一次突发性特大暴雨的中尺度分析和诊断

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表 1 \ 150 mm / 12 h的中小尺度雨量站逐小时降雨量 (单位: mm / h) Tab le 1 Precip itation per hour of stat ion that is greater than 150mm /12h ( un it: mm / h)
军大坪 简车坪 大合坪 明溪口 朱红溪 七甲溪 高滩
1 大尺度流场特征
在 2008年 5月 26日 08时 500 hP a高空图上, 亚欧大陆高纬为两脊一槽形势, 两脊分别位于乌拉 尔山和亚欧大陆东海岸, 整个西伯利亚为宽广的低 槽区, 其间不断有小槽分裂往东南滑下, 副热带高压
位于东南沿海一带。 700 hP a从陕西西部到四川东 南部有一切变线, 切变线东南侧从昆明经贵阳到宜 昌是 西 南 风 急 流, 贵 阳 站 西 南 风 达 到 18 m / s。 850 hPa以重庆为中心有一西南涡存在, 低涡切变位 于长江以北, 低涡东南方的西南急流的急流核位于 怀化, 出现 16 m / s的西南风急流, 强盛的西南暖湿 气流沿副热带高压西北侧向湘西北输送了充足的水 汽和不稳定能量。到 5月 26日 20时, 500 hP a在四 川东部经贵州到广西西部有一条近似南北向的高空 低槽东移, 其北端移动较南端快, 27日 08时已呈东 北 ) 西南向经过 湘西北, 带动槽后冷空 气东南下。 中低层 850 hP a切 变线 26 日 20 时明 显南压至 湘 北, 暴雨区的风向切 变也加强, 西南风急流依 然维 持, 而原 700 hP a切变线往东南方移至湖北中部到 重庆北部一线, 其西南风急流轴也往东南方移动, 27 日 08时 850 hPa西南急流加强, 在重庆东北有一个 低涡, 暴雨区位于低涡的东南象和 700 hP a、850 hPa 西南急流的左侧。因此这次特大暴雨过程是由于高 空低槽东移引导冷空气南下, 与中低层低涡切变线 东南侧的西南暖湿气流相互作用引起的, 在这次过 程中 850 hPa和 700 hP a的西南急流起了重要作用。
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第 29卷 第 6期 2009年 12月
气象科学 SCIENT IA METEOROLOG ICA SIN ICA
陈红专, 汤剑平. 一次突发性特大暴雨的中尺度分析和诊断. 气象科学, 2009, 29( 6): 7972803
Vo.l 29, No. 6 Dec. , 2009
一次突发性特大暴雨的中尺度分析和诊断
关键词 特大暴雨中尺度分析和诊断 垂直螺旋度 分类号 P45811211 文献标识码 A
A m esosca le ana lysis and d iagnose of an extr em e bur sting tor ren tial ra in
Ch en H ongzhuan1, 2 Tang J ianp ing1
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Fra Baidu bibliotek
气 象科 学
29 卷
引言
突发性暴雨大多 与中尺度系统有 着直接的关 系, 且较多地出现在晚上和凌晨, 由于这种强降水具 有突发性、短历时、高强度的特点, 故它所造成的灾 害是严重的。气象工 作者利用数值预 报技术和卫 星、雷达、中小尺度网雨量站等多种新型探测资料, 对暴雨的发生发展, 特别是暴雨中小尺度对流系统 发生机理、空间结构等 进行了大量研 究 [ 126] 。本文 旨在通过对发生在湖南省沅陵县的一次突发性特大 暴雨进行中尺度分析和诊断, 来揭示暴雨中尺度对 流系统发生发展的物理过程及其空间结构, 通过个 例研究寻找对预报有益的思路, 最终提高暴雨的预 报水平。
K ey w ords H eavy rain fall M esosca le analysis and d iagnose Vertical helic ity
收稿日期: 2008208211; 修改稿日期: 2008210220 第一作者简介: 陈红专 ( 19722), 男, 湖南宁乡, 硕士生, 主要从事天气气候业务工作及相关研究. dktangx@ tom. com 通讯作者: 汤剑平, 副教授, jptang@ n ju. edu. cn
湖北南部之间有一个已经发展得很好的 中 A尺度 云团, 其冷云盖中心最低气温低于 - 76 e , 维持在 原地不动。
27日 00时, 在湖南境内有四个近似圆形的对流 单位 A、B、C、D 生成, 这四个对流单体 TBB [ - 32 e 冷云盖的直径均小于 100 km, 属于中 C系统, 原来 在贵州西南部的云团已发展到贵州中部, 其中心温 度低于 - 76 e 。此时在暴雨区开始出现降雨, 但强 度不大。
Abstract A mesosca le ana lysis and diagnose of an extreme bursting torrentia l ra in in northwest of Yuanling on May 27, 2008 is performed by using the routine observationa l data, TBB data and NCEP reanalysis data. The results show that the heavy ra infall occurrs in the favorable environmental condi2 t ions, low2layer southwest jet bringsmoisture and instab le energy for the heavy ra in area. TheMBCS con2 vective system is form ed by two mesosca le convective clusters, it shows an ellipse2shape structure and ma intains over the heavy ra in area for a long time. The heavy rain fall clusters appear in front ofMBCS convect ive system where the convection development is strong. Mesoscale system s wh ich are correspond2 ing w ith the activity of rain clusters can be c learly seen from the stream field after filtering, and the heavy ra infall appears in the lower layer convergence between two m esosca le convergence lines of 850hP a and 700hPa . The ra infall re lates to the d istribution and change of the center of low2leve l positive vert ical heli2 city and high level negative vert ical helicity over heavy ra in area. The existence of a secondary circu lation forced by the ageostrophic wet Q2vector is prop itious to the release of instab le energy and plays important roles in the process of the heavy rain fal.l The specific topography of heavy rain area resu lts in precipitation enh an cem en .t
2 卫星 TBB资料分析
为便于在云图中确认中尺度对流系统, 依据文 献 [ 7] 的定义方法, 将 MACS和 MBCS定义为红外云 图上具 有 圆 形 或 椭 圆 形 冷 云 盖 的 对 流 系 统, 其 - 32 e 冷云盖的短轴的长度在 115~ 310纬距之间的 为 MBCS, 超过 310纬距的为 MACS。TBB [ - 32 e 的 冷云盖达到最大面积的时间是 MCS的成熟时间, 且 MCS椭圆率在 015b以上。为了分析这次 特大暴雨 的中 尺度 对流 系统, 本 文应 用 FY2C 卫星 反演 的
( 1 School of Atm ospher ic Science, Na njing University, N anjing 210093, China ) ( 2H ua ihua M eteorologica l Burea u, H una n Hua ihua 418000, China )
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合计
22112 21610 20515 19414 19217 18016 16917
6期
陈红专, 等: 一次突发性特大暴雨的中尺度分析和诊断
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TBB资料, 详细分析了此次过程。 暴雨开始前, 5月 26日 20 时, 在湖南东北部与
2008年 5月 26 日晚上, 在湖南省沅陵县西北 部出现了一次局地突发性的特大暴雨天气过程。特 大暴雨主要出现在 26日 20 时 ) 27日 08时 (北京 时, 下同 ), 中小尺度网雨量站显示, 沅陵有 12个雨 量站 12 h 降雨量 ( 26 日 20 时 ) 27日 08 时 )大于 50 mm, 7个站超过 100 mm, 3个站超过 200 mm。最 大降雨是军大坪, 降雨量达 22112 mm, 其最大 1小 时降雨量达 7412 mm, 强降雨集中在 27 日 01 时 ) 05时的 5 h内 (见表 1)。由于降雨强度大, 来势猛, 时间短, 致使山洪暴发, 溪水陡涨, 造成全县 12个乡 镇不同程度受灾。
陈红专 1, 2 汤剑平 1
( 1 南京大学 大气科学学院, 南京 210093) ( 2 湖南省怀化市气象局, 怀化 418000)
摘 要 利用常规探测资料、TBB资料和 NCEP分析资料, 对 2008年 5月 27日发生在沅陵西 北部的一次突发性特大暴雨天气过程进行了中尺度分析和诊断。结果表明: 这次特大暴雨是在有 利的大尺度环流背景下发生的, 低空西南急流为暴雨区带来了丰富的水汽和不稳定能量; 产生暴雨 的中 BCS云团由两个对流云团合并而成, 具有椭圆形结构特征, 长时间维持少动, 强降水出现在中 BCS云团发展最旺盛的地方; 在尺度分离的流场上, 特大暴雨出现在 850 hPa和 700 hPa的两条中 尺度辐合线之间的低层辐合区内; 这次暴雨与暴雨区上空对流层中低层正垂直螺旋度、高层负垂直 螺旋度中心的分布和增大减小变化密切相关; 非地转湿 Q 矢量激发的次级环流的存在有利于不稳 定能量的释放, 促进暴雨发生发展; 暴雨区特殊的地形对这次特大暴雨过程有明显的增幅作用。