2012年博州夏季兩次降水天氣過(guò)程對(duì)比分析

吐莉尼沙,劉忠禮,買(mǎi)斯旦木

(1.博州氣象臺(tái),新疆博樂(lè) 833400；2.阿拉山口市氣象局；新疆阿拉山口 833418)

2012年博州夏季兩次降水天氣過(guò)程對(duì)比分析

吐莉尼沙1,劉忠禮1,買(mǎi)斯旦木2

(1.博州氣象臺(tái),新疆博樂(lè) 833400；2.阿拉山口市氣象局；新疆阿拉山口 833418)

利用常規(guī)氣象資料、NCEP1°×1°再分析資等對(duì)2012年7月13日和2012年8月2日新疆博州地區(qū)出現(xiàn)的兩次大降水天氣過(guò)程 (簡(jiǎn)稱(chēng) “7·13”過(guò)程、“8·2”過(guò)程,下同)從天氣實(shí)況、高空環(huán)流背景、影響系統(tǒng)以及物理量場(chǎng)等方面進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明：(1)“7·13”過(guò)程南亞高壓呈雙體型,“8·2”過(guò)程南亞高壓由東部型調(diào)整為西部型；(2)兩次過(guò)程阻塞高壓位置相差15個(gè)經(jīng)度左右,“7·13”過(guò)程的影響系統(tǒng)為西伯利亞大槽演變成的切變低渦,“8·2”過(guò)程的影響系統(tǒng)為烏拉爾大槽東移南下形成的低渦；(3)“7·13”過(guò)程低空急流弱,地面受橫向高壓帶底部控制,不利于大范圍降水發(fā)生,“8·2”過(guò)程的強(qiáng)低空急流和地面暖低壓被冷高壓替代的過(guò)程有利于大范圍強(qiáng)降水的發(fā)生；(4)相比 “7·13”過(guò)程,“8·2”過(guò)程上游地區(qū)散度的空間垂直結(jié)構(gòu)有利于博州地區(qū)上升運(yùn)動(dòng)維持和發(fā)展；(5)兩次過(guò)程的主要水汽源地均為中高緯地區(qū),但 “8·2”過(guò)程水汽輸送帶強(qiáng)度強(qiáng)且維持時(shí)間長(zhǎng),有利于產(chǎn)生大范圍強(qiáng)降水。

博州；夏季降水；南亞高壓；水汽通量；低空急流

新疆博爾塔拉蒙古自治州 (簡(jiǎn)稱(chēng)博州,下同)位于新疆西部地區(qū)(79°53′E～83°53′E,44° 02′N(xiāo)～45°23′N(xiāo))′,屬于大陸性干旱半荒漠和荒漠氣候,夏季高溫少雨,因此對(duì)強(qiáng)降水過(guò)程的準(zhǔn)確預(yù)報(bào),不僅能夠節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力,又能為氣象部門(mén)開(kāi)展人工增雨作業(yè)提供充裕的準(zhǔn)備時(shí)間。本文利用常規(guī)氣象資料及NCEP1° ×1°格點(diǎn)資料,對(duì)2012年博州地區(qū)夏季兩次強(qiáng)降水過(guò)程的主要環(huán)流特征與物理量場(chǎng)進(jìn)行了比較全面的對(duì)比分析,以期為博州的降水預(yù)報(bào)提供有意義的預(yù)報(bào)思路和參考。

1 天氣實(shí)況對(duì)比分析

2012年7月13日和8月2日,新疆博州出現(xiàn)了兩次大降水過(guò)程,溫泉站在兩次降水過(guò)程中均達(dá)到大到暴雨量級(jí)[1](新疆大到暴雨標(biāo)準(zhǔn)為24h累積降水量為9.1～18.0mm),兩次過(guò)程24h累積降水量分別為16.1mm和15.9mm。7月13日降水過(guò)程(簡(jiǎn)稱(chēng)“7·13”過(guò)程,下同)博樂(lè)市降水量為12.2mm,阿拉山口站和精河站無(wú)降水；8月2日降水過(guò)程(簡(jiǎn)稱(chēng)“8·2”過(guò)程,下同),博樂(lè)市降水量為6.7mm,精河站13.0mm,阿拉山口站5.5mm?！?·13”過(guò)程降水范圍小,主要集中在博樂(lè)及以西地區(qū),具有降水時(shí)間集中,降水強(qiáng)度大的特點(diǎn),屬于局地短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程；“8·2”過(guò)程降水范圍廣,其中博州四個(gè)氣象站的過(guò)程降水量均達(dá)到中雨或以上量級(jí),強(qiáng)降水區(qū)主要位于溫泉—博州南部山區(qū)—精河一帶,屬于區(qū)域性大降水過(guò)程。

2 環(huán)流形勢(shì)及影響系統(tǒng)對(duì)比分析

2.1 200hPa環(huán)流背景

“7·13”過(guò)程中,南亞高壓[2-4]呈雙體型分布。7月10日南亞高壓呈帶狀分布,兩個(gè)中心分別位于青藏高原和伊朗高原上空。11日位于青藏高原的高壓中心略有南壓,位于伊朗高原上空的高壓中心略有北抬,有利于高空脊發(fā)展北伸,脊前西北氣流增強(qiáng),推動(dòng)中緯度巴爾喀什湖地區(qū)低渦東移,青藏高原高壓中心的抵擋作用,不利于冷空氣大范圍南下。12日20：00南壓高壓中心達(dá)到最強(qiáng)(圖1a),并持續(xù)至天氣過(guò)程結(jié)束。“8· 2”過(guò)程中,南亞高壓呈東西振蕩。7月31日,南亞高壓中心位于青藏高原,屬于東部型,8月1日,南亞高壓中心西移,由東部型向西部型轉(zhuǎn)換。2日天氣發(fā)生時(shí),南壓高壓脊線(xiàn)與影響博州的低槽中心位于相同經(jīng)度(圖1b),南亞高壓整體西移有利于推動(dòng)低渦東移南下,大范圍影響博州,“8·2”過(guò)程后,南亞高壓中心位置迅速西移至伊朗高原上。南亞高壓的東西振蕩推動(dòng)低渦東移南下,有利于博州地區(qū)產(chǎn)生大范圍強(qiáng)降水。

圖1 2012年博州兩次降水過(guò)程200hPa高度場(chǎng)(單位為dagpm；a2012-07-12T20；b2012-08-02T20)

2.2 500hPa影響系統(tǒng)

兩次天氣過(guò)程,500hPa天氣圖上均存在阻塞高壓?！?·13”過(guò)程的阻塞高壓位于烏拉爾山地區(qū),“8·2”過(guò)程的阻塞高壓位于烏拉爾山以西的歐洲地區(qū),高壓脊線(xiàn)相距15個(gè)經(jīng)度左右。7月10日20時(shí)500hPa天氣圖上,烏拉爾山地區(qū)為阻塞高壓,巴爾喀什湖以北地區(qū)為東北—西南走向的長(zhǎng)波槽,受阻塞高壓東側(cè)的偏北氣流南下影響,11日(圖2a)烏拉爾山地區(qū)長(zhǎng)波槽南段切斷成低渦影響博州?！?·2”過(guò)程中,31日08時(shí)500hPa天氣圖上(圖2b)烏拉爾山以西歐洲地區(qū)為阻塞高壓,烏拉爾山地區(qū)為南—北走向的長(zhǎng)波槽,槽的徑向度達(dá)20個(gè)緯度以上,受歐洲阻塞高壓脊前西北氣流的引導(dǎo)作用,烏拉爾大槽南壓形成低渦,低渦東移南下影響博州。

圖2 2012年博州兩次降水過(guò)程500hPa高度場(chǎng)(單位為dagpm；a2012-07-11T08；b2012-07-31T08)

2.3 700hPa低空急流

“7·13”過(guò)程中低空急流不明顯,10日20時(shí)(圖3a)博州上游出現(xiàn)18m/s的偏西風(fēng),有風(fēng)速的弱輻合,12、13日風(fēng)速明顯減小,輻合較弱?！?·2”過(guò)程中低空急流明顯,1日08時(shí)(圖3b)博州上游出現(xiàn)16m/s的西南風(fēng),20時(shí)風(fēng)速增大至20m/s,且有風(fēng)向、風(fēng)速輻合。2日08時(shí)風(fēng)速繼續(xù)維持,西南風(fēng)攜帶的水汽為博州地區(qū)提供了水汽補(bǔ)充,使水汽在博州上空輻合, 20時(shí)輻合減弱消失,降水結(jié)束。因此博州上游風(fēng)向、風(fēng)速輻合的強(qiáng)弱、持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)博州地區(qū)降水范圍、強(qiáng)度均有一定程度影響。

圖3 2012年博州兩次降水過(guò)程700hPa風(fēng)場(chǎng)(陰影區(qū)≥12m/s；a2012-07-10T20；b2012-08-01T20)

2.4 地面形勢(shì)

7月12日08時(shí),東歐—西西伯利亞為一橫向高壓帶,博州處于高壓帶底部偏東位置 (圖4a)。12日20時(shí),橫向高壓帶轉(zhuǎn)豎,其南段在中亞地區(qū)分裂向東北移動(dòng)的小高壓,在博州上游國(guó)境線(xiàn)附近形成地面冷鋒,冷鋒東移影響博州。13日20時(shí),高壓帶減弱且移向其東北方向,降水結(jié)束?！?·2”降雨過(guò)程發(fā)生在西西伯利亞暖低壓(圖4b)被西歐冷高壓削弱和替代中,即冷暖氣團(tuán)交替過(guò)程中。由此可見(jiàn),降水發(fā)生前位于博州地區(qū)的暖低壓有利于能量聚集,增加水汽含量,有利于大范圍降水天氣的發(fā)生。

圖4 2012年博州兩次降水過(guò)程海平面氣壓場(chǎng)(單位為hPa；a2012-07-12T08；b2012-08-01T20)

3 物理量場(chǎng)診斷對(duì)比分析

3.1 散度

“7·13”過(guò)程中,7月12日20時(shí)沿45°N的散度垂直剖面圖(圖5a)上,博州西部地區(qū),從地面至700hPa為輻合區(qū),700～400hPa為輻散區(qū),可見(jiàn)低層輻合、中高層輻散的散度結(jié)構(gòu)有利于博州地區(qū)上空運(yùn)動(dòng)的發(fā)展[5]。

8月1日20時(shí)(圖5b),博州西部地區(qū)從地面至850hPa為輻合,800～500hPa為輻散,輻合中心與輻散中心均處于700hPa以下；400～300hPa為輻合區(qū),200～100hPa為輻散區(qū)(圖5b),可見(jiàn)博州地區(qū)上空散度空間分布為雙層輻合輻散結(jié)構(gòu),有利于博州地區(qū)上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展、維持,產(chǎn)生博州大范圍、長(zhǎng)時(shí)間降水。

圖5 2012年博州兩次降水過(guò)程沿45°N散度垂直剖面(單位為s-1；a2012-07-12T20；b2012-08-01T20)

3.2 水汽通量

水汽通量是表示水汽輸送強(qiáng)度的物理量,代表著水汽輸送的大小和方向[6-7]。從兩次過(guò)程降水開(kāi)始前后及最大降水量出現(xiàn)時(shí)700hPa水汽通量與風(fēng)場(chǎng) (圖6)可以看出,兩次過(guò)程的主要水汽來(lái)源地均為中高緯地區(qū)。不同點(diǎn)為北方水汽輸送的強(qiáng)度及水汽向南輸送的程度不同?！?·2”過(guò)程中北方的水汽輸送帶南伸至40°N左右,且水汽通量強(qiáng)度明顯大于“7·13”過(guò)程；“8·2”過(guò)程博州地區(qū)上游西南風(fēng)強(qiáng)度明顯強(qiáng)于 “7·13”過(guò)程,并維持至2日降水結(jié)束,對(duì)比可知強(qiáng)西南風(fēng)的長(zhǎng)時(shí)間維持,有利于輸送水汽至博州地區(qū),產(chǎn)生大范圍降水。

圖6 2012年博州兩次降水過(guò)程700hPa水汽通量(陰影區(qū)；單位為g/(hPa·m·s)及風(fēng)場(chǎng)(單位為m/s；a2012-07-13T08；b2012-08-02T08)

4 小結(jié)

(1)“7·13”過(guò)程中南亞高壓呈雙體型分布；“8·2”過(guò)程中南亞高壓由東部型轉(zhuǎn)換為西部型。兩次過(guò)程均有阻塞高壓且阻塞高壓的位置相差15個(gè)經(jīng)度左右；“7·13”過(guò)程的影響系統(tǒng)為西伯利亞大槽切斷成的低渦；“8·2”過(guò)程為烏拉爾大槽東南下形成的中亞低渦。

(2)“8·2”過(guò)程強(qiáng)的低空急流和明顯的風(fēng)向風(fēng)速上輻合,有利于水汽輸送和聚集,地面形勢(shì)為冷氣團(tuán)替代暖氣團(tuán)的過(guò)程；而 “7·13”過(guò)程是冷高壓在博州北側(cè)以不斷分裂小高壓的形式來(lái)影響博州地區(qū),降水前期博州地區(qū)沒(méi)有暖低壓控制。

(3)相對(duì)于“7·13”過(guò)程,“8·2”過(guò)程博州上游地區(qū)低空輻合、高空強(qiáng)輻的垂直空間結(jié)構(gòu),有利于上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展,隨系統(tǒng)東移,有利于博州上空上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和維持,產(chǎn)生大范圍、長(zhǎng)時(shí)間降水。兩次過(guò)程的主要水汽來(lái)源地都是中高緯地區(qū),但 “8·2”過(guò)程水汽輸送帶強(qiáng)度強(qiáng)且維持時(shí)間長(zhǎng),有利于產(chǎn)生大范圍的強(qiáng)降水。

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P458

A

吐莉尼沙,買(mǎi)斯旦木.2012年博州夏季兩次降水天氣過(guò)程對(duì)比分析[J].陜西氣象,2015(2)：7-11.

1006-4354(2015)02-0007-05

2014-12-17

吐莉尼沙(1986—),女,維吾爾族,新疆博樂(lè)人,學(xué)士,助理工程師,主要從事短期天氣預(yù)報(bào)及研究工作。