发展有很大的帮助,以下做出展开说明。
通过对强降水发生之前以及发生之后的流层相关的水汽通量散度演变图做出了大量的分析,发现了如下特点:第一,整个流层中的暖湿水汽的辐合层厚薄程度存在着细微地差别,具体表现在:在西南区域的暖湿水汽的辐合层较薄,而东北区域的暖湿水汽的辐合层则厚一点。这导致了整个大气体系的位势不稳定性,加剧了流层的运动。同时,流层的不均匀性也导致了后期降水的不均匀。第二,落区以及降水发生的时间和在西南暖湿气流上位置的水汽辐合区具有较高的一致性。对850hPa以下的对流层低层做出分析,对降水最大的落区(从从化出发一直到南昆山)做时间-经向的水汽通量散度剖面图分析,再结合850hPa以及925hPa水汽通量散度的演变情况数据图,可以发现:在南昆山附近区域(即114°E附近地区),22日的晚上到23日的早上形成一块非常明显的水汽辐合区,这与该区域上空高空槽的东移演变密切相关。
为了研究该强降雨情况下的垂直上升运动,研究对流层整层的垂直速度场相关的数据进行分析。对114°E附近地区,即南昆山附近地区的垂直速度演变发展做出分析。在5月22日20时至23日02时左右,南昆山附近的流层中低层上升速度突然猛增,此时该地区上升速度的范围以及强度达到了最大值,而这种上升的趋势一直保持到23日的14时左右。直到23日20时,上升速度的增长才发生了较为明显的减弱。这种现象显然引起强烈对流现象的发生并促进了对流现象的发展。从某种意义上说,强烈垂直上升运动可以为强降雨现象提供基础的动力条件,促进了该时间段内广东省强降雨天气的形成并让强降水天气维持了较长的时间段。
四、雷达基本反射率因子演变分析
雷达基本反射率因子可以较好地对降雨现象做出描述。一般而言,雷达基本粒子的反射率因子越大,降雨的可能性以及降雨量就可能越大。通过广东省相关部分给出的雷达资料分析,得到如下数据信息:在1.5°仰角的反射率因子的分析上,在5月22日20时,在南昆山附近的区域有对流单体的生成。在次日凌晨的1点左右在南昆山-从化线上有多个回波群,回波群的最大值高达60dBz。而周围的环境内也在不断地产生新的对流单体,对流单体间不断地结合,导致回波群的力量不断加强,这种现象一直持续到23日19时到20时左右。对广东省此次特大降雨进行分析,发现回波层的强弱变化情况与实际的降雨情况是非常吻合的。在回波群不断形成并演化的过程中,广东省及其附近区域的对流现象变得越来越激烈,这种激烈的现象在很大的程度上促进了大降雨的形成并让其不断地发展。
2014年的“5·23”广东省特大降水对广东省带来了极为严重的后果。对该降水情况做出分析,发现很多层结要素都能够较为客观地表现该次的降水情况。相关研究人员可以对本文中对高低空条件、对流、上升运动等方面的分析来了解该次降雨特征。
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