黑龍江省一次區(qū)域性暴雨的異常因子分析

張?jiān)?張宇

(黑龍江省氣象臺(tái),黑龍江哈爾濱150030)

黑龍江省一次區(qū)域性暴雨的異常因子分析

張?jiān)?張宇

(黑龍江省氣象臺(tái),黑龍江哈爾濱150030)

本文對(duì)2013年8月12日黑龍江省的一次區(qū)域性暴雨天氣過程進(jìn)行分析，使用相對(duì)閾值定義本次暴雨具有異常性。異常偏強(qiáng)的低渦和暖脊為降水提供了強(qiáng)盛的動(dòng)力抬升條件。異常偏強(qiáng)的西太平洋副熱帶高壓配合低層強(qiáng)大的西南風(fēng)急流，同時(shí)南海附近有臺(tái)風(fēng)，為黑龍江地區(qū)輸送了充足的水汽。低層暖脊異常偏強(qiáng)，使得黑龍江地區(qū)積累了大量不穩(wěn)定能量。在這些條件的共同作用下，形成了本次異常暴雨天氣過程。

暴雨;異常;標(biāo)準(zhǔn)差

1 引言

黑龍江省大范圍暴雨多發(fā)生在黑龍江省7月中下旬至8月上中旬[1]，各地氣象學(xué)者對(duì)東北地區(qū)的暴雨做了許多研究[2-6]。2013年8月發(fā)生一次罕見的區(qū)域性暴雨天氣過程。受本次暴雨過程影響，綏北鐵路線扎音河至海倫段，突發(fā)洪水，路基沖毀，一列貨物列車脫線，所幸無人員傷亡。同時(shí)，受暴雨影響，部分農(nóng)田被淹，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。有學(xué)者[7-8]用相對(duì)閾值定義極端事件，把相對(duì)于本站的大于95百分位的降水過程定義為異常降水。本次暴雨中心的三個(gè)測(cè)站：海倫、綏棱、明水，24 h累計(jì)降水量均超過99百分位的降水量，并且三個(gè)測(cè)站是相鄰的。由此，考慮本次暴雨過程具有異常性。

本文重點(diǎn)分析主要有利于這次罕見暴雨天氣發(fā)生的、異常的大氣環(huán)流和物理量影響因素。在本文分析過程中使用實(shí)況觀測(cè)資料和NCEP1°×1°資料，計(jì)算氣候平均值使用資料年限是1981-2010年，并采用21 d滑動(dòng)平均方法計(jì)算氣候平均值，分析中使用的日高度、氣壓、風(fēng)等各種要素量值是每天02時(shí)、08時(shí)、14時(shí)和20時(shí)的平均值。本文分析異常程度主要使用距平和標(biāo)準(zhǔn)差（σ）等統(tǒng)計(jì)量。

2 天氣實(shí)況

2013年08月12日，黑龍江省出現(xiàn)一次區(qū)域性暴雨天氣過程，暴雨中心位于綏化北部，24 h累計(jì)降水量分別為，海倫101 mm、綏棱102 mm、明水73 mm。從自動(dòng)站雨量可以看出，主要的降水時(shí)段集中在12日下午，最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在海倫的樂業(yè)，14-15時(shí)的小時(shí)雨量達(dá)到60.04 mm。

3 大尺度環(huán)流背景

2013年08月12日08時(shí)500 hPa形勢(shì)場(chǎng)可以看出，貝加爾湖東部有一低槽，黑龍江東部有一暖脊，降水區(qū)位于槽前脊后。副熱帶高壓（588）北伸點(diǎn)偏北位于41°N，有利于水汽輸送，同時(shí)臺(tái)風(fēng)“尤特”位于副高南側(cè)，提供了更好的水汽條件。

通過對(duì)2013年08月12日08時(shí)高空配合14時(shí)地面的中尺度分析，500 hPa高空冷槽位于內(nèi)蒙古地區(qū)東部，850 hPa和925 hPa暖式切變線位于黑龍江省西南地區(qū)，同時(shí)14時(shí)地面暖鋒已經(jīng)位于黑龍江省中部地區(qū)，輻合條件很好。200 hPa急流可以看出高層輻散。有利于形成雷暴。700 hPa、850 hPa、925 hPa有西南急流輸送水汽，在急流出口區(qū)有水汽輻合。雨區(qū)處于上干下濕，上冷下暖，有利于對(duì)流形成。

4 異常性分析

4.1 500hPa異常分析

500 hPa上，常年同期（8月12日）貝加爾湖東部存在低槽，低渦強(qiáng)度很強(qiáng)，在距平場(chǎng)上中心強(qiáng)度比常年同期低6 hPa，但其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化異常為－1σ倍，沒有達(dá)到異常指標(biāo)。西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化異常為4σ倍，中心偏強(qiáng)，500 hPa等壓面的588線位置偏北，有利于向黑龍江省輸送暖濕空氣。南海臺(tái)風(fēng)“尤特”中心值的標(biāo)準(zhǔn)化異常為－4σ倍，臺(tái)風(fēng)位于西太平洋副熱帶高壓外圍，沿著副熱帶高壓向黑龍江省輸送水汽。

4.2 850hPa異常分析

4.2.1 高度和溫度異常分析

850 hPa上，貝加爾湖東部低渦，其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化異常為－5σ倍，異常偏低。日本海附近高壓脊強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化異常為2σ倍，位置偏北，有利于向黑龍江省輸送暖濕空氣。南海臺(tái)風(fēng)“尤特”中心值的標(biāo)準(zhǔn)化異常為－3σ倍，臺(tái)風(fēng)位于西太平洋副熱帶高壓外圍，沿著副熱帶高壓向黑龍江省輸送水汽。850 hPa上，山東省和江蘇省交界處的暖中心，其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化異常為6σ倍。黑龍江省南部溫度的標(biāo)準(zhǔn)化異常普遍大于3σ倍，異常偏高。強(qiáng)大的暖脊為黑龍江省南部地區(qū)積累了大量的不穩(wěn)定能量，有利于雷暴天氣的發(fā)生和發(fā)展。

4.2.2 比濕異常分析

850 hPa上，＞12 g/kg的比濕值的中心位于吉林省，黑龍江省比濕值位于8－12 g/kg之間，屬于濕區(qū)。自渤海向東北地區(qū)比濕的標(biāo)準(zhǔn)化異常均＞3σ倍，黑龍江省西部地區(qū)比濕的標(biāo)準(zhǔn)化異常＞6σ倍?？梢姡邶埥∥鞑康貐^(qū)比濕異常偏高，自渤海向黑龍江省有明顯的水汽輸送帶，為降水提供了良好的水汽條件。4.2.3u、v風(fēng)場(chǎng)異常分析

850 hPa上，遼寧省、吉林省和黑龍江省南部均有＞8 m/s的西風(fēng)，黑龍江省北部地區(qū)為東風(fēng)，在黑龍江省中部地區(qū)存在東西風(fēng)輻合帶。遼寧省、吉林省和黑龍江省南部西風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)化異常＞3σ倍，渤海北部西風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)化異常為7σ倍，東北地區(qū)西風(fēng)偏強(qiáng)。華北、東北地區(qū)有＞4 m/s的南風(fēng)，其標(biāo)準(zhǔn)化異常＞3σ倍，均有異常偏強(qiáng)的南風(fēng)。黑龍江省北部有＞8 m/s的南風(fēng)，其標(biāo)準(zhǔn)化異常＞8σ倍。在東北地區(qū)，存在異常偏強(qiáng)的西風(fēng)分量和南風(fēng)分量，這就形成了異常偏強(qiáng)的西南風(fēng)急流，為黑龍江省提供了水汽條件和風(fēng)場(chǎng)輻合，有利于出現(xiàn)暴雨。

4.3 925hPa異常分析

925 hPa上，貝加爾湖東部低渦中心強(qiáng)度為64 gpm，其標(biāo)準(zhǔn)化異常為－6σ倍，黑龍江西部在低渦影響范圍內(nèi)，且黑龍江西部的標(biāo)準(zhǔn)化異常＜－3σ倍，異常偏低，為黑龍江的降水提供了動(dòng)力條件。

925 hPa上，山東省和江蘇省交界處的暖中心，其溫度的標(biāo)準(zhǔn)化異常為7σ倍。黑龍江省南部溫度的標(biāo)準(zhǔn)化異常普遍＞3σ倍，異常偏高。低層強(qiáng)盛的暖空氣，有利于對(duì)流天氣出現(xiàn)。

925 hPa上，遼寧省、吉林省和黑龍江省南部均有＞4 m/s的西風(fēng)，黑龍江省北部地區(qū)為東風(fēng)，在黑龍江省中部地區(qū)存在東西風(fēng)的輻合帶。遼寧省、吉林省和黑龍江省南部西風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)化異常＞3σ倍，渤海北部西風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)化異常為6σ倍，東北地區(qū)西風(fēng)偏強(qiáng)。華北、東北地區(qū)有＞4 m/s的南風(fēng)，其標(biāo)準(zhǔn)化異常＞4σ倍，均有異常偏強(qiáng)的南風(fēng)。黑龍江省西部有＞8 m/s的南風(fēng)，其標(biāo)準(zhǔn)化異常＞7σ倍。在東北地區(qū)，存在異常偏強(qiáng)的西風(fēng)分量和南風(fēng)分量，這就形成了異常偏強(qiáng)的西南風(fēng)急流，為黑龍江省提供了水汽條件和風(fēng)場(chǎng)輻合，有利于出現(xiàn)暴雨。

4.4 200hPa異常分析

黑龍江處于200 hPa脊區(qū)中，鄂霍次克海附近高度的標(biāo)準(zhǔn)化異常為3σ倍，異常偏強(qiáng)，高層有強(qiáng)烈的輻散，有利于加強(qiáng)低層輻合。

5 結(jié)論

綜合以上各異常因子的分析，在高度場(chǎng)上，各層低渦均異常偏低，且隨著高度降低高度的標(biāo)準(zhǔn)化距平越大，為降水提供了動(dòng)力作用。位于鄂霍次克海到東北地區(qū)的高壓脊，各層中均偏強(qiáng)，對(duì)低渦的東移有一定阻擋作用，使降水持續(xù)時(shí)間較長。南海臺(tái)風(fēng)的水汽隨著副高輸送到黑龍江省。

（1）本次降水，高空低槽配合地面暖鋒，在黑龍江省中部地區(qū)出現(xiàn)一次區(qū)域性暴雨。

（2）500 hPa上西太平洋副熱帶高壓中心異常偏高，其外圍有臺(tái)風(fēng)，有利于水汽的輸送。

（3）850 hPa和925 hPa上貝加爾湖東部低渦異常偏低，日本海附近高脊異常偏高，為暴雨提供了強(qiáng)盛的上升氣流。同時(shí)配合異常偏高的暖空氣，使黑龍江省南部地區(qū)積累了大量的不穩(wěn)定能量，有利于雷暴天氣的發(fā)生和發(fā)展。

(4)850 hPa黑龍江南部地區(qū)比濕異常偏高，為降水提供了充足的水汽條件。

(5)850 hPa和925 hPa上黑龍江省有異常偏強(qiáng)的西風(fēng)分量和南風(fēng)分量，形成了異常偏強(qiáng)的西南風(fēng)急流，為黑龍江省提供了水汽條件和風(fēng)場(chǎng)輻合，有利于出現(xiàn)暴雨。

[1]景學(xué)義,方麗娟,郭家林,等.黑龍江省暴雨的特征及天氣學(xué)分類[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2005,1:53-58.

[2]孫力,安剛.1998年松嫩流域東北冷渦大暴雨過程的診斷分析[J].大氣科學(xué),2001,25(3):342-354.

[3]黃泓,張銘.一次東北暴雨的診斷分析[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,5(5):33-37.

[4]張繼權(quán),張會(huì),韓俊山.東北地區(qū)建國以來洪澇災(zāi)害時(shí)空分布規(guī)律研究[J].東北師范大學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2006,38(1):126-130.

[5]劉實(shí),朱其文.1995年吉林省異常旱澇的影響因子分析[J].吉林氣象,1996,(1):11-13.

[6]許秀紅,王承偉,石定撲,等.1998年盛夏嫩江、松花江流域暴雨過程中尺度雨團(tuán)特征[J].氣象,2000,26 (10):35-40.

[7]L.V.Alexander,X.Zhang,T.C.Peterson,etal.Global observed changes in daily climate extremes of temperatureandprecipitation[J].J.Geophys.Res.2006,111. D05109.

[8]M.Beniston,D.B.Stephenson,O.B.Christensen, et al.Future extreme events in European climate:an exploration of regional climate model projections[J]. Climatic Change,2007,81,71-95.

Abnormal factors analysis of a regional rainstorm in Heilongjiang province

ZHANG Yue,ZHANG Yu
(Meteorological observatory of Heilongjiang province,Heilongjiang Harbin 150030)

A regional heavy rain weather process in Heilongjiang province happened on August 12,2013 is analyzed,and the relative threshold value is used to define the anomaly.Unusually strong Western Pacific subtropical high pressure with strong southwest jet and the Typhoon near the South China Sea provide sufficient moisture to Heilongjiang province.The low layer warm ridge is anomaly strong,which accumulate a large number of unstable energy in Heilongjiang province.Under the combined action of these conditions,this abnormal rainstorm weather process has been formed.

Rainstorm；anomaly；standard deviation

P458.1+21.1

A

1002－252X(2016)04－0001－02

2016－9－1

張?jiān)拢?989-），女，黑龍江省雞西市人，成都信息工程大學(xué),本科生，助理工程師.