2018年4月21日～22日朝陽地區(qū)降水天氣過程分析對人工增雨時機(jī)選擇的影響

張楠，李普慶，譚修敏，于克勤，劉安然，付陽，蘇長新

摘要：利用常規(guī)觀測資料、物理量場以及歐洲和T639等數(shù)值預(yù)報(bào)資料，研究了朝陽地區(qū)降水的時空變化特征和區(qū)域性特征，并對朝陽地區(qū)降水事件與大氣環(huán)流異常的可能聯(lián)系進(jìn)行分析。運(yùn)用天氣學(xué)分析方法，對朝陽地區(qū)2018年4月21日～22日出現(xiàn)的降水天氣過程進(jìn)行分析，以總結(jié)降水天氣預(yù)報(bào)為著眼點(diǎn)，為今后人工增雨時機(jī)選擇提供依據(jù)。結(jié)果表明，當(dāng)T639和歐洲中心850hPa溫度場上預(yù)報(bào)出低壓線時，可以考慮報(bào)降水，并根據(jù)數(shù)值預(yù)報(bào)的低壓中心確定本地的降水中心。

關(guān)鍵詞：降水；物理量場；環(huán)流形勢；人工增雨時機(jī)

中圖分類號： P481 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.18.082

降水天氣給人們的正常生活帶來影響，也會使農(nóng)田失墑變好，增加水庫蓄水。朝陽地處遼寧省西北部，屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，日溫差較大、降水偏少。東北地區(qū)緯度偏高，氣候比較寒冷，氣溫年際變化較大，氣溫異常經(jīng)常發(fā)生。朝陽地區(qū)因降水偏少造成的災(zāi)害具有影響面積較大、危害程度重、發(fā)生頻率高、持續(xù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，加強(qiáng)對朝陽地區(qū)降水的規(guī)律的研究有著深遠(yuǎn)而重要的意義。近年來，很多氣象學(xué)者研究指出東北地區(qū)氣溫異常主要由于大尺度環(huán)流異常造成的，影響我國東北地區(qū)降水異常的主要環(huán)流系統(tǒng)有東亞季風(fēng)、南亞高壓、極渦等。

本文利用朝陽地區(qū)2018年4月21日～22日典型降水天氣，全面地分析朝陽降水發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和形成機(jī)制，為人工影響天氣作業(yè)時機(jī)的決策服務(wù)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 天氣實(shí)況

2018年4月21～22日朝陽地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)降水天氣。從21日開始朝陽市空氣濕度偏高，水汽條件較好，21日午后，凌源、喀左出現(xiàn)降水，21日除北票外，其他地區(qū)都出現(xiàn)有效降水，其中凌源和喀左降水達(dá)到中雨量級，22日朝陽繼續(xù)出現(xiàn)降水，其他地區(qū)降水稍有減小，22日，凌源、喀左局部出現(xiàn)大雨量級，此次降水天氣過程結(jié)束。

2 形勢分析

2.1高空形勢分析

4月21日12時5500hPa上遼寧地區(qū)受低壓脊控制，天空狀況為陰雨，有利于降水產(chǎn)生。700hPa上有一個低壓脊，低壓脊附近有一個閉合的12℃的冷中心，說明這個低壓脊是冷脊，整個遼寧地區(qū)受冷脊控制洋。850hPa上內(nèi)蒙古東北部有一個閉合的冷中心，朝陽地區(qū)位于范圍以內(nèi)，有利于降水天氣的產(chǎn)生。

從高空形勢來看，500hPa朝陽地區(qū)上空受脊后西北氣流影響，700hPa上受冷鋒前西北氣流控制，天空狀況不好，有利于降水天氣的產(chǎn)生。850hPa上，朝陽地區(qū)在對降水天氣的產(chǎn)生很有利。

2.2 地面形勢分析

地面圖上，降水天氣期間，朝陽地區(qū)基本處于地面氣旋前部控制，受西南、偏南氣流影響，持續(xù)的把南方冷濕的空氣帶到朝陽地區(qū)，南方的冷空氣北上，地面濕度上升，促進(jìn)了朝陽地區(qū)降水天氣的產(chǎn)生。

3物理量場分析

3.1能量場分析

流體中存在另一類形變，即切變率或剪切形變率，這要著重分析與討論。需要指出，第二種流動中（■×V）=бv/бx-бu/бy=0，即流體既無旋轉(zhuǎn)也沒有面元膨脹縮小，只Oxy平面上的方形變成了共對角線的菱形。因此可定義切形變率еxy如下：

xy=1/2（бv/бx+бu/бy）

它是度量方形畸變程度的一個物理量，其量綱等同于角速度T量綱。因此第一種流動中：

（■×V）=бv/бx，еxy=0

流體只有轉(zhuǎn)動，而在第二種流動中：

（■×V）=0，еxy=бv/бx

流體僅為切形變。倘若將渦度理解為流體面元兩條邊線OA和OB同向轉(zhuǎn)動，則流體的切形變可當(dāng)做該兩條邊線的相像轉(zhuǎn)動。切形變率是對稱的，即方形面元的兩條邊線相向轉(zhuǎn)角相同。這可以相對地當(dāng)作OB邊不動，OA邊相同轉(zhuǎn)過2倍角度或者相對地OA邊不動，OB邊相向轉(zhuǎn)過2倍角度θ因此有：еxy=1/2（бv/бx+бu/бy）=еxy

反映了大氣中能量的分布。

3.2濕度場分析

相對濕度表征大氣干濕程度的一個重要物理量，由于水的比熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于干空氣的比熱，所以當(dāng)大氣中含水量較高時。明顯天氣過程時，過程出現(xiàn)在21日午后至22日白天。

4 數(shù)值預(yù)報(bào)對比分析

當(dāng)前對于降水的預(yù)報(bào)除了根據(jù)降水實(shí)況利用雷達(dá)趨勢外推外，主要是對數(shù)值預(yù)報(bào)的訂正。

從EC和T639數(shù)值預(yù)報(bào)850hPa溫度場（24℃線）與實(shí)況對比分析表明，各家數(shù)值預(yù)報(bào)的濕度場與實(shí)況都較為一致，都能很好的反映降水變化趨勢，較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)出降水中心。因此預(yù)報(bào)降水天氣時可以應(yīng)用各家數(shù)值預(yù)報(bào)的850hPa溫度場預(yù)報(bào)降水。

5結(jié)語

本文利用常規(guī)觀測資料、物理量場、以及歐洲和T639等數(shù)值預(yù)報(bào)資料，研究了朝陽地區(qū)降水的時空變化特征和區(qū)域性特征，并對朝陽地區(qū)降水事件與大氣環(huán)流異常的可能聯(lián)系進(jìn)行分析。運(yùn)用天氣學(xué)分析方法，對朝陽地區(qū)2018年4月21日～22日出現(xiàn)的降水天氣過程進(jìn)行分析，為人工增雨時機(jī)選擇起到了決策性作用。

具體可概括為：熟悉本地氣候特征和季節(jié)特點(diǎn)，及時掌握周邊的天氣情況，如上游已出現(xiàn)降水天氣時，對本站是有指示意義的，注意以往容易出現(xiàn)降水的時段和地區(qū)；天氣過程的分析，影響人工影響天氣作業(yè)時機(jī)的選擇；有利于人工增雨作業(yè)效果的評估。

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作者簡介：張楠，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：人工影響天氣。