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闽赣地区一次静止锋前暴雨过程分析

2021-10-14卢冰冰

农业技术与装备 2021年8期
关键词:东移云团冷空气

卢冰冰

(莆田市涵江区气象局,福建莆田 351111)

中国处在东亚季风区中,水汽充沛,冷空气活动频繁,冷暖空气的交汇造成夏季多暴雨天气。闽赣地区处于太平洋西岸,南部接近热带地区,经常受到西太平洋热带系统的影响产生暴雨。暴雨的灾害居多种自然灾害之首,暴雨过程多,破坏性强,对国民经济和人民生命财产威胁大,因此,暴雨预报历来都是我国各级气象台站和气象工作者研究的重点。本文利用雷达实况图、高空天气实况图、卫星红外云图及各项物理参数,重点对闽赣地区2015年7月3日静止锋前暴雨过程的环流形势、物理量及暴雨云团进行诊断分析。

1 降水概况

通过华南雷达降水回波拼图(图1、图2)可以看出,闽赣地区此次降水呈一条明显的带状降水回波自西向东不断生成并东移,直至7月3日20时回波慢慢消失降水渐止。通过统计7月1日0时—3日24时降水实况可知,闽赣二省均出现成片的暴雨、局地大暴雨,赣中南地区和闽中北地区出现了连续性暴雨。本次强降水过程持续时间长,且降水落区变化不大,因此,此次降水过程造成单点过程累积雨量大。其中,福建全省有198个区域自动站过程累积雨量超过100 mm,有6个区域自动站过程累积雨量超过250 mm,其中最大的过程累积雨量出现在三明市将乐县达338 mm。而江西除北部以外,其余地区均有强降水,降水中心集中在江西中部,最大过程降水累积雨量也超过250 mm。

图1 7月3日08时华南 雷达回波拼图 Fig.1 The puzzle of radar echo in South China at 08:00 on July 3

图2 7月3日20时华南雷达回波拼图Fig.2 The puzzle of radar echo in South China at 20:00 on July 3

2 大尺度环流分析

7月1日—3日闽赣地区连续暴雨过程500 hPa亚洲中高纬为两槽一脊型,两槽分别位于乌拉山以东的西伯利亚西部和我国东北地区,一脊位于贝加尔湖地区,同时我国东北地区的低压槽槽底向南延伸至30°N以南,正好位于闽赣北部地区上空,随着低压槽东移入海其槽后的冷空气直驱南下从东路侵入闽赣地区,在闽赣地区产生冷暖气流交汇引起降水。从7月3日8时500 hPa高空实况图(图略)可以看到500 hPa中纬度多低槽活动,30°N的纬度上不断有低槽东移影响闽赣地区。副热带高压脊稳定位于20°N,和西侧的南支槽共同引导西南气流源源不断地为闽赣地区的降水提供水汽来源。

从7月3日8时850 hPa高空实况图(图略)可以明显看到位于我国西南地区上空的低涡中心沿着暖式切变东移影响华南地区,是此次闽赣地区降水的主要影响系统。可以看出切变南侧有一与之近乎平行的西南急流,降水雨带主要位于切变南侧和急流区之间。而南支槽和副热带高压引导的暖湿气流、东北方向的冷高压南侧的东北气流、西北方向的冷空气三者相互交汇,在闽赣地区上空形成静止锋并维持较长的时间,是造成此次过程累积降水量大的主要原因。随着东北低压槽东移入海,槽后冷空气进一步补充南下,以及南支槽的东移消失,切变南部的西南暖湿气流风速减小,暖式切变整体呈东移南压的态势,从降水实况数据可以看到此次降水过程后期降水落区有所南压,降水范围向南扩大,直至产生降水的条件减弱降水停止。

3 卫星云图特征分析

3.1 第1阶段暴雨云系的发展

从7月1日和7月2日卫星红外云图(图略)可以明显看到在我国上空主要有两大片云带分布:一部分为在青藏高原及其东侧有一大片的高空槽前卷云东移,且在东移的过程中卷云区的北边边界越来越光滑,云区面积越来越大,最北边界的卷云线越来越长。另外一部分为从日本北边上空一直到我国云南省上空有一条东西走向的云带,云带北边光滑,南边有卷云出现。东西走向的云带为高空槽卷云系,云系南边的不断变化的亮的白点即为对流云。卷云系长代表高空风速较大,且卷云系指向静止锋云带,在静止锋前产生对流云。随着时间的推移可以看到高原上的卷云向东移动,在移动的过程中北方冷空气南下,产生了切变,形成静止锋,并在锋前产生对流云。静止锋前的对流云东边小,西边大,主要是因为在副热带高压的作用下,进入我国西南方向的暖湿气流较为充足,西南气流较强,辐合较强,而我国东南方向的暖湿气流相对比较弱,因此在西边产生的对流云比东边的对流云更大一些。

3.2 第2阶段暴雨云系的发展

从7月2日20时和7月3日8时卫星红外云图(图略)可以看出南部云带东移的卷云云区北界南移,云顶边界整齐又光滑。这说明北部的冷空气南下,在高空中该区上空为西北冷平流,地面为冷高压,温度梯度加大,导致风速加大,因此表现为云顶的边界整齐又光滑。高空冷平流加大,风的反气旋切变也加大,冷平流加大并叠加到锋前的暖区上产生对流,因此,云系的南部有较强的对流云。在地面上,暴雨云团位于3支气流的汇合之处。又副热带高压强盛,其西侧有较强的西南急流,因此暴雨云团伴随着盾状卷云沿其东面的切变线云系向东偏北方向移动。其中在冷锋与静止锋相交处又有明显的反气旋弯曲卷云线,整个云团南侧有向西南伸出的卷云线。7月正值副热带高压稳定,3股气流呈僵持状态,但由于云团是中小尺度系统,生命较短,所以在东移的过程中不是稳定不变的,在已生成云团的前缘有新的对流云团形成,随着新的对流单体形成云团,已生成的云团逐渐消亡,接着新的云团前缘又有新的单体形成,并重复上述过程,云团少变,因此暴雨云团稳定地沿静止锋云带偏东北方向移动。

4 结语

本文通过分析2015年7月1日—3日闽赣地区的静止锋前暴雨过程,认识到了暴雨发生的环流形势,暴雨云团的形成与发展,以及形成暴雨的各项物理量条件,得到以下结论。

(1)7月1日—3日闽赣地区连续暴雨过程500 hPa亚洲中高纬为两槽一脊型,850 hPa高空上位于我国西南地区上空的低涡中心沿着暖式切变东移影响华南地区,是引起此次闽赣地区降水的主要影响系统。

(2)南支槽和副热带高压引导的暖湿气流,东北方向的冷高压南侧的东北气流以及西北方向的冷空气三者相互交汇,在闽赣地区上空形成静止锋并长时间维持,是造成此次过程累积降水量大的主要原因。

(3)此次暴雨过程第一阶段主要由于高空槽前卷云东移产生降水,第二阶段产生的暴雨云系是随着东北冷槽东移其后部南下入侵的东北气流和西北方向的冷空气以及副热带高压稳定引导的暖湿气流,三者相互交汇在闽赣地区上空形成静止锋。因此高空槽前卷云东移的过程中叠加南下冷空气在锋前的暖区上产生对流云团稳定地沿静止锋云带偏东北方向移动。

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