暴雨过程分析

暴雨过程分析

摘要本文利用micaps形势场和物理量场分析得出2010年7月11日～13日发生在浦口区的暴雨过程是由北方冷空气和副高相互作用,配合低空切变线共同造成的,且这次过程的水汽、动力、不稳定条件都很完备。

关键词暴雨;形势分析;物理量诊断分析

中图分类号p458.1+1 文献标识码a 文章编号

1674-6708(2010)25-0073-02

受北方冷空气与副高边缘的西南暖湿气流共同作用,配合低空切变线影响,11日夜到13日浦口区普降大暴雨。平均降水量达180mm,最大的泰山站高达236mm。全区11个站皆大于100mm,大于150mm 的有10个,大于200mm的有3个。本文试着从形势场和物理量场分析这次暴雨的成因,以期为今后预报提供些参考。

1 天气形势和影响系统

1.1 高空环流

从500hpa图分析11日8时~20时乌拉尔山东侧有一个稳定的冷低压,贝加尔湖附近高压脊前的偏北气流引导冷空气深入南下到东部沿海地区,低槽位于河套地区。副高11日开始北抬,20时陆地上588hpa线到达30°n以北,592hpa线西伸至127°e,27°n。从孟加拉湾到江苏省存在有西南向水汽通道,暖湿气流源源不断被输送至浦口区上空,并与北方冷空气汇合形成连续降水。13日8时槽东移出海,降水过程结束。

1.2 中低层切变线和低空急流

从700hpa图分析11日在湖北到安徽中部以及江苏西部地区存在切变,切变线南侧的低空急流中心风速高达20m/s,且较长时间稳定存在。浦口区位于急流的左前方,从风速和风向来分析,有明显的辐合聚集,为暴雨提供了充沛的水汽来源。850hpa切变线位置与

700hpa基本一致,西南气流也较强。受低槽东移影响,切变线东段缓慢南压至安徽南部和江淮一带,并在浦口区上空维持了较长时间,形成了本次暴雨过程。

2 物理量诊断

形成暴雨必不可少的条件:水汽供应要充足,上升运动要剧烈,大气层结要不稳定。这次暴雨过程就发生在这种有利的配置下[1]。

2.1 水汽条件

2.1.1 水汽通量分析

约90%的水汽在500hpa以下,其中50%的水汽集中在850hpa以下,中低层水汽通量场能较好反映空气中所含水汽的多少[1]。在11日20时850hpa水汽通量场上可以看出,从湖南到江苏有一水汽通量强区,在江苏省东部有一个中心为24的水汽通量中心,南京浦口区上空水汽通量值为13,也处于6以上的高值区,而暴雨区就出现在闭合中心周围。这个宽厚的水汽通道的建立,为强降水的产生提供了水汽条件。

2.1.2 水汽通量散度分析

水汽通量散度表示水汽的积聚和流失[2]。11日20时850hpa水

汽通量散度场,南京浦口区东西各有一水汽强辐合区,12日两中心相互打通,浦口区水汽通量散度达到-10以上,两侧中心值更高达

-30,这表明水汽在源源不断进行补充,这为暴雨所需要的长时间的水汽条件奠定了基础。

2.2 动力条件

2.2.1 涡度分析

涡度是衡量旋转运动强度的物理量,根据涡度的变化,可了解系统的发生和发展[2]。从11日20时850hpa涡度场上可知,南京浦口区附近涡度达到20,上升气流旺盛。700hpa和500hpa来看,都为正值区,中低空辐合明显。200hpa上涡度为-35,为明显的反气旋环流。这种底层辐合、高层辐散形势,使近地层的暖湿空气和能量得以传输到对流层的高层,造成湿层加厚,有利于中小尺度系统的发生和发展。

2.2.2 散度分析

散度是衡量速度场辐散、辐合强度的物理量[2]。与涡度不同的是,涡度正值代表辐合,而散度却恰恰相反。从12日8时850hpa散度图上来分析,南京浦口区正处于-10低值区,东西各有一个-20的低值中心,这表示低空有强烈的上升运动。但到了200hpa却是30~40的强辐散中心。这与涡度分析所显示的如出一辙,南京浦口区处于底层辐合、高层辐散的形势,为暴雨的持续发展创造了动力条件。

2.2.3 垂直速度分析

垂直速度可以反映水汽凝结的速度,是形成暴雨的关键因子[2]。

从12日8时垂直速度场可以分析出,850hpa、700hpa、500hpa都为负值中心区,这表明南京浦口区上空中低层有极为强烈的垂直上升运动,这为水汽的快速凝结乃至成雨提供了极佳的条件。

2.3 层结稳定条件

2.3.1 假相当位温

假相当位温θse表征着大气的暖湿能量特征[2]。用于暴雨预报的θse场,有以下两个要求:θse850≥330k,约57℃;θse85 -θ

se500在0℃~15℃之间[3]。从11日20时850hpa和500hpaθse 场上可以看出,θse850高达72℃,说明低空聚集了很强的不稳定能量,θse85 -θse500的值稍大于0℃,这说明暴雨发生前,我区存在强烈的层结不稳定。

2.3.2 k指数

k指数是对大气不稳定层结的综合型指数,值越大说明越不稳定[2]。当k≥35时,极易诱发强对流天气。分析11日20时和12日8时k指数场可以看出,浦口区在暴雨发生前就一直处于k≥28的高值区,12日8时更高达36以上,这说明从暴雨前一直到暴雨时,整层大气都处于极为不稳定状态,即使是极微小的扰动也可以诱发强对流天气。

3 结论

1)本次暴雨过程是在东移南下的冷空气与副高边缘西南暖湿气流相互影响下产生的,我区上空有明显的水汽输送通道,并且北方冷空气与南方暖湿系统势力相当,造成降水区域少动;

2)水汽分析反映出降雨前水汽含量充足,降雨后依然有不断地补充,这为长时间维持高强度的降水提供了条件;

3)动力分析反映出我区低空存在强烈的辐合上升运动,高空存在强辐散区,这种形势的配置有利于暴雨的产生;

4)层结指数分析反映出暴雨前我区上空积聚着较强的不稳定能量,极易受到扰动,诱发强对流天气。

参考文献

[1]朱乾根,林锦瑞,寿绍文,唐东昇.天气学原理与方法[m].北京:气象出版社,1992:319-399.

[2]刘建文,郭虎,李耀东,刘还珠,吴宝俊.天气分析预报物理量计算基础[m].北京:气象出版社,2005:32-69.

[3]章国材,矫梅燕,李延香,等.现代天气预报技术和方法[m].北京:气象出版社,2007:114-129.