2011年6月4-6日贵州省连续性暴雨过程分析
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降雨量
mm
10025500
降雨量mm
10025500
a
b
图12011年6月4日8:00至5日8:00(a )、5日8:00至6日8:00(b )贵州省雨量分布
摘要应用常规的地面观测资料、卫星、雷达、探空资料和NCEP/NCAR 再分析资料,对2011年6月4—6日贵州省一次大范围连续性暴雨天气的成因进行了分析。
结果表明,此次连续性暴雨过程是在500hPa 中高纬巴尔喀什湖到贝加尔湖之间阻塞高压和中低纬西太平洋副高稳定维持的背景下,在地面存在静止锋,中低层有低涡切变维持在川黔之间,850hPa 贵州以南、以东地区维持强劲的低空西南急流的形势下,中尺度对流系统MCS 和中尺度对流辐合体MCC 在贵州中西部和南部重复出现的情况下产生的。
MCS 和MCC 产生于静止锋的西端,出现在下垫面为高温高湿的区域,强降水回波主要出现在地面中尺度辐合线附近。
关键词连续性暴雨;低空急流;冷空气侵入;贵州省;2011年6月4—6日中图分类号P458.1+21.1文献标识码A 文章编号1007-5739(2018)06-0185-04
2011年6月4—6日贵州省连续性暴雨过程分析
冯新建杨忠明
陈贞宏
(贵州省安顺市气象局,贵州安顺561000)
暴雨是贵州省夏季灾害性天气之一,6月是贵州省出现强降水最集中的时段,持续性暴雨也多出现在这一时期。
丁一汇[1]、尹洁等[2]对形成持续性暴雨的大气环流形势及所需的物理条件等内容进行了深入的研究。
伍红雨等[3-4]利用中尺度模式对2次贵州暴雨天气过程进行分析,发现中茁尺度系统是贵州大暴雨对应的中尺度系统,强降水与强上升运动区及正涡度区有很好的对应关系,低层辐合、高层辐散、西南低空急流、垂直运动增强等条件是暴雨维持和发展的重要机制之一。
项续康等[5]研究了我国南方地区中尺度对流系统的复合体,发现MCC 主要形成于25°~31°N 、103°~108°E 区域中。
2011年6月4日夜间到6日上午,受高原槽、中低层低涡切变线、低空急流和地面静止锋的共同影响,贵州上空形成中尺度对流系统和复合体,全省出现大范
围对流性暴雨,强降水主要出现在4日夜间和5日夜间。
虽然已有不少研究分析暴雨个例,但较少研究连续2d 由中尺度对流系统产生的大范围暴雨。
本文应用常规的地面观测资料、卫星、雷达、探空资料和4次/d 的NCEP/NCAR 2.5°×2.5°
再分析资料,分析对流性暴雨过程的天气系统、水汽条件、不稳定度和动力触发机制、连续出现2d 的中尺度对流系统和中尺度对流复合体以及MCS 和MCC 生成和发展期间地面辐合线与雷达回波的发展和移向关系,以期提高连续性暴雨的预报准确率,为相关从业人员提供参考。
1天气概况
2011年6月4—6日,贵州省大部分地区出现了连续性
暴雨天气过程,强降水主要出现在贵州省中东部及其以南地区,此次暴雨过程中共有2个县出现大暴雨、21个县市出现暴雨、36个乡镇出现大暴雨、290个乡镇出现暴雨,另有1个乡镇出现特大暴雨,其中最大过程降雨量出现在罗甸县逢亭镇,达239.5mm 。
4日夜间强降水主要出现在贵州省中东部,见图1(a );5日夜间的强降水出现在贵州省南部和东
部,见图1(b )。
由于此次暴雨降水强度大、降水时间较长,造成6个县市受灾,因灾死亡1人、失踪15人,紧急转移6.01万人。
望漠县城过程降水量仅为39mm ,但因其上游和周边地区出现大暴雨,引起山洪爆发并造成严重灾害。
收稿日期2017-12-15
2环流背景和主要影响系统
2011年6月4日8:00至5日20:00,500hPa 欧亚中高纬环流呈两槽一脊型,中高纬巴尔喀什湖到贝加尔湖之间存在阻塞高压,中低纬西太平洋副高稳定维持,低层冷空气南下并影响我国。
3日20:00至5日20:00,南支槽在云南省与贵州省交界处加深并缓慢东移,4日20:00南支槽南段继续在贵州省西南部维持,5日减弱东移至贵州省东部(图2)。
700hPa 长江中下游—四川南部存在一切变线,4日8:00低涡在四川西部建立并南压,不断影响贵州省,5日8:00四川西部—云南东部存在一低涡切变,5日20:00低涡切变加强
影响贵州省南部。
4日8:00—20:00850hPa 湖北—贵州中部—云南中部存在低涡切变,切变稳定少动并于5日8:00开始南压。
3日20:00贵州附近存在西南急流并逐步加强,给贵州省带来大量的暖湿空气,最大风速>20m/s (图3)。
6月4—5日,静止锋维持在江西—湖南—贵州中部偏南一带,贵州中西部受低压系统控制,处于高温高湿的状态(图4)。
四川一带上空有冷暖空气交汇,辐合上升运动加强,激发不稳定能量释放,生成中尺度对流云团并产生强对流和强降水天气。
综上可知,2011年6月4—6日贵州省持续性暴雨出现在500hPa 中高纬巴尔喀什湖到贝加尔湖之间阻塞高压和中低纬西太平洋副高稳定维持的背景下,地面存在静
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80°N 10°N 20°N 30°N 40°N 50°N 60°N 70°N EQ
注:高度场单位为gpm 。
图22011年6月4日8:00至5日20:00500hPa
平均高度场
图32011年6月4日8:00850hPa 天气形势a
b
图42011年6月4日20:00(a )、5日14:00(d )
地面天气形势
60°N 20°N 40°N EQ
40°E
60°E
80°E
100°E
120°E
140°E
15
18468101214162
注:阴影为水汽通量,单位为g/(cm ·hPa ·s );实线为水汽通量散度,单位为10-5g/(cm 2·hPa ·s )。
图52011年6月4日8:00至6日8:00850hPa 水汽
通量、水汽通量散度和风场止锋,中尺度对流系统是主要的影响系统。
3物理量场分析
3.1水汽条件
由图5可知,此次暴雨过程中存在2个主要的水汽通
道,分别来自孟加拉湾的西南急流和副高西侧南海偏南气流,于贵州南部及广西一带会合,形成强西南低空急流,贵州东南部和广西、湖南一带为水汽通量的大值区,贵州中西部到四川南部及滇东为水汽通量散度的负值区,正好对应低涡所在的位置,风的辐合也较明显,主要暴雨区出现在接近低空急流左侧的水汽辐合区内,西南低空急流为此次暴雨过程提供了充足的水汽。
3.2动力条件
强烈的上升运动是造成持续性暴雨的重要条件之一,由4日20:00和5日20:00沿26°N 的垂直速度径向剖面可知,贵州中西部为较强的上升运动区,其强中心在104°E 附近,而107°N 以东存在下沉气流,随着降水的逐步东扩,全省均转为上升气流控制,见图6(a )。
由5日20:00沿106°E 的垂直速度纬向剖面可知,20°~28°N 均为上升运动区,26°N 附近存在1个上升运动的大值区,700hPa 和400hPa 上升运动最强,此处(26°N ,106°E )气温高、湿度大,正是对
流云团首先生成的地方。
由图6(b )可知,从6月3日开始,中低层850hPa 以下暴雨区(23°~28°N ,102°~108°E )受低涡切变影响,负散度区逐日加强,且有明显的日变化,白天减弱,20:00增强,4—5日散度≤-1.2×10-5/s ;中间层则为弱的辐合辐散相间;高层100hPa 受南亚高压东部的辐散
影响,正散度明显加强,存在明显的日变化。
低层辐合、高层
辐散的配置有利于低纬地区输送的水汽在贵州辐合抬升以及降雨的维持。
3.3大气层结稳定度
此次连续性暴雨过程伴随强雷电天气。
由图7(a )可知,
由于低层维持强劲的西南暖湿气流,导致大气对流不稳定
度增大,几乎整个贵州的大气层结均为对流性不稳定层结,贵州中南部700hPa 与850hPa 的θse 之差<-12℃,表明贵州中南部大气层结是强对流性不稳定层结。
4日20:00和5日20:00,850hPa θse>72℃的高能区由南向北达贵州中部一线,贵州中北部θse 线密集,四川南部有低能中心或低能舌,与850hPa 温度场的冷中心或冷舌相对应,见图7(b )。
θse 的分布表明,四川南部受干冷空气影响,贵州中南部为高能高湿区,川南到贵州北部为能量锋区。
低空急流输送着
丰沛的水汽和能量,与四川盆地南下的相对较干的弱冷气团在贵州相遇,在地面辐合线附近产生的动力抬升,触发了不稳定能量的释放,造成4日夜间和5日夜间贵州省出现大范围的强雷电和强降雨天气。
4中尺度系统分析
分析FY2E 红外卫星云图,4日20:00左右有对流云团
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70
1015202530354045505560655
反射率/dBZ
701015202530354045505560655
反射率/dBZ
a
b
注:粗实线为地面辐合线。
图82011年6月4日20:27(a )、5日0:00(b )贵州省雷达回波拼图及地面天气形势
1502002503004005008509251000
700
1502002503004005008509251000
700
101.3°E ,26°N
107.4°E ,26°N
105.4°E ,26°N 103.3°E ,26°N 109.4°E ,26°N
200300400500600700900
1000800100a
b
注:垂直速度单位为10-3hPa/s ,散度单位为10-5/s 。
图62011年6月5日20:00沿26°N 的经向垂直速度(a )、散度的高度-时间分布(b )
33°N 24°N 27°N 30°N 21°N
99°E
102°E 111°E 108°E 105°E 114°E
a
b
注:兹se 单位为℃。
图72011年6月4日8:00至6日8:00700hPa 与850hPa Δθse (a )、5日20:00850hPa θse
在贵州中西部生成,与此同时有强回波中心出现在六盘水、
安顺等地区,强中心达55dBZ ,与地面辐合线的位置吻合,见图8(a );对流云团在5日0:00前后发展为典型的MCS ,其云顶亮温TBB<-60℃,最低处TBB<-80℃,-32℃冷云盖的短轴长度约为2.5个纬距。
强回波在贵州中部的安顺、贵阳一带维持并发展,见图8(b ),并于5日0:00—1:00在安顺
市西秀区南部和贵阳市花溪区产生强降水,花溪1h 降水量达53mm 。
此后MCC 逐渐东扩发展,于5日2:30达到强盛。
强降雨从中部开始逐步向北、向东扩展,然后向东偏南方向移动,与850hPa 切变线的位置基本一致。
5日10:00以后云团开始分裂减弱,于12:00以后移出贵州。
5日14:00以后,影响贵州的地面静止锋有所南压。
从
云图上看,18:00左右有对流云团在黔西南的东北部到安顺的南部一带生成,见图9(a ),与此同时有3个强回波中心出现在黔西南的东北部,20:00黔西南和安顺南部开始出现降雨。
由云图的演变分析可知,对流云团在6日0:00前后发展为MCC ,云顶亮温TBB<-80℃,最低处TBB<-90℃,-52℃冷云盖的面积已超过贵州面积的1/3,见图9(b )。
6日1:00以后贵州北部和湖南东部有对流云团发展并与MCC 合并,
在2:30发展到最强盛,见图9(c ),MCC 达到强盛期后向偏东方向移动,6日10:00以后减弱东移出贵州省。
5结论
(1)2011年6月4—6日贵州省连续性暴雨过程是在
500hPa 中高纬巴尔喀什湖到贝加尔湖之间阻塞高压和中低纬西太平洋副高稳定维持的背景下;在地面存在静止锋,
中低层有低涡切变维持,850hPa 贵州以南、以东地区维持强
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图31966—2015年普兰店地区大风风向频数分布(上接第183页)
2.3风向频率变化针对1966—2015年普兰店地区N 、NNE 、NE 、ENE 、E 、
ESE 、SE 、SSE 、S 、SSW 、SW 、WSW 、W 、WNW 、NW 、NNW 共16个方位的大风日数进行统计,得出普兰店地区大风日风向频数雷达图(图3),结果表明,近50年普兰店地区大风风向出现频数最高和次高分别为SSE (南东风)和S (南风),分别为484、429d ;出现频数最低和次低分别为WS (西南风)和SSW (南西南风),分别为97、98d 。
总体来看,普兰店地区大风风向出现频数最多为东南偏南和西北偏北2个方向,出
现频数最少为西南和东北2个方向。
3结论
(1)1966—2015年普兰店地区大风日数年际变化系数为-6.8d/10年,大风日数总体呈下降趋势,个别年份大风日数有所上升。
(2)从四季变化率来看,大风容易出现在春季、秋季和冬季,夏季出现大风日的可能性最小。
(3)从大风日数风向频数分布来看,普兰店地区大风风向出现频率最多为东南偏南和西北偏北2个方向,出现频率最少为西南和东北2个方向。
4参考文献
[1]张智,郑广芬,林莉.宁夏大风日数气候变化及其对沙尘天气的影
响[J].干旱区资源与环境,2006,20(4):30-34.
[2]杨群超,汪武峰.嘉兴地区大风气候特征分析[J].现代农业科技,2014(11):254-257.
[3]孙燕,吴海英,沈树勤.冬春季江苏沿海大风的特征[J].台湾海峡,2007(4):467-483.
[4]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003:21-27.
(上接第184页)
表上覆盖草坪,消除裸地,提高地表的比热容;三是因地制宜,种植树冠大的行道树,充分发挥行道树的生态功能,增加空气湿度,吸附灰尘,调节城市小气候[7]。
4参考文献
[1]江志红,丁裕国.近百年上海气候变暖过程的再认识:平均温度与最低,最高温度的对比[J].应用气象学报,1999,10(2):151-159.
[2]谢庄,崔继良,陈大刚.北京城市热岛效应的昼夜变化特征[J].气候与环境研究,2006,11(1):69-75.
[3]杨玉华,徐祥德,翁永辉.北京城市边界层热岛的日变化周期模拟[J].应用气象学报,2003,14(1):61-68.
[4]林学椿,于淑秋.北京地区气温的年代际变化和热岛效应[J].地球物理学报,2005,48(1):39-45.
[5]曹爱丽,张浩,张艳,等.上海近50年气温变化与城市化发展的关系[J].地球物理学报,2008,51(6):1663-1669.
[6]江田汉,束炯,邓莲堂.上海城市热岛的小波特征[J].热带气象学报,2004,20(5):515-522.
[7]邓莲堂,束炯,李朝颐.上海城市热岛的变化特征分析[J].热带气象学报,2001,17(3):273-280.
a
b
c
注:TBB 单位为K 。
图92011年6月5日18:00(a )、6日0:30(b )、2:30(c )红外云图和云顶TBB
劲的低空西南急流的形势下;在中尺度对流辐合系统MCS 和中尺度对流辐合体MCC 在贵州中西部和南部重复出现的情况下产生的。
(2)卫星云图和雷达回波的演变分析表明,MCS 和MCC 产生于静止锋的西端,出现在下垫面为高温高湿的区域,在低空急流轴的左侧。
对流云团首先生成于强上升运动区中温度高、湿度大的区域。
(3)2011年6月4—6日贵州中西部存在强的上升运动区,850hPa 的低空急流及地面贵州中南部的高温高湿环境,是MCS 和MCC 连续2d 在贵州上空形成的重要原因。
(4)地面辐合区的位置在很大程度上决定了暴雨落区,强降水回波出现在地面中尺度辐合线附近的高温高湿区。
(5)地面和850hPa 有冷空气南下并与西南暖湿气流相互作用,产生辐合抬升激发不稳定能量释放,是产生强降水的一个重要因素。
当贵州北部到四川一带有负变温,贵州中南部为正变温时,有利于强对流天气和强降水的发生。
6参考文献
[1]丁一汇.暴雨和中尺度气象学问题[J].气象学报,1994,52(3):274-283.
[2]尹洁,陈双溪,刘献耀.江西汛期连续暴雨形势特征与中期预报模型[J].气象,2004,30(5):16-20.
[3]伍红雨.贵州一次大暴雨过程的中尺度数值模拟与诊断分析[J].暴雨灾害,2007,26(4):361-368.
[4]伍红雨,吴战平,徐丹丹.贵州大暴雨个例形成机制数值模拟[J].气象科技,2008,36(5):529-535.
[5]项续康,江吉喜.我国南方的中尺度对流复合体[J].应用气象学报,1995,6(1):10-17.
188
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