2016年7月30日三門峽市強(qiáng)對(duì)流天氣過程診斷分析

摘 要：利用常規(guī)天氣資料、多普勒天氣雷達(dá)回波資料等，對(duì)2016年7月30日河南省三門峽市的強(qiáng)對(duì)流天氣過程進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明，此次強(qiáng)對(duì)流天氣過程是一次典型的副高邊緣型強(qiáng)對(duì)流天氣過程，前期的高溫高濕、顯著的不穩(wěn)定層結(jié)、充足的水汽條件以及強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)最終導(dǎo)致此次強(qiáng)對(duì)流天氣過程的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對(duì)流天氣；副熱帶高壓；多普勒天氣雷達(dá)；不穩(wěn)定層結(jié)

中圖分類號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）01-0154-04

Diagnosis and Analysis of Strong Convetive Weather in

Sanmenxia in July 30， 2016

JIANG Shan

（Sanmenxia Meteorological Bureau，Sanmenxia Henan 472000）

Abstract： The severe convective weather processes in Sanmenxia， Henan province in July 30， 2016 were diagnosed and analyzed by using conventional weather data and Doppler weather radar echo data. The results showed that the severe convective weather process was a typical subtropical high edge severe convective weather process. The early stage of high temperature and humidity， significant unstable stratification， sufficient water vapor conditions and strong upward motion in the early stage eventually led to the severe convective weather process.

Keywords： strong convective weather；subtropical high；Doppler weather radar；unstable stratification

2016年7月30日，河南省三門峽市部分地區(qū)出現(xiàn)暴雨、短時(shí)大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。三門峽市位于丘陵地帶，復(fù)雜的山地地形導(dǎo)致強(qiáng)對(duì)流天氣易發(fā)、頻發(fā)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。國(guó)內(nèi)外相關(guān)專家對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展已經(jīng)做了大量的研究，例如，孫淑清[1]等指出天氣尺度形勢(shì)對(duì)中尺度環(huán)流的起源和發(fā)展起控制作用；行星尺度、天氣尺度和中小尺度系統(tǒng)的共同作用造成了持續(xù)性的暴雨過程；地形經(jīng)常會(huì)引起降水強(qiáng)度和地區(qū)的改變[2]；山地地區(qū)的強(qiáng)對(duì)流天氣過程有著突發(fā)性、復(fù)雜性與獨(dú)特性[3]，值得做局地的進(jìn)一步個(gè)例分析與歸納。本次強(qiáng)對(duì)流天氣過程是一次較為典型的副高邊緣型強(qiáng)對(duì)流天氣過程[4]，副高邊緣型強(qiáng)對(duì)流天氣過程最易出現(xiàn)對(duì)流性暴雨天氣，但是此次過程亦伴隨有冰雹、短時(shí)大風(fēng)等其他類型的強(qiáng)對(duì)流天氣，是一次混合型強(qiáng)對(duì)流天氣過程。

1 高空天氣形勢(shì)分析

1.1 500hPa形勢(shì)演變分析

從7月28日08：00至30日20：00 500hPa實(shí)況場(chǎng)（見圖1）來(lái)看，588dagpm線有明顯的北伸西進(jìn)趨勢(shì)。28日20：00 588dagpm線位于河南省東南部，29日08：00略有北抬，副高已經(jīng)覆蓋河南省東南部，29日20：00 588dagpm線北抬至三門峽市附近，30日08：00 588dagpm線已經(jīng)到達(dá)山西、陜西兩省境內(nèi)。三門峽市位于典型的副高邊緣，受副高脊后西南氣流控制，屬于副高邊緣型強(qiáng)對(duì)流天氣，低層因副高影響為高溫高濕的環(huán)境背景場(chǎng)，同時(shí)因水汽充沛極易出現(xiàn)強(qiáng)降雨。而從亞歐大陸大的環(huán)流背景場(chǎng)上看，亞歐大陸為特征明顯的兩槽一脊環(huán)流形勢(shì)（圖略）。西部巴爾喀什湖北側(cè)有穩(wěn)定少動(dòng)的閉合低壓穩(wěn)定存在，東部黑龍江省北側(cè)有緩慢東移的低渦存在，中部貝加爾湖上空為兩槽中間的高壓脊。貝湖南側(cè)受巴爾喀什湖南側(cè)延伸出的低槽傳導(dǎo)影響，亦生成低槽向東南方向活動(dòng)，30日08：00低槽位于內(nèi)蒙古二連浩特至山西大同一線。從溫度場(chǎng)上看，溫度槽脊落后于高度槽脊，槽后的冷平流是造成對(duì)流性不穩(wěn)定的重要原因。同時(shí)，在內(nèi)蒙古中部上空存在一個(gè)明顯冷中心，中高層的冷中心疊加于低層暖濕氣流之上，極易出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣過程。

1.2 700hPa和850hPa形勢(shì)演變分析

從低層700hPa和850hPa上看，從29日20：00至30日08：00，700hPa和850hPa上切變線逐漸北移并穩(wěn)定存在，兩層的切變線分別位于山西省南部和河南省南部（見圖2）。三門峽市北側(cè)存在風(fēng)速風(fēng)向的輻合，在有利于低層上升運(yùn)動(dòng)發(fā)生發(fā)展的同時(shí)，切變線還引導(dǎo)了低空西南急流在其右側(cè)匯集，造成三門峽市附近的局地水汽堆積。綜上所述，低層穩(wěn)定少動(dòng)的切變線良好的位置是強(qiáng)對(duì)流天氣過程產(chǎn)生的重要有利條件。

2 數(shù)值產(chǎn)品分析與檢驗(yàn)

2.1 動(dòng)力條件分析

從7月30日08：00各高度層散度圖（見圖3）可以看出，陜西省東南部到河南省西部從低層到高層基本呈現(xiàn)強(qiáng)輻合逐漸轉(zhuǎn)向輻散的態(tài)勢(shì)。這樣的垂直散度分布有利于出現(xiàn)垂直方向上的氣流上升運(yùn)動(dòng)，即抽吸作用。三門峽市所在區(qū)域在高空500hPa存在明顯的輻散中心，散度值大于4×10-6/S，低層700hPa和850hPa散度逐漸減小，開始出現(xiàn)輻合態(tài)勢(shì)，散度值大約為-1×10-6/S。表明在強(qiáng)對(duì)流天氣開始前，陜西省東南部至河南省西部高低空整層都有非常強(qiáng)烈的低層輻合高層輻散的上升運(yùn)動(dòng)，這不僅有利于局地水汽在垂直方向的迅速累積，而且有利于云層雨滴云滴的迅速發(fā)展增長(zhǎng)。

從7月30日08：00至14：00三門峽市東西向的渦度空間剖面圖（見圖4和圖5）可以看出，08：00近地面層和高層為正渦度，700hPa附近為負(fù)渦度，表明高層和近地面層已經(jīng)有氣流的輻合作用產(chǎn)生。到14：00，高層已經(jīng)全部轉(zhuǎn)為負(fù)渦度區(qū)，即中高層轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)烈的輻散運(yùn)動(dòng)區(qū)，渦度場(chǎng)與散度場(chǎng)的良好配置，表明了此次強(qiáng)對(duì)流天氣過程的產(chǎn)生有著良好的動(dòng)力基礎(chǔ)，這也是強(qiáng)對(duì)流天氣過程尤其是冰雹產(chǎn)生的必要條件。

2.2 水汽條件分析

從850hPa比濕場(chǎng)來(lái)看，從29日20：00[見圖6（a）]到30日08：00[見圖6（b）]，三門峽地區(qū)的比濕由12～14g/kg逐漸增加至大于16g/kg。這表明局地水汽隨時(shí)間推移外圍輸送逐漸積累，同時(shí)濕層也非常深厚。深厚的濕層有利于長(zhǎng)時(shí)間及大量級(jí)的降水過程產(chǎn)生，但是，因?yàn)樵茖又袝?huì)有大量水汽凝聚，隨機(jī)碰并形成雨滴而降落，產(chǎn)生一定的下沉運(yùn)動(dòng)，因此之后可能會(huì)對(duì)上升運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步發(fā)展起到一些阻礙作用。所以，這為局地強(qiáng)降水及其伴隨的局地大風(fēng)的產(chǎn)生和維持以及水汽的垂直輸送均提供了必要條件，但是對(duì)于冰雹的出現(xiàn)會(huì)有一定的不利影響。

2.3 探空資料分析

探空?qǐng)D上，因?yàn)槿T峽市本地站點(diǎn)的探空?qǐng)D資料缺失，選取其北部的具有代表性的太原站（53772）30日08：00探空資料進(jìn)行分析。探空資料顯示（見圖7），08：00太原站為明顯的不穩(wěn)定層結(jié)，“下濕上干”，低層存在較為淺薄的逆溫層，CAPE值非常大，約為1 310.3J/kg，同時(shí)對(duì)流抑制能量幾乎為0。另外，從低層到高層的風(fēng)場(chǎng)由南風(fēng)轉(zhuǎn)為西風(fēng)，有暖平流的存在，并侵入了高層的冷平流中，導(dǎo)致層結(jié)不穩(wěn)定加強(qiáng)。此外，從1 000hPa直到700hPa高空，探空資料顯示當(dāng)?shù)匾恢睘樯詈竦哪巷L(fēng)層所控制，有利于南部暖濕空氣的豐沛輸送。同時(shí)，探空資料表明當(dāng)?shù)卦陲L(fēng)向和風(fēng)速上都存在明顯的垂直風(fēng)切變，即存在明顯的動(dòng)力抬升作用。0℃層在5km左右，三門峽本地的冰雹指數(shù)指出0℃層在3 800～4 800m易出現(xiàn)冰雹。綜合以上對(duì)探空資料的分析得出，山西省南部至河南省西北部存在較好的動(dòng)力不穩(wěn)定性和層結(jié)不穩(wěn)定，因此有利于三門峽本地出現(xiàn)局地暴雨、冰雹、短時(shí)大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。

2.4 多普勒雷達(dá)資料和地形影響分析

30日12：20開始[見圖8（a）]，靈寶市中部開始出現(xiàn)塊狀回波，同時(shí)塊狀回波不斷北移。到13：27[見圖8（b）]，靈寶市境內(nèi)回波發(fā)展非常旺盛，其中夾雜著大于60dBZ的冰雹回波，強(qiáng)回波出現(xiàn)的位置和地面中尺度輻合線是

相對(duì)應(yīng)的。隨后回波在北移途中不斷發(fā)展增強(qiáng)，在陜州區(qū)附近造成了局地強(qiáng)降水，強(qiáng)對(duì)流的塊狀回波隨后逐漸合并減弱為強(qiáng)度在30～35dBZ的片狀回波，表現(xiàn)為混合型降水的回波特征，產(chǎn)生了長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性的混合云降水。在有利的大環(huán)流背景場(chǎng)與各層次中小尺度系統(tǒng)共同作用的同時(shí)，因?yàn)閺?qiáng)回波區(qū)所處地表地形較為復(fù)雜，有海拔較高的山區(qū)，地形的強(qiáng)迫抬升加強(qiáng)了垂直風(fēng)切變[3]，而且局地濕度大，山區(qū)森林分布密集，蒸騰作用旺盛，也有利于冰雹等災(zāi)害的出現(xiàn)。

3 結(jié)論

①本次強(qiáng)對(duì)流天氣過程是一次典型的副高邊緣型強(qiáng)對(duì)流天氣過程。顯著的不穩(wěn)定層結(jié)、充足的水汽條件、良好的抬升及觸發(fā)機(jī)制最終導(dǎo)致了此次強(qiáng)對(duì)流天氣過程的產(chǎn)生。

②副高邊緣型強(qiáng)對(duì)流天氣過程易出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，但是經(jīng)過分析得知，根據(jù)0℃層高度、垂直風(fēng)切變強(qiáng)弱以及水汽條件強(qiáng)弱的不同，亦會(huì)同時(shí)伴隨出現(xiàn)冰雹、短時(shí)大風(fēng)等其他強(qiáng)對(duì)流天氣。此次天氣過程就是這樣一次有一定特殊性的多種類混合型強(qiáng)對(duì)流天氣過程。

③山地地形對(duì)局地強(qiáng)對(duì)流的產(chǎn)生有復(fù)雜的積極或消極作用，應(yīng)在今后工作中進(jìn)行更加深入的總結(jié)和討論。

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