2011年7月2日吉林地区局地暴雨天气过程分析

摘要利用常规气象资料、雷达回波资料及卫星云图等资料,分析了2011年7月2日吉林地区一次局地暴雨天气过程。

结果表明,冷空气入侵激发不稳定能量释放,中尺度辐合线是此次暴雨天气过程的主要触发系统;雷达回波资料和卫星云图较好地反映了局地暴雨天气发生发展全过程,可为人们监测天气变化、提前做出预警服务提供参考。

关键词局地暴雨;强对流;雷达回波;中尺度辐合;吉林地区;2011年7月2日中图分类号P458.1+21.1文献标识码A 文章编号1007-5739(2018)07-0231-02
2011年7月2日吉林地区局地暴雨天气过程分析
高建秋1杨俊玲2
(1吉林省磐石市气象局,吉林磐石132300;2吉林市气象局)
强对流天气是我国主要的灾害性天气之一,包括局部强降雨、龙卷风、冰雹、雷雨、大风等天气过程,具有突然强、移动迅速、天气剧烈、破坏力大等特点[1]。

强对流天气发生于中小尺度天气系统,空间尺度小(水平范围一般为10~300km ,有的仅为10~2000m ),生命史短暂(一般为1~20h ,有的甚至<1h ),并带有明显的突发性[2]。

强对流天气常伴随着大风雷雨天气,威胁人们生命财产安全,影响社会经济的有序发展。

1天气实况
2011年7月2日,受高空槽和地面低压共同影响,吉林
地区的吉林、永吉出现了局地性暴雨,降水主要集中在0:00—
7:00。

此次降水过程中共有16个自动加密站降水量>50mm ,永吉、春登乡降水量>100mm ;最大降水量出现在永吉,为126.6mm (图1),永吉1h 最大降水量为42.5mm ;吉林、永吉部分乡镇遭受洪涝灾害。

2大尺度环流背景特征分析
由图2(a )可知,2011年7月1日20:00西部槽移向吉林地区并形成一个低涡,吉林地区处于涡前;西南风由
12m/s 增加至16~20m/s ,吉林地区在西北气流的控制下,受
冷平流影响。

由图2(b )可知,850hPa 有16℃暖脊东移增温,高层为干冷空气,低层为暖湿空气,温差约27℃,形成层结不稳定。

由图2(c )可知,地面低压辐合上升,将暖湿空气携带的水汽和能量输送到高空,造成大气能量不稳定,夜间气温下降,冷暖空气的交缓导致强对流天气的发生。

3物理特征量分析3.1动力特征
此次降水过程中垂直速度是一个逐渐增加的过程,于
作者简介高建秋(1970-),男,吉林吉林人,助理工程师,从事短期气
候预测和农业气象研究工作。

收稿日期
2018-01-08
图12011年7月2日吉林地区降水量
图22011年7月1日20:00500hPa (a )、850hPa (b )、地面(c )形势
a
b
c
2日5:00在吉林、永吉达到最大值,中心值为-70hPa/s 。

此时水汽通量辐散也达到最大,中心值为-155g/(s ·cm 2·hPa ),落区位于吉林、永吉地区。

850hPa 低层散度辐合最大值为-120/s ,落区同样位于吉林、永吉地区。

高层辐散、低层辐合的配置为此次局地暴雨天气过程提供良好的动力条件。

3.2热力特征
从假相位温来看,吉林地区低层处于高能舌附近,受暖湿空气控制;西北有低能舌向南伸展,冷空气南下;低涡区为假相当位温低值区,存在干冷空气。

地表温度迅速增加,
使高空干冷空气和低层暖湿空气叠加形成不稳定层结,为此次局部暴雨天气过程提供热力条件[3]。

3.3温度平流条件
我国北方绝大多数大到暴雨与冷暖空气的交汇有关。

温度平流可从范围和强度2个方面比较精确地揭示冷暖空气活动。

1日8:00850hPa 上吉林、永吉地区处于弱冷槽中,20:00受西部暖脊东移影响,吉林、永吉地区冷平流减弱,暖平流增强,冷暖平流交缓产生了不稳定能量。

3.4水汽条件
强对流天气发生、发展和维持需要充足的水汽供应,风暴能量是其主要来源[4]。

850hPa 上吉林地区水汽通量逐渐
资源与环境科学
现代农业科技2018年第7期231
a
b
图42011年7月2日5:00地面流场(a )和地面风场(b
)
图52011年7月2日3:53
长春雷达回波
图62011年7月1日20:00中尺度分析
增加,由于前期永吉地区降水较多,产生了水汽内循环,为此次局地强对流天气提供了充足的水汽条件。

3.5不稳定能量
K 指数是衡量大气不稳定能量的物理量,研究表明,
K≥35℃时,有强对流天气发生。

1日20:00,在局地性强降水落区中,K>36℃,Cape 为1008.9J/kg (图3),存在较大的
不稳定能量,为此次局地性强降水提供了有利的能量条件。

3.6触发机制
在有利的大尺度环境背景下,强对流天气出现的地点与中尺度扰动的活动有密切的关系[5]。

由图4、5可知,7月2日吉林、永吉地区存在一条由偏东风、偏西风和西南风构成的地面中尺度辐合中心,回波在地面辐合中心前部发展,回波强度最大达45dBZ 。

地面流场和风场与雷达回波有着较好的对应关系,地面辐合线东移北上,触发强对流天气的发生和发展。

3.7中尺度分析
7月1日20:00,200hPa 吉林省中部有一急流;500hPa
高空冷涡位于吉林省西部。

T 850-500≥27℃区域位于吉林省中部,地面辐合线位于吉林省中北部。

850hPa 有一暖脊,而500hPa 为冷槽,上层干冷下层暖湿,具备不稳定能量及触发机制,有利于强对流性降水的发生(图6)。

4雷达回波特征4.1回波的演变
从1.5°仰角基本反射率来看,1日21:00左右,永吉西南部有零散的积云回波和层状云回波,回波逐渐增强;2日
图32011年7月1日20:00长春探空温度对数压力图
40506080100120140
170185200
-80-20-30-40-50-60-70-10
01030
2040200250300400500600700
8509251000℃-80-20-30-40-50-60-70-100
10
30
20
40℃hPa
0:00积云和层状云回波逐渐合并形成东北—西南向的积云-层状云混合型对流云带,并向永吉方向移动,回波移动
速度较快;1:01左右开始影响永吉的西南地区并且逐向东北方向移动,强度有所增强,降水也随之增大。

4.2回波特征分析
利用组合反射率等值线产品分析>45dBZ 强回波区面积及回波移动方向,2日1:22永吉西南部不断有>45dBZ 的强回波注入,形成与回波走向一致的近东北—西南向的长带状回波,见图7(a ),并持续至2:19左右,该对流系统在维持过程中缓慢西北移,开始出现降水,见图7(b );3:11永吉、吉林城区附近逐渐被强回波区覆盖,见图7(c );4:34
永吉、吉林城区强回波区持续增强,强降水得到进一步维持,见图7(d )。

综上可知,此次局部暴雨过程的对流系统中>45dBZ 的强降水区域尺度小、走向与回波移动方向一致,并依次移入同一地点,产生列车效应[6],系统移动较慢,导致出现持续性强降水。

此次强降水主要集中在7月2日1:00—2:00和3:00—6:002个时段,4:00—5:00永吉地区1h 降水量达到42.5mm 。

由图8可知,>45dBZ 的强回波区出现分裂
消散并加速向东移动,强降水也随之减弱。

5卫星云图
7月1日20:00925hPa 有1条南北向风向、风速辐合
线;7月2日1:00在与辐合线附近有对流云发展并向东北
方向移动,4:00对流云明显加强,随后不断有对流云在辐合
(下转第234页)
232
图82011年7月2日5:58雷达回波强度(a )和速度(b
)图72011年7月2日1:22(a )、2:19(b )、3:11(c )、4:34(d )雷达回波
线附近发展加强并向辐合线移动,对流云团相对应地面实况为短历时强降水和雷电天气。

6结论
2011年7月2日吉林地区局地强降水过程是在有利的
天气条件下,由混合性降水回波形成的强降水过程,强降水
位于850hPa 切变附近冷暖空气交绥处,中尺度辐合线是此次暴雨天气过程的主要触发系统。

此次强降水区域尺度小、走向与回波移向一致,产生了列车效应。

雷达回波资料和卫星云图较好地反映了局地暴雨天气发生发展全过程,对提前做好灾害天气预警具有重要参考作用。

7参考文献
[1]朱乾根.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2007.
[2]俞小鼎.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京:气象出版社,2006.
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[4]冯晋勤,童以长,罗小金.一次中-β尺度局地大暴雨对流系统的雷达回波特征[J].气象,2008,34(10):50-54.
[5]郑媛媛,张雪晨,朱红芳,等.东北冷涡对江淮飑线生成的影响研究[J].高原气象,2014,33(1):261-269.
[6]谢蕊,李映春,安斌,等.天水一次区域性冰雹天气过程分析[J].安徽农业科学,2017,45(19):187-189.
(上接第232页)
1.5干热风
干热风是一种高温、低湿并伴有一定风力的农业气象灾害。

张掖市6—7月均有可能发生干热风,出现在6月的干热风对小麦、玉米的影响最大。

2服务现状
目前,张掖市农业气象服务包括定期对公众提供农业气象旬报、月报等基础情报和农田土壤墒情报;不定期为政府提供春耕春播、夏收夏种、秋收秋种等气象服务专报;制种玉米生长发育过程分析、重要天气过程或灾害性天气对农业生产的影响及生产建议。

张掖市农业气象服务存在的问题包括农业气象观测资料利用率不高、气象与农业部门的合作仅限于项目研究的层面、研究成果转化应用不够、对特色农业的服务产品单一和针对性不强、信息不够丰富、产品时效性差、气象信息覆盖面窄,无法满足现代农业发展的需要。

3建议
3.1提高天气预报准确率
加强关键农事期短期天气预报以及灾害性天气预报准确率。

预报准确率、精细化程度和预警能力,尤其是各种灾害性天气的预报预警能力直接关系着农业气象服务水平。

3.2开展农业气候预测和灾害风险评估
积极开展农业气候年景预测服务和气象灾害风险评估。

利用历年气象资料,分析农业气象灾害的特点及发生的规律,根据农业气象灾害的季节分布特点,进行作物和品种布局,指导农民选用优良品种,科学种植,提高抗灾能力。

3.3丰富农业气象服务产品
深入了解张掖市设施农业、玉米制种、肉牛肉羊、高原夏菜、酿酒葡萄、马铃薯、番茄等产业的气象服务需求,为开展针对性农业气象服务提供第一手资料。

拓展现代农用天气预报、作物生长发育和产量动态预报、土壤墒情与灌溉预报、物候期预报、作物病虫害发生发展气象条件预报等预报业务,提高预报产品的针对性、精准化水平和时效性。

拓展农业气象服务领域,强化面向农民、种养大户、农村合作组织及龙头企业等的农业气象服务能力,为指导农业生产提供科学信息。

3.4建设气象服务信息发布平台
建设农业气象服务的信息发布平台,推进农村气象信息员队伍建设,构建多渠道农业气象服务信息传播平台,利用新技术、新手段解决服务信息发布“最后一公里”等问题。

4结语
在现代农业发展中,气象条件对于农业整体发展有着至关重要的影响。

气象人员要积累经验,强化农业气象服务产品的针对性和时效性,将气象灾害对农业生产的影响降到最低,促进农业生产水平的提高。

5参考文献
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[2]王华银,李承良,王娟.马鞍山市农业气象灾害分析和防御对策[J].安徽农学通报,2011,17(15):216-217.
[3]刘翔,梁琬璐,李培.农业气象灾害及防御措施分析[J].农业与技术,2016,36(4):220.
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