2021年5月10—11日樟树市降水过程分析
2021-04-09杨欣
杨欣
摘要 利用地面自动站资料和micaps形势场、探空图等资料,分析了2021年5月10—11日樟树市降水过程。结果表明:第一阶段主要过程为10日16:00~18:00的冰雹强对流天气,该过程主要是由于584线北抬,冷暖空气江西北部交汇,在200 hPa存在分流区,700 hPa、850 hPa处都有反气旋的形成,地面辐合线在江西北部交汇,增强了大气的抽吸作用,从而促进江西北部上方大气的垂直上升运动,加上西南急流加强,为此次降水过程提供了大量的水汽输送,配合午后的升温,为大气垂直上升运动创造了良好的环境,导致冰雹强对流天气的发生;第二阶段是11日03:00~06:00的暴雨过程,也可分为2个部分,第一部分是由高空切变线南压过程中配合下层良好的水汽条件触发的强降水过程,第二部分是处于反气旋西南急流加强,配合高空切变线的末端的强烈风切变触发的强降水过程。再加上南昌探空图上K指数=50,CAPE=1187.8,SI指数=13.63,各项有利于对流的指数异常偏高,低空风切变为暖切,有利于垂直对流的发展,导致发生持续性强降水。
关键词 冰雹;切变线;西南急流耦合
中图分类号:P412.25 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2021)12–0053–02
强对流和暴雨一直是预报业务的难点,却关系着人们的生产生活安全,也一直是气象服务的重点,每次暴雨、冰雹等灾害性天气的发生都会对当地的生产生活产生重大的影响,由于观测资料和分析手段的局限性,暴雨、短时强降水预报准确率不高,很难预报出暴雨和大暴雨区,以及精准预报出短时强降水的落区和时间。通过分析樟树2021年5月10—11日的冰雹和暴雨过程,进一步了解暴雨和强对流天气形成的机理,为强对流预报和暴雨预报提供参考。
1 天气实况
2021年5月10日12:00—11日12:00,樟樹各地出现强降水天气,其中13个区域站和国家站出现了暴雨,9个区域站达到了大暴雨量级,以昌傅镇127.7 mm最大。此次降水过程集中在10日的下午和11日的凌晨,分段降水时间段强度大,还出现了冰雹、雷雨大风等强对流天气,造成严重的灾情[1]。樟树市在此次过程中受灾人口为17 498人,紧急转移人口为25人,需紧急生活救助人口110人,房屋受损户为287户,直接经济损失为752万元。
从风雹灾害天气分布来看,主要发生在10日16:00~18:00这一时段,主要分布在樟树西南部的各乡镇,其中吴城、黄土岗、中州、昌傅4个乡镇出现了冰雹灾害天气,前3个乡镇冰雹较大持续时间达到了10~20 min,昌傅镇的冰雹较小且持续时间短。8个乡镇出现了大风天气,吴城的极大风速为28.7 m/s,达到了全省的最大值。
从小时雨强分布来看,主要发布在11日03:00~07:00这一时段,主要集中在樟树西南部,西北部各个乡镇,18个区域站和国家站均出现了大于10 mm/h的小时雨强,其中昌傅镇小时雨强达到了60.4 mm,为此次最大。
2 天气形势
从10日20:00和11日08:00中尺度分析场可以看出,584线北抬,200 hPa存在分流区,700 hPa风速16~22 m/s,850 hPa 14~18 m/s,远超急流标准,700 hPa、850 hPa的切变线和急流位置相差不大,且高层的反气旋配合地面低层风场的流线辐合,增强了辐散抽吸的作用。500 hPa的气温为-16℃~-9℃,850 hPa的气温为19℃~20℃,500 hPa有个干区,对应下方的850 hPa有个广袤的湿区覆盖江西整个北部,一直延伸到700~600 hPa,可以认为具备上干下湿、上冷下暖的结构,满足强对流发生发展的水汽和不稳定条件。在水汽、不稳定和强烈垂直运动的条件下,再加上850 hPa的T-T0=2达到了江西省的降水预报指标,D500=35为历史罕见值,远大于江西省降水预报指标,在这些条件的触发影响发展下,在850 hPa切变线的右边和急流出口的左侧出发生了第一阶段的强对流天气和第二阶段的强降水暴雨天气。
3 探空图
在10日20:00南昌站的探空图(图1)中,0℃层位于4 km左右的位置,-2℃层位于5.75 km左右,0℃层上下有明显的干湿分层,上干下湿结构明显。700 ~925 hPa为冷切风切变,而925 ~1 000 hPa风切变为暖切变,在垂直风中形成了上冷下暖的结构对垂直运动有促进作用。整体而言,云层下面的风对强降水发生是有利的[2]。各项稳定度指数SI=-13.63、K=50℃、LI=-11.84、Cape=1 187.8 J/kg、CIN=35.3,均表明具有强烈不稳定的垂直上升运动。抬升凝结高度LCL=962.5 hPa,自由对流高度LFC=775 hPa,对流凝结高度CCL=850 hPa较低,对强对流和强降水的发生发展十分有利。
4 雷达分析
10日03:00,樟树所在上空所在的西南方向有局地云团生成,并向着东北方向移动,在移动过程中相互结合迅速壮大且颜色逐步由浅变深,云团变得更加深厚,而此时从雷达回波上来看,位于新余上空有个强度超过60 dBZ的强回波向东北方向移动的同时,逐步发展;04:30时江西北部北方的对流云系MCC开始增强并南压,而位于樟树上方附近的几处云团也逐步发展并增强,开始连成一片,出现了比较亮的中心,强回波单体已经发展成形,进入樟树上方,其强度达到了67 dBZ,之后云团开始北移,与江西北部上方对流云系MCC逐渐融合一体,中心亮度开始逐渐变暗。与此同时,对流云系MCC南压到高安丰城附近,看起来云团没有消散,反而变得深厚。雷达回波也在同时间朝着东北方向移动,强度逐渐由68 dBZ减弱到60 dBZ,在离开樟树进入高安丰城时又继续增强至68 dBZ。因此樟树这个阶段所受的是局地性对流引发的短时强对流天气。
11日01:00,位于長沙株洲市的对流云系MCC东移南压,并在进入宜春境内后开始发展变得深厚,由一小块深厚云块发展成类似飑线的一条对流云带,直到03:00,发展过后得MCC对流云系移动到樟树北部上方,类似飑线的一条强回波位于上高、高安境内并向南继续南压,即将进入樟树的刘公庙镇、经楼镇境内。进入樟树后,樟树开始本次过程的第一次大范围持续性降水[3]。此后MCC对流云系开始东移北上散开,并在这个过程中范围扩大,樟树境内的对流云系逐渐移出樟树,雷达强回波逐渐减弱移出樟树。而05:00左右,长沙境内的又一块深厚云系经过新余进入樟树昌傅、黄土岗并发展旺盛,樟树再一次被强雷达回波控制,引发新一轮的强降水,直到06:00才开始减弱,此后一直维持着降水,回波强度直到11日12:00降水过程逐渐减弱并结束。此次夜间降水过程主要分为2个阶段,主要是因为江西北部反气旋和切变线的存在,前一部分与切变线南压的变化特征一致,后一部分与反气旋的西南急流轴的加强变化特征一致。
5 结束语
5月10~11日樟树的强降水过程,从时间上可大致分为2个阶段,时空分布具备中尺度特征。从中尺度分析来看,上干下湿,上冷下暖的结构提供了水汽和不稳定条件,高空切变位置差不多南压后地面辐合线的摆动和超强的西南急流提供了抬升触发条件,各项不稳定指数也有利于产生强降水、强对流天气。在考虑强对流发生发展条件时,584线北抬、地面辐合线与切变线、急流的配合是需要重点考虑的。云图和雷达图提供的对流云块和MCC的变化情况直观地对应了降水时段、强度及区域的变化,对流云在移动过程中不断发展、融合也是此次暴雨过程的直接原因。
参考文献
[1] 王莉萍,王维国,连治华.2019年夏季决策气象服务分析与改进探索[J].防灾科技学院学报,2020,22(1):52-59.
[2] 张健明.白盆珠水库“2018·08”特大暴雨洪水分析[J].广东水利水电,2020(3): 8-12.
[3] 潘赫拉,许东蓓,陈明轩,等.天气雷达气候学研究新进展[J].干旱气象,2020, 38(6):887-894.
责任编辑:黄艳飞
Analysis of Precipitation Process in Zhangshu City from May 10 to 11, 2021
YANG Xin (Zhangshu Meteorological Bureau, Zhangshu, Jiangxi 331200)
Abstract The precipitation process of Camphor tree from May 10 to 11, 2021 was analyzed by using the data of ground automatic station, MICAPS situation field and sonde map. The results showed that: The main process of the first stage was the hailstorm from 16:00 to 18:00 on October 10. This process was mainly due to the fact that line 584 was raised northward, and cold and warm air converged in northern Jiangxi. There was a diverging area at 200 hPa, and anticyclone formed at 700 hPa and 850 hPa. In addition, the strengthening of southwest jet stream provided a large amount of water vapor transport for the precipitation process. With the warming in the afternoon, it created a good environment for the vertical upward movement of the atmosphere, resulting in the occurrence of hail strong convective weather. 03:00 to surf in the second stage was May 11, the process of rainstorm also could be divided into two parts, the first part was the process with the lower shear line south high pressure good moisture conditions triggered by the heavy rain process, the second part was in the southwest jet strengthening anticyclone, with high shear line at the end of the strong wind shear triggered strong precipitation process. In addition, K index was 50, CAPE Value was 1187.8, SI index was 13.63 on the Sonde map of Nanchang, the indexes favorable to convection were abnormally high, and the low-level wind shear turns into warm shear, which was favorable to the development of vertical convection, leading to the occurrence of continuous heavy precipitation.
Key words Hail; Shear lin; Southwest jet coupling