朝阳市一次暴雨过程的成因分析
2021-02-26张校菊
张校菊
摘要 利用NCEP 2.5°×2.5°再分析资料、站点气象资料等,通过分析暴雨发生发展过程中环流形式、水汽的配置和输送,以及垂直运动的变化,从而分析影响此次强降水发生发展的因素,阐述了暴雨的产生机制,为今后的预报工作提供借鉴和参考。
关键词 暴雨;层结与水汽条件;环流形式;比湿
中图分类号:P458.121.1 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2021)10–0093–02
暴雨是我国最主要的自然灾害之一,因此,暴雨一直是气象科研部门研究及各级气象台站预报的重点。已有较多关于暴雨水汽的研究揭示了不同地区暴雨形成的水汽来源、输送和暴雨落区情况,为暴雨预报提供了重要的理论基础,对准确预报暴雨过程起到了积极作用[1-2]。研究表明,形成中国南、北方暴雨的水汽输送通道有所不同,南方暴雨的水汽主要是由低空急流或高风速带输送,而北方暴雨的水汽主要是由西南急流、偏东急流或二者共同作用来完成[3-4]。本次降水落区和强度由气旋的生成、发展和加强及其移动路径决定。对于气旋北上形成的暴雨情况,预报应关注水汽条件、气旋的生成、发展和加强及移动路径,着重分析垂直速度和水汽分布。
2021年7月12日12:00~14日08:00的强降水过程主要是由于受气旋东移北上影响,大部分地区降大雨到暴雨,局部大暴雨,最大雨量达到147.4 mm。
1 降水概况
本次降水主要集中7月12日08:00 ~14日08:00,朝阳市大部分地区降大雨到暴雨,局部大暴雨。全市平均降水量为79.9 mm。超过100 mm的乡镇有39个,超过50 mm的乡镇有123个。降水量最大值为147.4 mm,出现在喀左县十二德堡。降水大值区出现在朝阳中部偏南地区,降水较大时次主要出现在12日下午和13日夜间。此次大暴雨过程由于降水强度大、降水时间集中,给部分地区的道路交通和基础设施造成了负面影响。
2 环流形势分析
7月12日,500 hPa高空槽在东移的过程中,在蒙古地区切断成低涡,该低压系统气旋性曲率大,有较强的抬升能力。整个河北及其周边地区均受此闭合低压系统的影响,低压中心在西安北部附近,内蒙古西部至河北东部为槽区,朝阳位于槽前。副高呈带状分布,588 dagpm线位于朝鲜中部。副高外围的西南低空急流可以为暴雨提供有利的水汽输送和湿度条件。我国东北部的高压脊偏强,在阻高与低涡之间形成南—北向低空急流,朝阳位于副高后部急流中,偏南气流在朝阳地区交汇,风场上有明显的低层风速辐合。朝阳地区位于低涡前侧,配合上切变线和地面气旋顶部倒槽的形势场,引起了强烈的上升运动,为大暴雨的发生提供了动力条件。7月13日,500 hPa高空槽减弱东移北上,副高加强向北伸展,气压梯度增加,偏南急流进一步加强,朝阳地区风速的辐合减弱,降水减弱。7月14日,低涡北上减弱,急流减弱,受低涡和切变线影响,生成分散性弱的回波,但整层风场较弱,热力条件较差,不利于回波发展和组织化,降水过程基本结束(图1)。
3 水汽条件及水汽输送
在暴雨过程中,一般有显著的水汽输送条件,区域上空有丰富的水汽汇合。7月12日,朝阳市850 hPa相对湿度均达到了70%以上,西部达到80%,西部更加有利,与降水实况吻合。7月13日,朝阳市850 hPa相对湿度达到了90%。武麦凤等[5]认为,强降水发生时,降水区700 hPa上的比湿值不低于7 g/kg。由实况可知,朝阳比湿值均达到了降水条件。
计算得出对流层(1 000~300 hPa)整层积分水汽输送和辐合辐散平均场,水汽源源不断地从我国南部输送至朝阳地区,在该地附近的上空辐合抬升凝结。与7月13日相比,7月12日水汽输送更强,达到700 kg/(s·m),与实况相对应。
4 垂直运动
垂直上升运动使含有充足水汽的空气绝热冷却达到饱和,并将水汽向上输送,进而凝结成水滴降落下来,上升速度决定了降水量。暴雨的发生一定要有充足的动力条件,大气层辐散辐合配置、冷暖平流配合、大气斜压不稳定性等相互作用都是激发大气强烈上升运动的动力条件[6]。由850 hPa垂直速度场可以看出,7月12日朝阳地区位于垂直速度大值区附近。7月13日垂直速度大值区减弱并向东移动,朝阳地区的上升运动明显减弱,与实况相对应。在此次过程中,水汽充沛,又有较强的水汽辐合抬升,再加上垂直运动强劲,为此次强降水过程提供了良好的条件。
5 结束语
东移北上的低压系统及我国东北的阻塞高压为此次天气过程的影响系统,副高呈带状分布。偏南气流在朝阳地区交汇,形成強的低层辐合。朝阳地区位于低涡前侧,配合上切变线和地面气旋顶部倒槽的形势场,引起了强烈的上升运动,为大暴雨的发生提供了动力条件。7月13日,500 hPa高空槽减弱东移至河北,副高加强向北伸展,气压梯度增加,偏南急流进一步加强,朝阳地区风速的辐合减弱,降水减弱。7月12日,朝阳市西部850 hPa相对湿度达到80%,7月13日,朝阳市850 hPa空气相对湿度达到了90%。降水区700 hPa上的比湿值均不低于7 g/kg。水汽源源不断地从我国南部输送至朝阳市,与7月13日相比,7月12日水汽输送更强。大暴雨的发生发展一定要有不停的上升运动的支持,从暴雨发生前到暴雨发生后,朝阳地区上空始终有极强的上升运动,这为本次暴雨的发生发展提供了很好的动力条件。7月12日朝阳地区位于垂直速度大值区附近。7月13日上升运动明显减弱。此次暴雨过程中,水汽充沛,又有强的水汽辐合抬升,再加上垂直运动强劲,为此次强降水提供了充分的条件。
参考文献
[1] 辜旭赞,徐明.一次西南涡特大暴雨的中尺度诊断分析[J].气象与环境学报, 2012,28(4):1-7.
[2] 阎琦,孙欣,乔小湜,等.“20110730”辽宁大暴雨过程分析[J].气象与环境学报,2013,29(5):6-11.
[3] 丁治英,朱莉,常越,等.一次連续性暴雨中双雨带的成因分析[J].热带气象学报,2009,25(6):698-705.
[4] 丁治英,常越,朱莉,等.1958—2000年6月连续性暴雨的特征分析[J].热带气象学报,2008,24(2):117-126.
[5] 武麦凤,王旭仙,孙健康,等.2003年渭河流域5次致洪暴雨过程的水汽场诊断分析[J].应用气象学报,2007(2):225-231.
[6] 赵俊荣,莎依然.暴雨个例分析[J].新疆气象,1994(6):19-21.
责任编辑:黄艳飞
Cause Analysis of A Rainstorm Process in Chaoyang City
ZHANG Xiao-ju (Chaoyang Meteorol-ogical Bureau, Chaoyang, Liaoning 122000)
Abstract Using 2.5°NCEP×2.5°rean-alysis data, site meteorological data, etc., through the analysis of rainstorm occurred in the development of circulation form, water vapor configuration and transmission, and the change of the vertical movement, so as to analyze the factors affecting the development of the heavy rain occurred, this paper expounded the mechanism, heavy rain forecast for the future work to provide reference and reference.
Key words Rainstorm; Analysis of stratification and water vapor conditions; Circulation form; Specific humidity