一次梅雨锋暴雨中尺度特征分析

一次梅雨锋暴雨中尺度特征分析

朱志存　(浙江省平湖市气象局,浙江平湖314201)

摘要　利用NCEP 一日四次全球再分析资料、FY 22C 卫星云图资料分析2007年7月8～9日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程,结果表明,这次暴雨过程发生在中高纬度阻塞形势消散后的长波调整时期,脊前西北气流以及副高外围的西南气流共同影响江淮流域。关键词　中尺度特征;梅雨锋;暴雨中图分类号　S166 文献标识码　A 文章编号　0517-6611(2009)21-10112-03

作者简介　朱志存(1982-),男,江苏东台人,助理工程师,从事气象预

报工作。

收稿日期　2009204203

2007年7月8～9日在江淮流域发生了一次梅雨天气过程,笔者对这次天气过程进行研究,重点讨论了这次天气过程的环流背景以及暴雨发生发展的有利条件,分析了暴雨发生的中尺度特征,揭示暴雨发生发展的原因,以期为得到一些梅雨锋暴雨发生发展的规律性认识提供理论依据。

1　降水概况

2007年梅雨期间主要强降水集中在7月3～10日,而且

雨带集中在江淮流域,对江苏和安徽大部分地区影响比较大

[1-2]

。笔者主要研究的是8～9日的江淮地区强降水过

程,图1给出了8日08:00～9日08:00的24h 累积降水以及

8日平均T BB 分布。降水带位于江淮流域,在安徽和江苏境

内呈准水平状,而在西面是东北-西南走向。沿着雨带出现了5个降水中心,以江苏西部、安徽北部、湖北东北部3个中心最为强大,中心数值均在160mm 以上。从对应8日平均

T BB 分布可以看出东面的3个中心均处于强T BB 带中,而西

面的2个中心处的日平均T BB 并不活跃,这可能与所取的降水时段和日平均T BB

时段存在差异有关。

注:等直线为降水量(mm );阴影部分是T BB (℃)。

图1　8日08:00～9日08:0024h 累积降水量(≥60mm )及8日

平均TBB (≤-30℃)

2　环流形势分析

2.1　前期环流形势　自6月底以来,500hPa 中高纬度一直

维持着经向环流,在6月27日20:00出现了双阻塞形势(图

2a ),一个阻高中心位于(70°N,65°E )附近,另一个中心在(65°N,140°E )附近,在(62.5°N,90°E )处有一个切断低

压。随着切断低压的南下,槽前的冷平流不断入侵东面的阻高,西边的阻高脊线不断北挺东进。到7月2日20:00,东面的阻高消失而蜕变成一个弱的高压中心。之后西面的阻高

继续向东发展,阻高西侧的槽也不断发展东移,并不断促使高脊区变窄,最终在7月4日08:00与阻高东侧的低压中心汇合,原阻高完全孤立于北方,但很快在汇合后的低压东侧形成“出口”。而由于(65°N,140°E )处低压中心的维持,使得单阻高形势并未消失,直到7月5日20:00才消失(图

2b ),此时高低压中心同在60°E 处,低压位于高压南面。后

来在北方和西面不断有冷平流入侵,高压不断减弱蜕变成弱脊至消失,冷空气沿槽后西北气流南下,副高脊线维持在

22.5°N 附近,冷暖空气交汇于江淮,副高主体在8日02:00

逐渐移出我国沿海大陆,使得后期的主降水带南移。纵观这一时期的环流演变,中高纬度阻塞形势的生消以及在这种生消过程中不断有小的扰动传播到长江中下游是造成江淮流域持续降水天气过程的主要因子

[3-4]

。

2.2　暴雨期高低空环流形式　南亚高压是夏季出现在青

藏高原及邻近地区上空的对流层上部的大型高压系统,是北半球夏季100hPa 层上最强大、最稳定的控制性环流系统,对夏季我国大范围旱涝分布以及亚洲天气都有重大影响。从图3可以看出,南亚高压主体位于伊朗及青藏高原上空,在伊朗形成闭合中心,中心强度达1690dag pm,在中国东部脊线位于30°N 附近。在高压南部是热带东风急流,而在其北部西风偏弱。副热带西风急流是由哈德雷环流的上层支(或称向北支)携带低层大气在东风中获得的地球角动量来维持,而全球正受拉尼娜事件影响,哈德雷环流偏弱而导致南亚高压北部的西风偏弱,以至于不能形成副热带西风急流。长江中下游地区主要位于高压东伸的脊区下方。

7月8日高空500hPa 中高纬度环流形势较为复杂,如

图08:00(图4a )形势图上,中高纬度图2b 中的(52°N ,65°

E )处的低压,由于其西部低压槽向东南方向伸展使得旁边的

弱脊北伸,最终导致该低压在8日08:00完全孤立于高压脊区。正是由于它的存在使得中高纬度不断有小的扰动沿脊线向下游传播(图4b )。低纬度副高588线逐渐移出中国沿海大陆,这主要是由于最西面槽的发展使得高脊有东移的趋势,而嵌套在高脊中的低压也影响着副高外围的西南气流。 850hPa 8日08:00(图5a )四川东部有西南涡活动,我国北部由东北涡控制,淮河流域主要影响系统是一条出自于西南涡一直延伸到黄海的切变线。随着两涡的加强(图5b ),至14:00,一方面在河南和湖北交界处、山西以及黄海各有一低涡生成,在低涡的共同作用下使得河南和湖北交界处低涡的北部等高线呈现狭长区域,且出现1420的断裂高中心;另一方面,西南涡东移减弱,东北涡槽区向南伸展,北方干冷空气开始向南暴发,副高减弱东退,前面生成的低涡都消失,但

责任编辑　金琼琼　责任校对　况玲玲

安徽农业科学,Journal of Anhui Agri .Sci .2009,37(21):10112-10114

图2　6月27日20:00(a)、7月5日20:00(b)500hPa

高度场

注:阴影区为水平风速≥30m /s 。图3　7月8日08:00100hPa

高度场和风场

图4　7月8日08:00(a)、14:00(b)500hPa 高度场(实线)、温度场(虚线)

是河南东南角有低涡形成的趋势,也可能是前面低涡减弱北移的余留,江淮切变线有所南移(图5c )。到9日02:00(图

5d ),东北涡变强,槽区继续向南发展,且在江淮流域形成一

低涡,北方干冷空气传播到江淮流域,西南涡逐渐与东北涡打通。9日08:00(图5e )新生成的低涡东移加强,更多的干冷空气沿着东北涡槽后偏北气流南下,不断地在江淮流域与西南气流交汇。由上可见,西南低涡引导大量的水汽进入江淮流域,并在与东北低涡的相互作用过程中形成切变线或新的低涡,造成在切变线或低涡所影响区域以及后期两低涡相互影响区域,特别是江淮流域大暴雨天气过程,一般情况下暴雨的落区与切变线或低涡所在位置配置相当一致。

2.3　高低空风场　在预报强雷暴或强天气时,应考虑对流

层上部的高空辐散机制。为了分析这次暴雨过程中高低空急流的发生发展以及配置和降水的关系,给出了高低空急流和6h 降水量的叠加图(图6)。可以看出8日08:00～9日

08:0034°N 以北均维持有一高空急流带,而降水(东侧)主

要出现在高空急流中心下风方向下侧负涡度区内。对于低空急流,8日08:00在西南涡东侧相伴有范围较大的低空急流,急流前端达到安徽南部;但由于西南涡和东北涡的增强,副高东移,相应地8日14:00主要低空急流移出大陆,只在

湖北东部、安徽南部存有12m /s 的急流闭合中心,14:00850

hPa 等高线狭长区域的出现也不利于急流的形成;到8日20:00狭长区域消失,西南涡东移,在其东侧有新的急流形

成,在湖北东部及安徽大部也受一急流中心影响,中心风速达16m /s;9日02:00急流加强,范围扩大,整个长江中下游都受其覆盖,在安徽境内的急流中心风速达24m /s,促使了江淮流域低涡的形成;9日08:00,急流中心东移,相应地江淮流域的低涡也东移。

综合高低空急流、850hPa 高度场以及6h 降水配置可以

看出,高空急流加强了高层辐散,有利于对流运动的发展,低涡的形成和发展移动以及降水强度和落区与低空急流关系

密切,且6h 降水与低涡活动以及切变线有关,降水落区位于它们的活动中心附近以及低空急流和高空急流共同影响区域之内。

通过上面的分析,可以发现500hPa 复杂的环流形势的发展有利于波动不断向下游传播;低空西南涡和东北涡以及副高的相互作用,在江淮流域形成切变或低涡是这次降水过程的主要机制;高低空急流的配置有利于对流的发展,且低空急流的发展增强有利于低涡的生成和移动,也促使了降水的发生和降水落区的移动。

3　结论

(1)通过环流背景分析得知此次降水过程发生在中高纬

度阻塞形势结束后期的调整时期,中高纬度孤立于高压脊区的低压使得中高纬度环流处于明显的经向型,其与东侧高脊的相互作用使得不断有扰动传播到江淮流域,副高主体的位置也与此相互作用相关。在脊前西北气流以及副高外围的西南气流的相互影响下,江淮流域出现了暴雨天气过程。

(2)低层,由于西南涡、东北涡以及副高的相互作用,在

江淮流域不断产生切变线或低涡,是这次降水过程的主要机制。雨带或降水中心分布与切变线以及低涡的位置密切相关。

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110137卷21期 朱志存　一次梅雨锋暴雨中尺度特征分析