連云港市一次強(qiáng)對流暴雨天氣分析

郝 玲， 朱云鳳， 王 鵬， 張銀意， 趙 亮　 (連云港市氣象局，江蘇連云港 222006)

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連云港市一次強(qiáng)對流暴雨天氣分析

郝 玲， 朱云鳳， 王 鵬， 張銀意， 趙 亮 (連云港市氣象局，江蘇連云港 222006)

摘要[目的]分析連云港市一次強(qiáng)對流暴雨天氣的成因和數(shù)值預(yù)報檢驗。[方法]利用常規(guī)和非常規(guī)氣象資料，從天氣背景、穩(wěn)定度及觸發(fā)機(jī)制等方面對2015年8月7日連云港市的一次強(qiáng)對流暴雨天氣過程進(jìn)行系統(tǒng)分析，并對比分析各家數(shù)值預(yù)報結(jié)果。[結(jié)果]此次強(qiáng)對流暴雨發(fā)生在副高西伸北抬、高空槽東移的大尺度背景下，暴雨發(fā)生前大氣層結(jié)不穩(wěn)定、邊界層輻合是觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放的主要因素；多普勒雷達(dá)觀測表明，回波強(qiáng)度在50 dBz左右，與邊界層輻合線位置對應(yīng)較好；對比分析各家數(shù)值預(yù)報結(jié)果表明，數(shù)值預(yù)報對不穩(wěn)定性降水預(yù)報效果較差。[結(jié)論]該研究為此類強(qiáng)對流暴雨天氣的預(yù)報提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞強(qiáng)對流暴雨；成因；數(shù)值預(yù)報檢驗

Analysis on a Severe Convective Rainstorm Weather in Lianyungang

HAO Ling,ZHU Yun-feng,WANG Peng et al(Lianyungang Meteorological Bureau,Lianyungang,Jiangsu 222006)

Abstract [Objective] The research aimed to analyze the cause and numerical forecast test of a strong convection rainstorm weather in Lianyungang.[Method]The severe convective rainstorm process occurred on August 7of 2015 in Lianyungang City was analyzed by using conventional and non-conventional meteorological data from weather background, stability and the trigger mechanism,and the various numerical prediction results were analyzed contrastively.[Result]The strong convective rainstorm occurred in the west and north stretch of the SUBH and upper trough eastward under the background of the large scale,the atmospheric stratification being extremely unstable before rainstorm and the boundary layer convergence were the main factor triggering instability energy release.Doppler radar observation indicated that the intensity of precipitation echo was above 55 dBz,the boundary layer convergence line corresponds to the position of strong echo better.Comparative analysis of various numerical prediction results show that the forecast effect of the numerical prediction was poorer for instability precipitation.[Conclusion] The study provides the scientific basis for the strong convection rainstorm weather forecast.

Key words Strong convection rainstorm;Cause;Numerical forecast test

由于處于副熱帶高壓邊緣，并受弱冷空氣共同影響，2015年8月7日連云港市出現(xiàn)短時強(qiáng)降水及雷雨大風(fēng)天氣，雨量分布極不均勻，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在北部、中部和南部，市區(qū)降水量為66.1 mm，贛榆區(qū)降水量為117.2 mm，東?？h降水量僅為1.2 mm，灌云縣降水量僅為0.7 mm，灌南縣降水量147.1 mm，最大雨量出現(xiàn)在市區(qū)蒼梧綠園站，降水量為234.1 mm。降水時伴有陸上8~10級短時雷雨大風(fēng)。全市114個自動站中，降雨量達(dá)100 mm以上的有6個，50 mm以上的有13個，25 mm以上的有23個。蒼梧綠園站、贛榆站、新浦站、灌南站1 h降雨量分別達(dá)132.6、60.4、35.5和94.7 mm。此次強(qiáng)降水過程具有局地性強(qiáng)、降水時段集中、降水強(qiáng)度大等特點。強(qiáng)對流天氣是天氣預(yù)報工作的重點和難點[1-3]，諸多學(xué)者針對強(qiáng)對流天氣進(jìn)行了大量研究[3-6]。筆者在此利用常規(guī)和非常規(guī)氣象資料，從天氣背景、水汽、穩(wěn)定度及觸發(fā)機(jī)制等方面對此次強(qiáng)對流暴雨天氣過程進(jìn)行系統(tǒng)分析，對比分析各家數(shù)值預(yù)報結(jié)論，以期得出一些對此類強(qiáng)對流暴雨天氣預(yù)報有指導(dǎo)意義的結(jié)論。

1環(huán)流形勢特征分析

在8月6日08：00 500 hPa高空形勢圖上，連云港市處于副熱帶高壓邊緣，西風(fēng)槽位于河套以東地區(qū)，中低層在山東西南部至河南一線有南北向切變線存在；6日20：00，副熱帶高壓增強(qiáng)西進(jìn)，西脊點在120°E 附近，588 dagpm線北抬至江蘇省南部地區(qū)，500 hPa槽線略有西退，臺風(fēng)“蘇迪羅”沿副高外圍引導(dǎo)氣流向西北方向移動，中低層切變線位置變化較?。?日08：00，西風(fēng)槽東移北抬，副高增強(qiáng)西進(jìn)，西脊點延伸至112°E附近, 588 dagpm線北抬至連云港市附近，呈經(jīng)向型分布，連云港市處于副高外圍的西南氣流控制下，有利于暖濕氣流的輸送，臺風(fēng)“蘇迪羅”仍維持西北方向移動。7日08：00，700和850 hPa切變線少動，且和西風(fēng)槽位置基本重合，925 hPa在連云港市附近有南北向切變線存在，連云港市處于切變線暖區(qū)一側(cè)，高低空為一致的西南風(fēng)。副熱帶高壓外圍的西南暖濕氣流輸送動量、熱量和水汽，遇有冷空氣、切變線等輻合抬升，容易產(chǎn)生強(qiáng)對流性天氣過程。

2不穩(wěn)定度分析

2.1假相當(dāng)位溫8月7日08：00 700、850、925 hPaθse分布圖上(圖1b~d)，在魯南至蘇北交界處均有假相當(dāng)位溫高值中心存在，且850和925 hPaθse值均大于70 ℃，表明低層有能量積聚。由低層至高層假相當(dāng)位溫隨高度遞減(圖1)，表明大氣層結(jié)不穩(wěn)定。

2.2探空指數(shù)從8月7日08：00徐州、射陽兩站探空圖可以發(fā)現(xiàn)，兩地濕層較薄，但有較明顯的上干冷、下暖濕特征，有一定的垂直風(fēng)切變，但不是很大。連云港市上游徐州站沙氏指數(shù)SI及K指數(shù)條件較好，SI指數(shù)<-1 ℃，K指數(shù)>35 ℃；下游射陽站沙氏指數(shù)SI及K指數(shù)條件較差，SI指數(shù)>0 ℃，K指數(shù)<20 ℃；14：00射陽站上干冷、下暖濕特征更加明顯，K指數(shù)=27 ℃，SI指數(shù)<-2 ℃，CAPE=4 022.4 J/kg,K指數(shù)明顯增大，沙氏指數(shù)SI由正變負(fù)，CAPE值增大一倍，不穩(wěn)定條件明顯增強(qiáng)。K指數(shù)在此次過程中未達(dá)到8月平均值(K指數(shù)>32 ℃)，對此次強(qiáng)對流過程指示意義不強(qiáng)。

3中尺度分析

雷達(dá)資料是監(jiān)測和分析中小尺度系統(tǒng)活動的有效工具，是短期預(yù)報的重要工具。8月7日14：00左右贛榆區(qū)塔山鎮(zhèn)有強(qiáng)對流單體出現(xiàn)且發(fā)展旺盛，當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)較強(qiáng)降水；15:50連云港市有帶狀回波產(chǎn)生且逐漸發(fā)展；17：00左右回波強(qiáng)度在50 dBz左右(圖2)，穩(wěn)定少動，導(dǎo)致強(qiáng)降水持續(xù)發(fā)生；17：00左右基本速度圖上(圖2a),零速度線呈“S”型，表明風(fēng)隨高度順時針旋轉(zhuǎn)，有暖平流；且負(fù)速度區(qū)面積大于正速度區(qū)面積，流入氣流大于流出氣流，故存在風(fēng)速的輻合；低層輻合有利于上升運動，持久而強(qiáng)盛的上升運動是暴雨產(chǎn)生的一個重要因素。帶狀回波的分布與925 hPa切變線(圖3b)和地面輻合線(圖3a)的位置相對應(yīng)，由此可知此次強(qiáng)對流降水天氣過程的觸發(fā)機(jī)制為邊界層輻合線。

4風(fēng)廓線產(chǎn)品分析

從圖4可以看出，7日17：00之前地面到高空為東南到南風(fēng)，整層為暖濕氣流，17：00之后由低層開始逐漸轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，表明有冷空氣侵入，強(qiáng)降水過程開始。當(dāng)上下層為一致的東北氣流時，降水趨于結(jié)束。

5數(shù)值模擬檢驗

以8月6日20：00為起報場，各家數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對7日08：00~20：00降水量級及降水落區(qū)的預(yù)報(圖5)可以看出，EC、GFS以及GFS集合預(yù)報為全市小雨天氣，降水量在0.1~5.0 mm；T639、日本模式以及中央集成降水預(yù)報為小到中雨，降水量在5~15 mm。通過模式預(yù)報與實況對比發(fā)現(xiàn)，各家數(shù)值預(yù)報均預(yù)報出了此次降水天氣過程，但在降水量級上偏小，降水落區(qū)與實況差距較小。絕大多數(shù)數(shù)值預(yù)報模式對穩(wěn)定性降水的模擬能力優(yōu)于對流性降水，對流越強(qiáng)烈，模式的模擬能力越弱，效果越差。針對此類強(qiáng)對流天氣，不能依賴數(shù)值預(yù)報，數(shù)值預(yù)報可以給短期預(yù)報提供較好的指示作用，但不可以過度依賴于數(shù)值預(yù)報的預(yù)報結(jié)果。

6結(jié)論

(1)此次強(qiáng)對流天氣過程發(fā)生在副高西伸北抬、高空槽東移的大尺度環(huán)流背景中，為此次暴雨的發(fā)生提供了有利的背景場。

(2)925 hPa切變線和地面輻合線是觸發(fā)此次強(qiáng)對流暴雨的主要因素，在今后預(yù)報中應(yīng)關(guān)注邊界層內(nèi)的系統(tǒng)，對強(qiáng)對流天氣有重要指示意義。

(3)回波強(qiáng)度在50 dBz且穩(wěn)定少動；風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)有暖平流，低層風(fēng)速輻合有利于上升運動維持發(fā)展；強(qiáng)降水階段有冷空氣侵入。

(4)從數(shù)值預(yù)報的分析來看，各家數(shù)值預(yù)報均能較好地

預(yù)報出降水發(fā)生，但在降水量級上存在偏差。數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對不穩(wěn)定降水預(yù)報效果較差。

參考文獻(xiàn)

[1] 段昌輝,吳語華.咸陽市一次強(qiáng)對流暴雨天氣分析[J].陜西氣象,2005(2):8-11.

[2] 劉金平,楊榮珍.石家莊市一次強(qiáng)對流暴雨天氣分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(35):20213-20216.

[3] 李志楠,李廷福.北京地區(qū)一次強(qiáng)對流大暴雨的環(huán)境條件及動力觸發(fā)機(jī)制分析[J].應(yīng)用氣象學(xué)報,2000,11(3):304-311.

[4] 聶晶鑫,陸曉靜,李蓉.寧夏一次短時暴雨天氣的跟蹤預(yù)報分析[J].干旱氣象,2009,27(2):185-189.

[5] 張輝,李金云,羅斌祥，等.“8.17”安寧局部地區(qū)暴雨天氣分析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2012,18(12):223-224.

[6] 諶志剛,張維,王婷，等.“2010.5.22~23”廣東強(qiáng)對流綜合分析[J].廣東氣象,2011,33(4):12-15.

收稿日期2015-10-26

作者簡介郝玲(1983- )，女，天津人，助理工程師，碩士，從事天氣預(yù)報與農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)工作。

中圖分類號S 161.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2015)33-344-03