2019年5月葫芦岛市一次暴雨天气过程分析
2020-09-21刘天阳岳欣健刘靖楠毕海霞
刘天阳, 岳欣健, 刘靖楠, 毕海霞
(葫芦岛市气象局, 辽宁 葫芦岛 125000)
葫芦岛市地处辽宁省西部沿海,属大陆性季风气候,灾害性天气有暴雨、大风、冰雹、大雾等,其中暴雨是主要的气象灾害之一。但5月葫芦岛市出现区域性暴雨天气的情况并不多见,2019年5月26日白天到27日凌晨发生的区域性暴雨,是葫芦岛市2019年出现的首场暴雨,为有气象记录以来出现第6早的一年;全市年初以来平均降雨量为97 mm,此次降水过后,由降水前的较常年同期偏少6成,转变为较常年同期偏多1成;主要降水性质以混合性降水为主,即稳定性降水与对流性降水共存,5月出现如此大的暴雨过程比较罕见。为此类型天气过程的预报积累经验以及农业生产提出指导意见,应用地面观测资料、NCEP再分析资料等,对本次暴雨过程的天气尺度形势演变,影响系统,动力、水汽以及能量条件进行分析。
1 降水实况
2019年5月26日白天到27日凌晨,受高空槽、低层切变线以及地面华北气旋倒槽的共同影响,葫芦岛市出现今年首场区域性暴雨。降水过程自26日9时开始,14—20时是本次过程的强降水时段,27日5时降水基本结束。全市平均降水量56.7 mm,其中,连山区68.0 mm、龙港区67.2 mm、南票区65.1 mm、建昌县59.8 mm、兴城市53.5 mm、绥中县43.7 mm。全市最大降水量出现在建昌县要路沟乡,达85.9 mm。26日夜间到27日白天全市出现偏北大风,平均风力4~6级,阵风7~9级,瞬时风力最大达22.3 m/s(9级),出现在27日4—5时龙港区望海寺。
2 天气形势
2.1 环流形势
25日20时,500 hPa欧亚大陆环流形势为两槽一脊型,“一脊”位于贝湖以西地区,“西槽”位于西西伯利亚平原地区,“东槽”位于蒙古地区。26日8时位于蒙古的槽已经发展东移进入内蒙古,葫芦岛位于高空槽前。与此同时,低层850 hPa存在明显切变,位于辽宁与内蒙古、河北交界一带。850 hPa与925 hPa有低空急流和超低空急流建立,其中,850 hPa急流轴位于辽宁辽河流域以东,中心最大风速达16 m/s;925 hPa急流位置与850 hPa急流位置大体一致,只是强度更强,中心最大风速达22 m/s。26日9时葫芦岛地区降水开始,13—14时降水增强。高空槽继续东移且加强,850 hPa切变线也缓慢东移,葫芦岛地区始终位于切变线南侧,低空与超低空急流强度增强并持续向北伸展。到20时高空槽强度开始由增强变为减弱,急流已延伸至吉林与黑龙江交界,低空急流与超低空急流中心最大风速均为26 m/s。此时葫芦岛地区降水开始减弱,切变线已移至辽宁中部一带。27日2时,高空槽东移,葫芦岛地区位于槽底部,全区已转为偏北大风控制,降水基本结束(图1)。
2.2 地面形势
26日8时海平面气压场上,葫芦岛位于地面华北气旋前部;14时气旋继续东北上,葫芦岛位于地面倒槽顶部,有利于强降水的发生、发展与维持;20时由于气旋的持续东移,葫芦岛地区降水开始减弱。27日2时葫芦岛位于低压后部,降水基本结束;8时转为高压控制。
3 物理量诊断
3.1 动力条件
暴雨产生一般伴随着特殊的大气环流背景,有利的风场条件是产生暴雨天气的必要条件。动力条件是暴雨产生的根本条件,能向高层垂直输送水汽、能量等物理条件[1]。26日8时,葫芦岛、朝阳、阜新、通辽上空850 hPa有正涡度区。14时正涡度区增强且向东南方向缓慢移动,最大强度25×10-5/s,与葫芦岛地区的强降水时间段相对应。从各层涡度的垂直分布看出,正涡度层一直延伸至400 hPa,高空200 hPa有负涡度区,最大强度—8×10-5/s。20时正涡度区(850 hPa)维持原有强度继续东南移,但此时中心已到达盘锦、沈阳一带,27日8时正涡度区强度略有减弱,已移动至辽东地区。
26日14时葫芦岛上空850 hPa到500 hPa垂直速度达—8 Pa/s,有较强的上升运动,从垂直速度剖面图也可看出,上升运动一直延伸至400 hPa与300 hPa之间,200 hPa到100 hPa有弱下沉运动。这种良好的动力配置关系随时间推移逐渐东移减弱,27日8时基本消散。
3.2 水汽条件
水汽条件是产生暴雨的另一个重要条件。26日8时葫芦岛地区850 hPa水汽通量达9 g/(cm·hPa·s),到14时葫芦岛地区850 hPa与925 hPa水汽通量均增长到15 g/(cm·hPa·s),20时850 hPa水汽通量大值带已东移到辽中、辽东一带且增强,最大强度达20 g/(cm·hPa·s)以上;925 hPa水汽通量大值带也东移,但强度中心已南退至黄海中部,最大强度达25 g/(cm·hPa·s)(图2)。27日2时两层水汽通量大值带随着系统东移,辽宁省仅有辽东东部受其影响。
从图2看出,在强降水开始之前,葫芦岛低空与超低空有较强的水汽输送,在降水主要时段继续维持,同时葫芦岛地区上空850 hPa比湿最大达14 g/kg,水汽通量散度—80×10-8g/(cm2·hPa·s),925 hPa为—110×10-8g/(cm2·hPa·s),给此次过程提供了充足的水汽支持。
3.3 热力条件
假相当位温用来表征大气中能量分布的物理量[2]。25日20时起,辽宁西部有高能舌存在,强度在320 K左右。26日8时辽宁西部偏南地区850 hPa假相当位温达325 K。该高能舌白天一直维持存在,且随系统向东南方向移动。自20时高能舌减弱东退,27日2时已完全离开辽宁上空。虽然葫芦岛地区并不处于高能舌舌尖位置,但是前期能量的积累为本次暴雨过程积攒了热力条件,致使葫芦岛地区出现短时强降水以及大风天气。
4 小结
对此次暴雨天气过程分析表明,受高空槽、低层切变线以及地面华北气旋三者共同作用,给暴雨的发生发展提供了较好的环流形势背景。低层辐合、高层辐散,良好的动力配置有利于强降水的发生与发展。低空急流与超低空急流的存在,建立了良好的水汽通道,具有充足的水汽条件。强降水发生前与发生时,葫芦岛上空能量充沛,为此次暴雨的发生提供了能量条件。