连云港市冬季降水天气过程对比分析

第29卷　第5期气象科学

Vol .29,No .5　2009年10月

SC I ENTI A METEOROLOGI CA SI N I CA

Oct .,2009　

班欣,范从勇,朱敏华,等.连云港市冬季降水天气过程对比分析.气象科学,2009,29(5):7002704

连云港市冬季降水天气过程对比分析

班　欣　范从勇　朱敏华　祁　欣　任曙霞

(连云港市气象局,江苏连云港222006)

摘　要　对连云港市近5a 冬季45个不同形态降水样本统计分析基础之上,利用常规天气

图、物理量场以及新一代天气雷达资料,对发生在2007年冬季的三次不同形态(纯雨、雨夹雪、纯雪)降水天气过程进行了对比分析,归纳了冬季降水在物理量场及多普勒天气雷达图上的基本特征,总结了对降水形态预报具有指示意义的关键因子,同时探讨了连云港市冬季降水形态的预报着眼点,结果表明:降水区上空温度700hPa 是否低于-3℃、850hPa 是否低于0℃和地面温度是否小于3℃,以及雷达回波强度图上是否出现零度层亮带等,都可作为判断降水形态的重要指标。关键词　冬季降水　预报方法　物理量场 分类号　P426.6 文献标识码　B

收稿日期:2008203212;修改稿日期:2008207214基金项目:连云港市科技局项目(SH0511)

第一作者简介:班欣(19792),男,太原,学士,工程师,主要从事短期天气预报与气候资源评价研究

Analysis and forecast of prec i pit ati on type

i n wi n ter at L i a nyungang

Ban X i n Fan Congyong Zhu M i n hua Q i X i n Ren Shux i a

(L ianyungang M eteorological B ureau,J iangsu L ianyungang 222006,China )

Abstract Based on statistical analysis of forty five different p reci p itati on types in recent five winters

at L ianyungang,three different p reci p itati on types (rain,sleet,snow )in winter of 2007are compared by synop tic map,physical para meters and Dopp ler radar data .Then basic p reci p itati on features in physical para meters and Dopp ler radar echoes and the key fact ors for p reci p itati on type f orecasting are concluded,mean while,a vie wpoint of f orecasting p reci p itati on type in winter in L ianyungang is discussed .The result shows that there are t w o key fact ors of p reci p itati on type forecast .The first fact or is whether te mperature at 700hPa,850hPa and on the gr ound is less than -3℃,0℃and 3℃.The second fact or iswhether appearing the bright band on Dopp ler radar echoes .

Key words Preci p itati on type Forecast Physical parameters

　引　言

2008年1月,江苏省持续发生区域性暴雪,持

续时间之长,范围之广,强度之大,均为历史罕见,对人民生活、交通、电力、通讯等方面造成了巨大的影响。期间连云港市也发生了两次大范围的降雪天气过程,持续降雪和低温造成高速公路长时间关闭,公路客运大受影响。由于降雨一般不会对人们的生产生活和交通运输造成太大影响,而降雪就会带来较

为严重的影响。因此冬季预报降水时如何区分降雨和降雪,特别是降水形态由降雨转为降雪的时间问题,是冬季预报的重点,也是难点。

目前我国对于降雪的研究远远落后于对降雨[1]

的研究,国内对于降雪的天气学研究始于1970s 末,且大多是对暴雪个例的天气学、气候学分

析

[227]

及对个例的中尺度数值模拟分析

[8213]

,而对于

相同季节,不同降水形态之间的对比分析及预报方法的研究尚不多见。本文就是从实际预报角度出

发,对2007年冬季发生在连云港地区的三次不同形态的降水过程进行对比分析,找出不同形态、不同量级的降水天气过程在天气背景、物理量场、多普勒雷达资料等方面的异同,并在历史资料统计分析的基础之上,总结出对连云港市冬季降水形态具有指示意义的关键因子,为今后预报固态降水和液态降水提供一定参考。

1　天气背景

1.1　实况

我们对2007年冬季发生在连云港地区的三次不同形态的降水天气过程进行对比分析,发现其具体降水过程存在着较大的差别。2007年12月2日的降水过程为纯雨过程,降雨自凌晨开始至傍晚结束,全市降水量在10mm左右;而2008年1月11日的降水过程为先雨后雨夹雪最后转为雪,降雨是从10日16时左右开始,到11日中午自北向南先后出现雨夹雪天气,大范围的降雪出现在11日傍晚前后,到12日04时基本结束,最大降雪量出现在赣榆县为415mm,积雪深度1c m,达到中雪量级;2008年1月19日降水过程为纯雪过程,降雪自19日凌晨开始到20日中午结束,最大降雪量出现在东海县为819mm,积雪深度12c m,达大雪量级。

1.2　主要影响系统

对比三次不同形态的降水天气过程天气形势图(图略),其共同点是:500hPa上都有阶梯槽东移加深发展,贝加尔湖地区均有冷中心与低压中心相配合,冷空气在西北气流的引导下与槽前的西南气流在江淮地区交汇;700hPa和850hPa上华东地区有明显风切变存在,且西南暖湿气流旺盛;地面上降水区处于冷性高压底部的东北气流控制当中。不同点是:12月2日降水前期,连云港处西南暖湿气流控制当中,当冷空气从中路扩散南下以后,中低层切变线随雨区南压,降雨过程随之结束;而1月11日的降水过程冷空气从东路南下明显,温度锋区和中低层切变线随之南压,造成了降雪区逐步向南扩展;1月19日则以弱冷空气渗透南下为主,温度锋区和中低层系统稳定少动,因此降雪区维持在32°N以北,没有南压。

2　物理量场诊断分析

2.1　垂直速度

垂直速度是衡量大气垂直运动的一个物理量,垂直运动造成的水汽、热量、动量、涡度等物理量的垂直输送对天气系统的发展有很大的影响。通过对比2日、11日、19日三次降水天气发生前的各层垂直速度场(图略),可以发现:从925hPa到300hPa,连云港垂直速度值均为负值,700hPa垂直速度场上2日为-8×10-3hPa/s,11日为-10×10-3hPa/s,而19日仅为-3×10-3hPa/s,表明前两次降水天气过程具有更强的上升运动。而当冷空气南下完全控制本地时,本地降水停止,转而处于一个较强的下沉气流区之中。

2.2　水汽通量及水汽通量散度

强降水的产生需要充足的水汽,而水汽输送量的大小则用水汽通量来表示。在这三次降水天气发生前,700hPa水汽通量场上(图略),华东南部地区都存在一条西南—东北走向的较强的水汽输送带,本地处于水汽通量高值区的边缘,值分别为3g/(s・c m・hPa)、5g/(s・c m・hPa)和3g/(s・c m・hPa)。 然而仅有水汽输送还不够,还要看输送的水汽是否在本地有辐合,特别是低层的水汽辐合是形成强降水的重要条件之一。在这三次降水天气发生前,850hPa水汽通量散度场上(图略),水汽辐合中心分别位于江苏省东部沿海和苏南地区以及安徽境内,本地处辐合区边缘,水汽通量散度值分别为-4×10-7g/(s・c m2・hPa)、-6×10-7g/(s・c m2・hPa)和-3×10-7g/(s・c m2・hPa)。

通过对比分析三次不同形态的降水天气过程可以发现,它们都是在比较有利的大气环流形势下产生的,但由于三次降水天气过程中的水汽输送、水汽辐合以及上升运动的强弱差异造就了降水量级的不同。

3　降水形态预报指标

3.1　低层温度

对比这三次不同形态的降水天气过程的温度锋区和低层温度垂直分布发现,降雪过程的700～850hPa气温明显低于降雨过程,当700～850hPa的温度在-3℃及以下时,更利于降雪。如12月2日的降雨天气过程中700hPa上-3℃等温线稳定位于35°N附近,全省降水均为液态降水。而对于发生在2008年1月份的另外两次降水过程,我们发现700hPa上-3℃等温线与地面雨雪分界线分布基本是吻合的。在1月11日的降水过程中,降水初期(10日夜里至11日中午)以雨为主,700hPa上-3℃等温线位于35°N附近,实况上雪区也是位于山东境内;到降水中期(11日下午),随着冷空气的东路南下,温度锋区南压,本地700～850hPa气温

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