近56 a夏季入境低值系統(tǒng)來源及特征分析

劉星光，于梅，張劍俠

（1.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江省氣候中心，黑龍江哈爾濱 150030）

近56 a夏季入境低值系統(tǒng)來源及特征分析

劉星光1，于梅2，張劍俠1

（1.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江哈爾濱 150030；2.黑龍江省氣候中心，黑龍江哈爾濱 150030）

本文通過對1954-2009年56 a的夏季NCEP再分析資料及全省81站逐日降水量的分析，將入境低值系統(tǒng)從來源上分為九類，并對各類型的逐月出現(xiàn)頻率、持續(xù)時(shí)間、系統(tǒng)強(qiáng)度、降水強(qiáng)度與范圍等特點(diǎn)進(jìn)行分析。通過比較發(fā)現(xiàn)，西來源低值系統(tǒng)入境頻率最高，排在第二位的是北來，其次是西北、西南來源。多槽合并雖然發(fā)生幾率小，但降水范圍大、強(qiáng)度大。新生區(qū)低值系統(tǒng)在夏季也常有發(fā)生，它強(qiáng)于任何來源低值系統(tǒng)，平均控制時(shí)間超過3 d，造成區(qū)域性暴雨的幾率超過20%。

入境低值系統(tǒng)；來源；類型；特征

1 資料來源

本文所用資料為1954-2009年6-8月NCEP再分析資料及相同時(shí)間序列的全省81站逐日降水量資料。

2 低值系統(tǒng)來源區(qū)域定義及確定原則

根據(jù)黑龍江省地形、低值系統(tǒng)一般移動(dòng)規(guī)律，將黑龍江省及其周邊分為九部分，其中西、北、東、南、西北、西南、東北、東南區(qū)域表征低值系統(tǒng)的來源方向，新生區(qū)為高空槽在本省加強(qiáng)切渦的位置（表1）。

表1 黑龍江省低值系統(tǒng)來源分界區(qū)

確定來源原則：對黑龍江省產(chǎn)生天氣影響日的前一日，將低值系統(tǒng)所在位置作為其來源區(qū)域，必要時(shí)可向前追述一日。

3 各類來源低值系統(tǒng)的特征分析

3.1 入境頻率及來源特征分析

在近56 a的夏季中，共有996次低值系統(tǒng)移入黑龍江省并造成降水、降溫、大風(fēng)等天氣現(xiàn)象，總影響日數(shù)為2 685 d，約占夏季總?cè)諗?shù)的52%。平均每年有17～18個(gè)低值系統(tǒng)活動(dòng)，其活動(dòng)周期為5 d。

在分析中發(fā)現(xiàn)，有時(shí)不同來源的槽合并后改變其各自原有特性，并對黑龍江省造成影響，如仍單獨(dú)考慮各自來源不利于預(yù)報(bào)技術(shù)總結(jié)，故將多槽合并作為來源中的一類。這樣，按照入境來源可將低值系統(tǒng)分為九類，即西、北、東、南、西北、西南、東北、東南和多槽合并。

表2 低值系統(tǒng)來源分類

從表2可看出，夏季影響黑龍江省的低值系統(tǒng)主要是西來低值系統(tǒng)，所占比例達(dá)到46.7%。其次是北來，占15.8%。西北、西南、東、南來源每年平均出現(xiàn)1～2次，分別占5.6～9.3%。東南來低值系統(tǒng)極少影響黑龍江省。多槽合并則偶有發(fā)生。

上述分析結(jié)論既符合黑龍江省位于西風(fēng)帶的事實(shí)，又與黑龍江省位于北半球中高緯度的地理背景相統(tǒng)一。

3.2 持續(xù)性分析

各類低值系統(tǒng)平均持續(xù)時(shí)間長度為2～3 d，其中北、西、西北來源、多槽合并型長于其它類型。各來源中低值系統(tǒng)控制黑龍江省日數(shù)≥5 d的個(gè)例，西來占40.4%、北來21.8%、西北來12.2%，東來、南來源系統(tǒng)占3～4%，東北、東南來源系統(tǒng)則無個(gè)例發(fā)生。1965年7月1-20日，北來槽曾持續(xù)控制黑龍江省長達(dá)21 d，成為夏季影響黑龍江省時(shí)間最長的低值系統(tǒng)。

3.3 逐月特點(diǎn)分析

每類低值系統(tǒng)的時(shí)間分布特點(diǎn)不同：西北、北、東、東北來源低值系統(tǒng)有40%以上出現(xiàn)在6月；東南來源的極少出現(xiàn)在8月；多槽合并多出現(xiàn)在7、8月；西、西南、南來源系統(tǒng)7、8月出現(xiàn)比率高于6月。各類低值系統(tǒng)出現(xiàn)頻次的峰值或谷值絕大多數(shù)出現(xiàn)在6-7月，即每類低值系統(tǒng)出現(xiàn)頻次在6-7月有一個(gè)較為明顯的變化，而7、8月份存在更多的相似性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，黑龍江省歷年暴雨主要集中在7-8月份，因此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注7-8月份低值系統(tǒng)來源的變化。

表3 九類低值系統(tǒng)各月出現(xiàn)頻次（%）

表3反映了九類低值系統(tǒng)各月出現(xiàn)頻次排名情況。西、北、東南來源在保持排名第一、二、九的總體特征下，7、8月份，西、西南、南來源及多槽合并系統(tǒng)較6月均有所增加，其中以西來源系統(tǒng)增幅最為明顯，其次是西南來源；與其相對，西北、東北、東來源系統(tǒng)均有所減少，其中東來源系統(tǒng)減幅最大。從氣候年變化角度來說，進(jìn)入夏季極渦收縮減弱，副熱帶系統(tǒng)加強(qiáng)北上，7-8月二者達(dá)到最弱-強(qiáng)配置。因此，7月之后影響黑龍江省的北來冷空氣勢力減弱，西太平洋副熱帶高壓西進(jìn)、北上靠近亞洲大陸東岸，導(dǎo)致西、西南來源低值系統(tǒng)明顯增加。

3.4 強(qiáng)度分析

在各類入境低值系統(tǒng)中，西北來源系統(tǒng)較強(qiáng)，東南來源系統(tǒng)較弱。多槽合并移入黑龍江省的低值系統(tǒng)強(qiáng)度僅低于西北、北來源系統(tǒng)（表4）。

表4 各類入境低值系統(tǒng)強(qiáng)度對比（單位：hPa）

低值系統(tǒng)入境后，西、西北、北、東北、西南來源低值系統(tǒng)有2成以上個(gè)例得到不同程度的加強(qiáng)，其中，北、西南來源低值系統(tǒng)有1/3得到加強(qiáng)，最大加強(qiáng)20 hPa。東南來源系統(tǒng)沒有加強(qiáng)個(gè)例，東來源、多槽合并型系統(tǒng)少有增強(qiáng)個(gè)例。

3.5 降水分析

根據(jù)黑龍江省的具體情況，凡有相鄰二十個(gè)站日降水量≥0.1 mm，定義為一次區(qū)域性降水天氣過程；凡相鄰三個(gè)站的日降水量≥50 mm，或者相鄰三站日降水量≥25 mm，同時(shí)2～3 d降水過程總量≥50 mm，定義為一次區(qū)域性暴雨過程［1］。

不同來源的低值系統(tǒng)所造成的降水范圍、降水強(qiáng)度各不相同。就降水范圍來說，西南、西、多槽合并的低值系統(tǒng)產(chǎn)生區(qū)域性降水的概率超過90%，其中西南來源系統(tǒng)達(dá)到95.5%；北、東北來源的低值系統(tǒng)產(chǎn)生區(qū)域性降水的概率為85～89%，其它來源為70～78%。就降水強(qiáng)度而言，多槽合并、西南、西來源的低值系統(tǒng)產(chǎn)生區(qū)域性暴雨的概率在17～ 19.2%，北、東南、西北來源的概率在10.8～14%，東來低值系統(tǒng)產(chǎn)生區(qū)域性暴雨的幾率最低，只有4.8%，其它來源在7～8.8%［2-11］。

4 新生區(qū)低值系統(tǒng)

高空槽在新生區(qū)加強(qiáng)切斷所成低渦屬于東北低渦范疇。它在夏季降水個(gè)例中所占比重為9.4%，平均強(qiáng)度為558 hPa，強(qiáng)于任何來源的低值系統(tǒng)。低槽入境后加強(qiáng)成低渦的幾率6月稍多，約為10.5%，7、8月在8.6～8.8%。新生低渦平均控制時(shí)長為3.2 d，最長為8 d。絕大多數(shù)新生低渦可以帶來區(qū)域性的降水天氣過程，且造成區(qū)域性暴雨的幾率達(dá)到22.3%。

5 小結(jié)

夏季，黑龍江省冷暖空氣交匯頻繁，多氣旋活動(dòng)，平均5 d就有一次低值系統(tǒng)活動(dòng)，每一次低值系統(tǒng)活動(dòng)對黑龍江省的平均控制時(shí)長為2～3 d。按照低值系統(tǒng)的來源可把其分為九類，即西、北、東、南、西北、西南、東北、東南和多槽合并。通過比較發(fā)現(xiàn)，西來源低值系統(tǒng)入境頻率最高，其次是北、西北、西南、東，東北來源系統(tǒng)和多槽合并，它們所占比例較小，東南來源系統(tǒng)最少；西北來源系統(tǒng)強(qiáng)度最強(qiáng)；北來源系統(tǒng)持續(xù)時(shí)間最長；西南、西來源系統(tǒng)和多槽合并產(chǎn)生的降水范圍最大，發(fā)生區(qū)域性暴雨的幾率最高。此外，各來源入境低值系統(tǒng)有9.4%個(gè)例得以加強(qiáng)、切斷成低渦，系統(tǒng)強(qiáng)度、降水強(qiáng)度明顯加強(qiáng)，降水范圍有所擴(kuò)大，且發(fā)生區(qū)域性暴雨的幾率高于各來源低值系統(tǒng)。

從總結(jié)夏季降水預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)角度來說，中長期預(yù)報(bào)員要關(guān)注西南來低值系統(tǒng)，短期預(yù)報(bào)員要重視多槽合并、新生低渦的預(yù)報(bào)。

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P463.1

A

1002－252X（2012）03－0009－03

2012－6－1

劉星光（1977-），女，黑龍江省哈爾濱市人，中國海洋大學(xué)，本科生，高級工程師.