河池市2009年7月1-5日暴雨天氣過程分析

鄧麗玲 唐昌秀 何釗

摘 要:本文利用9120提供的常規(guī)資料,分析了2009年7月1-5日河池市出現(xiàn)的暴雨天氣過程。結(jié)果顯示:南亞高壓穩(wěn)定少動(dòng)、冷暖空氣交匯、低空西南急流活動(dòng)頻繁,是這次暴雨天氣過程的大尺度環(huán)流背景,大氣層結(jié)不穩(wěn)定,中低層強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和正渦度的加強(qiáng)是環(huán)境物理量場的主要特征。

關(guān)鍵詞:暴雨環(huán)流形勢低空急流大氣層結(jié)

中圖分類號:P42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0129-01

1 引言

暴雨是水資源的重要組成部分,它提供了淡水資源,起著解除旱情,滿足人民生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)用水的需要。河池市地處廣西西北邊陲、云貴高原南麓,該地區(qū)暴雨天氣主要受高空槽、切變線和弱冷空氣影響。文中利用9120提供的常規(guī)資料,對2009年7月1-5日河池市出現(xiàn)的暴雨天氣過程進(jìn)行分析,對積累暴雨預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn),指導(dǎo)今后突發(fā)性、災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)和服務(wù)工作具有重要意義。

2 暴雨過程天氣概況

受高空槽、切變線和弱冷空氣影響,2009年7月1日至5日,河池市出現(xiàn)了一次范圍廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長的強(qiáng)降雨天氣過程。據(jù)河池市地面氣象災(zāi)害應(yīng)急自動(dòng)觀測網(wǎng)資料統(tǒng)計(jì):6月30日20時(shí)至7月5日20時(shí),全市縣城過程雨量平均為166.4mm,有7個(gè)縣(市區(qū))超過100mm,其中200mm以上的有都安、羅城和大化3個(gè)縣。五天里,全市11個(gè)縣(市區(qū))共出現(xiàn)暴雨10站次、大暴雨5站次。全市過程雨量有74個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及縣城超過100mm,其中250mm以上的達(dá)28個(gè)站點(diǎn)。

3 暴雨天氣過程的環(huán)流形勢場分析

暴雨過程一般發(fā)生在一定的環(huán)流形勢背景下,這些環(huán)流形勢反映了暴雨的大尺度條件[1]。在此次河池的強(qiáng)降水天氣過程中南亞高壓穩(wěn)定維持在高原上空,為西部型。當(dāng)500hpa西太平洋副高脊線位置北抬至20°N左右時(shí),出現(xiàn)了第一個(gè)強(qiáng)降水集中時(shí)段。中高緯“兩槽一脊”環(huán)流型穩(wěn)定少動(dòng)是本次強(qiáng)降水過程最主要的大氣環(huán)流條件。這次過程持續(xù)時(shí)間長,與高空環(huán)流形勢穩(wěn)定少動(dòng)有著很密切的關(guān)系。副熱帶高壓脊線在20°N左右,副高西伸最大時(shí)西極點(diǎn)位于107°E附近,低空西南急流活動(dòng)頻繁,冷暖空氣交匯,是導(dǎo)致這次連續(xù)性暴雨天氣最主要的大氣環(huán)流條件。

4 中尺度系統(tǒng)分析

4.1 中尺度雨團(tuán)強(qiáng)度與分布

一次暴雨天氣過程的降水總量并非由一次連續(xù)降水所組成,而由于在此過程期間中尺度雨團(tuán)不斷生成和移動(dòng)的結(jié)果,中尺度雨團(tuán)通常以每小時(shí)降水量為10mm的閉合等雨量線作為中尺度雨團(tuán)或雨帶的周界。大部分雨團(tuán)的生命史都在2～3小時(shí)左右,最長的是3日14時(shí)至16時(shí)、4日03時(shí)至07時(shí),持續(xù)了8個(gè)小時(shí)之久。雨團(tuán)的水平尺度大都在30km左右,最大的雨團(tuán)水平尺度約80km,出現(xiàn)在3日13時(shí),幾乎覆蓋了這個(gè)河池市。這次暴雨過程中降水集中時(shí)段出現(xiàn)的雨團(tuán)約85％最大1小時(shí)降水在30～40mm之間,15％的雨團(tuán)出現(xiàn)最大1小時(shí)降水在50～60mm之間,雨團(tuán)中最強(qiáng)的1小時(shí)降水量達(dá)94.4mm,出現(xiàn)在3日01時(shí)羅城東北部。夜間往往是雨團(tuán)活動(dòng)的活躍期,白天尤其是上午雨團(tuán)活動(dòng)相對較少。

4.2 衛(wèi)星資料與雷達(dá)回波分析

在這次暴雨過程中,云帶的移動(dòng)與高空槽、切變線的移動(dòng)配合一致。2日17時(shí)云體不斷發(fā)展,原在貴州東南部的云帶已經(jīng)壓到河池東北部,21時(shí)百色樂業(yè)一帶的云體分成兩塊,一塊南壓消散,另一塊東移加強(qiáng)影響河池;3日7時(shí)前后生成的兩段云系不斷發(fā)展并最終合并成一塊,覆蓋了整個(gè)河池。在分析云圖的同時(shí),對過程中云體的黑體亮溫進(jìn)行跟蹤監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)亮溫的大值區(qū)與強(qiáng)降水區(qū)相對應(yīng)。此外,對此次強(qiáng)降水過程的雷達(dá)回波進(jìn)行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):回波帶的走向與強(qiáng)降水區(qū)分布一致,強(qiáng)降水中心與45dbz以上的強(qiáng)回波區(qū)相對應(yīng)。

5 物理量診斷分析

5.1 穩(wěn)定度條件分析

對θse850～θse500場的分析結(jié)果表明,在整個(gè)過程中河池都處于θse850～θse500的正值區(qū),隨著弱冷空氣的影響,河池θse850～θse500的正值區(qū)也呈現(xiàn)出一個(gè)先增后減過程,最大達(dá)到14.7℃增大,屬于極不穩(wěn)定區(qū)。在分析θse850～θse500場分布的同時(shí),本文也對河池的K指數(shù)和SI指數(shù)進(jìn)行了分析,K指數(shù)都在35℃以上、SI指數(shù)均≤0,雨帶走向與不穩(wěn)定舌走向一致,與弱冷空氣走向相吻合。綜上所述,不論是θse850～θse500場的分布,還是從K指數(shù)和SI指數(shù)場分析,結(jié)果都是一致的,即河池具備了發(fā)生大片雷雨的不穩(wěn)定層結(jié)條件。

5.2 垂直速度分析

產(chǎn)生強(qiáng)降水的條件除充足的水汽供應(yīng)和較長的持續(xù)時(shí)間外,還必須存在強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)［2］,因此本文對強(qiáng)降水過程中河池垂直運(yùn)動(dòng)情況作了進(jìn)一步的分析。對河池上空(100hPa～1000hPa)的垂直速度在整個(gè)降水過程(1日08時(shí)～5日20時(shí))中的演變情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),3日08時(shí)整層都為上升運(yùn)動(dòng),當(dāng)日河池出現(xiàn)第一個(gè)降水集中時(shí)段,4日08時(shí)垂直速度中心最大值達(dá)到-23m·s-1,在整個(gè)降水過程中上升運(yùn)動(dòng)是很明顯的,期間上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱的變化對應(yīng)各天氣系統(tǒng)的配合,從而產(chǎn)生強(qiáng)降水的相對集中和緩和。

5.3 渦度場分析

正渦度是暴雨落區(qū)預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)之一[3]。通過對此次過程的500hpa渦度分析發(fā)現(xiàn),暴雨落區(qū)與正渦度大值區(qū)的走向、范圍基本一致。在這次強(qiáng)降雨過程中,對流層中低層并沒有低渦影響河池,而是500hpa有低渦生成并對河池產(chǎn)生影響。在對7月1日08時(shí)至5日20時(shí)渦度場分析發(fā)現(xiàn),強(qiáng)降雨區(qū)對應(yīng)正渦度大值區(qū),由于有低空急流的擾動(dòng)作為啟動(dòng)機(jī)制,在條件不穩(wěn)定的層結(jié)中有對流云生成,在對流發(fā)生后小尺度對流加熱促使大尺度流場加強(qiáng),即CISK機(jī)制,又使得低層渦度增大。

6 結(jié)論

(1)南亞高壓穩(wěn)定少動(dòng)是這次暴雨天氣過程的大尺度環(huán)流背景。中高緯“兩槽一脊”環(huán)流型穩(wěn)定少動(dòng)是本次強(qiáng)降水過程最主要的大氣環(huán)流條件。

(2)冷暖空氣交匯,低空西南急流活動(dòng)頻繁,為強(qiáng)降水提供了必要的水汽條件。在此次連續(xù)性強(qiáng)降水過程的兩個(gè)降水集中時(shí)段,850hPa切變線經(jīng)歷了兩次北抬和南壓過程,期間都配合有12m·s-1的偏南低空急流。

(3)大氣層結(jié)不穩(wěn)定,中低層強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和正渦度的加強(qiáng)是環(huán)境物理量場的主要特征。通過對此次降水過程中逐時(shí)的地面觀測資料的風(fēng)場和500hpa渦度分析發(fā)現(xiàn),暴雨落區(qū)與正渦度大值區(qū)的走向、范圍基本一致。

參考文獻(xiàn)

[1] 蒙遠(yuǎn)文,蔣伯仁,韋相軒,吳仁才,等.廣西天氣及其預(yù)報(bào).氣象出版社,1989.139-168.

[2] 壽邵文,勵(lì)申申,徐海明,王善華,于玉斌,趙遠(yuǎn)東,等.天氣學(xué)分析.氣象出版社,2006年.140-144.

[3] 農(nóng)孟松,盧偉萍,等.一次鋒面暴雨天氣過程特征分析[J].廣西氣象,2004.25增刊:26.