2009年7月3—4日柳州市大暴雨过程诊断分析

位于广西壮族自治区中部的柳州市,为典型的亚热带季风气候,在夏季以南风为主,冬季盛行偏北风,主要受季风环流影响,地区差异较大,具有山地多、平原少的地形特点[1]。

近年来,研究者在中尺度对环流和以此基础发展起来的暴雨进行了大量的研究,西南低涡是影响我国东部和华
南的一个重要天气系统[2]
,它是对流层中下层的天气系统之
一,产生于青藏高原东侧,属于冷性动力中型涡旋。

利用中尺度数据模型川东暴雨与急流和低涡的关系进行分析,结果表明强降雨与低涡与急流有明显的相关性[3]。

同样,中尺度的研究暴雨的形成也表明暴雨发生与中尺度系统有非常重要的关系[4-5]。

为了进一步认识柳州地区暴雨的形成机理,提高暴雨的预测能力,本文利用NCEP 1°×1°的6h 再分析资料,风云2号TBB 资料,对2009年7月3—4日柳州市大暴雨过程的环流背景及主要影响系统进行分析,重点研究中尺度对流系统对暴雨过程的影响作用。

1降水概况及大尺度环流背景1.1暴雨实况
由图1可知,在7月3日14:00—20:00,广西壮族自治区全区普遍出现了较大范围的降雨过程,部分地区降雨强度较大,柳州市出现特大暴雨,并伴有雷电、短时雷雨大风等强对流天气,此6h 降水即达到了40mm 。

据当地气象部门调查,柳州市柳江河水猛涨,融江融水站检测数据表明,水位为近10年最高,超过警戒水位6.70m ,达到113.30m 。

融安等县暴发特大洪涝灾害,受灾人口逾30万人,给当地造成严重的经济损失。

1.2500hPa 环流形势
从500hPa 高空图(图2a )分析可以看出,7月2日8:00—
20:00在中高纬度地区,贝加尔湖附近为阻塞高压控制,高
压脊前偏北气流不断引导冷空气南下到我国东部沿海,此高压后部出现宽广的大槽,从青海延伸至南海,并不断发展东移。

500hPa 副高开始减弱,850hPa (图2a )贵州低涡切变从2日开始维持在北纬28°~29°附近,柳州受切变南侧风向风速辐合区影响。

7月3日,高层500hPa 在四川西南部有配合的低值系统,此时850hPa 存在接近东西向的切变线,由于与青藏高原相伴的正涡度输送利于气旋的发展,在四川、重庆的上空西南涡环流逐渐形成。

在此期间,西太平洋副热带高压脊线偏南且逐渐减弱,高原东部与广西地区受潮湿的西南季风控制。

3日20:00(图2b ),低涡切变维持东西向,切变两侧风
向风速辐合强,切变辐合区南移缓慢。

4日500hPa 副高仍较弱,低槽减弱,850hPa (图略)东西向切变减弱,贵州低涡中心南移并逐渐减弱,柳州为低槽东南侧西南气流中,风向风速辐合仍较明显。

5日以后柳州受副高西部偏南气流控制,强降水过程结束,转多云天气。

2物理量诊断分析2.1水汽条件分析
从850hPa 水汽通量图可以看出,孟加拉湾、南海和西
摘要对2009年7月3—4日柳州市突发性大暴雨过程利用常规观测资料和卫星资料等再分析资料,进行天气学、动力学诊断和中尺度分析。

结果表明:此次柳州大暴雨是由副热带高压、南亚高压、西南涡等系统共同影响产生的;暴雨前对流不稳定能量急剧升高,850hPa 逐渐形成利于水汽辐合的锋面低槽和低空切变线,配合锋区导致不稳定能量的释放;高低空急流给暴雨带来源源不断的水汽输送。

关键词大暴雨;急流;西南涡;广西柳州;2009年中图分类号P458.1+21.1文献标识码A 文章编号1007-5739(2015)22-0221-03
Diagnosis of Heavy Rain in Liuzhou City During 3to 4July ,2009
WANG Wen-bo 1FENG Ya-qiong 1WANG Peng 1LIANG Qian 1WU Guan-nan 2
(1Weifang Meteorological Bureau in Shandong Province ,Weifang Shandong 261011;2Changle Meteorological Bureau )
Abstract Using the reanalysis data such as conventional observational data and satellite data ,the sudden heavy rainfall process of Liuzhou City during 3to 4July ,2009was analyzed from meteorology ,dynamic diagnosis and mesoscale.The results showed that the heavy rain in Liuzhou City was generated from the combined effect of these systems ,including the subtropical high ,south high ,southwest vortex ;the energy of convective instability rose sharp before the rain ;850hPa frontal trough gradually formed which was favor of moisture convergence and low-level shear line ,which brought about the instability energy releasing with the frontal zone ;jet streams brought a steady stream of water vapor.
Key words rainstorm ;jet stream ;southwest vortex ;Liuzhou Guangxi ;2009
2009年7月3—4日柳州市大暴雨过程诊断分析
王文波1封雅琼1王鹏1梁倩1吴冠楠2
(1山东省潍坊市气象局,山东潍坊261011;2昌乐县气象局)
作者简介王文波(1987-),男,山东昌乐人,助理工程师,从事中短期
天气及气候研究工作。

收稿日期2015-10-09
28°N 21°N 22°N 23°N 24°N 25°N 26°N 27°N 20°N
55152025303540455010
降雨量∥mm
图12009年7月3日14:00—20:00广西地区
降水量分布
注:阴影区表示6h 降水量≥10mm 的区域。

资源与环境科学
现代农业科技2015年第22期221
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资源与环境科学
现代农业科技2015年第22期
28°N 22°N 24°N
26°N
20°N
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a
b
图32009年7月3日8:00(a )和4日8:00(b )850hPa 水汽通量散度(单位:10-5g/cm -2·hPa ·s )
28°N 22°N 24°N 26°N 20°N
a
28°N 22°N 24°N 26°N 20°N
b
图42009年7月3日8:00850hPa (a )和100hPa (b )散度(单位:10-5s -1)
50°N 20°N 30°N 40°N 10°N
50°N 20°N 30°N 40°N 10°N
图22009年7月2日20:00(a )、3日20:00(b )500hPa 高度场(单位:gpm )
注:黑点代表柳州市。

下同。

a
b
太平洋是主要的3个水汽通量区。

7月3日广西柳州地区水汽通量达到最大值。

来自孟加拉湾的充沛的水汽与低空急流走向基本一致并随急流自西南向东北输送,形成深厚的水汽通道,为暴雨的发生和增强提供了持续的水汽输送。

7月3日8:00—20:00柳州中低空其余各层也有一个
明显的水汽辐合加强、上升运动增强的过程,同样是产生暴雨的有利条件(图3a )。

通过对850hPa 水汽通量和水汽通
量散度的分析发现,来自南部各海区的暖湿气流不断地输送到广西境内,3日8:00在整个广西地区形成了一个大的水汽辐合区域,为此次柳州发生的特大暴雨提供了非常丰富的水汽条件。

3日和4日8:00850hPa (图3b )上有明显的风切变,北方的冷平流与来自南部的暖平流交汇于广西。

2.2散度场分析
3日8:00850hPa 散度场(图4a )显示,低层850hPa 的
辐合中心位于广西北部,无辐散层在500hPa 附近,再向高层转为辐散,柳州地区处于强辐合区,到4日8:00,低层的辐合中心移到桂林地区,无辐散层仍然在500hPa 附近,再向高层转为辐散,100hPa 散度中心位于广西中西部(图4b )。

由此可见,强烈的低层辐合和高层辐散对应区,这与地面气旋和西南涡的移动路径一致,也与暴雨的落区相符合。

暴雨区上空从低到高为辐合中心至辐散中心,表明中尺度低涡活动达到最强盛的时期,这种高空辐散和低层辐合对降水
的产生十分有利。

2.3假相当位温θse 分析
θse 的水平分布反映了大气能量场的分布特征,其垂直
分布代表了大气的垂直稳定度。

7月3日8:00,θse >70℃的高能舌控制广西中部地区,在4日8:00850hPa 假相当位温场中,高能舌正对柳州地区,柳州地区位于能量锋区边
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2001000
9258507006005004003002001000
925850700600500400300a
b
图52009年7月3日8:00沿东经110°的θse 剖面(a )和沿北纬24°的θse 剖面(b )(单位:K )
(上接第220页)
(2)大连地区年平均冰雹日1971—2013年演化过程中存在着5~10年、10~20年的振荡周期。

(3)大连地区冰雹在一年四季均有发生,春季和秋季发
生冰雹日数较多,对农作物的危害更为明显。

(4)大连地区冰雹月分布呈现双峰型特点,主峰值在10月,次峰值在5月,发生较多的月份为9月、10月和4月、5月、6月。

(5)大连地区年平均冰雹日数空间分布不均匀,总体来说,北部山区为冰雹多发地区,高值在瓦房店地区和长海地区,低值为旅顺口区。

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上,在高能舌和广西北部的能量锋区内,对流云团发展,产生强降水。

从θse 的演变来看,高能舌逐渐加强且向南伸展,能量锋区随之南移且与暴雨的落区较为一致。

从Δθse (500-850)hPa 和Δθse (700-850)hPa 差值可以看
出,柳州地区及其周边大部分地区都处在负值区,为-5℃左右,暴雨便出现在Δθse 的负值区,但Δθse 的负值区并非均有强的降水,暴雨区的辐合涡旋环流和切变使不稳定能量释
放的触发条件。

由图5可知,600~1000hPa 之间əθse əz <0,该
气层出现大气不稳定,同时,在北纬26°~32°存在一等温线密集带,此密集带内存在不稳定锋区,该锋区能促使大气不稳定能量的释放,导致降雨的发生。

3结语
本文利用NCEP 1°×1°的6h 再分析资料、风云2号
TBB 资料,对2009年7月3—4日柳州大暴雨过程的环流背景及主要影响系统进行分析,指出造成此次暴雨的中尺度物理量和TBB 云顶亮温特征,总结如下。

(1)此次过程的主要影响系统是中低层的西南涡和切变线,副热带高压的减弱南移,南亚高压稳定少动,三者之间的辐合带维持,为中低层西南涡的发展变化提供了有利
条件。

(2)中尺度对流系统是本次暴雨的重要影响系统,对流旺盛,TBB 云顶温度较低的对流云团直接导致了暴雨的发生和发展。

(3)充沛而又深厚的水汽辐合,高层辐散、低层辐合的大气垂直结构促进了垂直上升运动发展,与暴雨区和暴雨发生时段相对应,是引起此次暴雨的中尺度低涡发展和持续的动力机制之一。

(4)低空西南暖湿急流加强北上,高空槽后干冷空气南下,在暴雨区北侧形成明显的θse 能量锋锋生,高能暖湿中心在锋区配合下促使大气不稳定能量的强烈释放,从而使大气底层产生强烈的上升辐合运动。

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