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贵州铜仁一次局地性暴雨天气过程分析*

2020-04-26冉仙果舒亦菲

科技与创新 2020年7期
关键词:沿河通量铜仁

冉仙果,胡 萍,田 瑶,舒亦菲,陈 超

(1.贵州省沿河县气象局,贵州 铜仁565300;2.贵州省铜仁市气象局,贵州 铜仁554300)

暴雨一直是气象工作者的重要课题研究之一,关于贵州山地暴雨方面也有过较多研究[1-3]。暴雨是贵州汛期面临最为严重的气象灾害之一,常伴随洪涝灾害以及泥石流、山体滑坡等次生灾害,所以,对于暴雨的研究显得尤为重要。由于铜仁市处于云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带,西北高,东南低,处于中低纬地区,地形复杂,对于局地的强对流天气引起的暴雨研究相对较少。近些年来,很多气象工作者通过各种统计分析和数值模拟解释暴雨发生的物理机制[4-5]。本文将利用地面自动气象站观测资料、NCEP 再分析资料等,从水汽条件、动力条件、热力条件及多普勒雷达回波资料等角度分析这次暴雨过程,以期为局地对流暴雨的产生条件有一定的指示意义。

1 降水概况

2018-06-19,铜仁市西北部出现暴雨天气,据统计2018-06-18T20:00—2018-06-19T20:20,沿河县郭林宅出现大暴雨106.3 mm,2 h 雨量达100.7 mm,小时雨量达50.6 mm,降水集中在2018-06-19T09:00—10:00;暴雨7站,落区集中在沿河县和印江县。

2 暴雨成因分析

2.1 天气尺度系统背景分析

2018-06-19T08:00 的500 hPa、700 hPa、850 hPa 中尺度综合如图1 所示,500 hPa 上中高纬维持两槽一脊的形势,副热带高压脊线维持在22°N 附近,高原上小槽东移发展,带动弱冷空气南下,与副热带高压北侧的西南气流交汇;700 hPa 上辐合切变线位于贵州省北部沿河北部,切变线北侧并配合有冷槽,利于切变线发展,且贵州境内温度露点差≤2 ℃,大气处于饱和状态;850 hPa 上辐合切变线位于铜仁中南部,百色—怀化有西南急流,最大风速达16 m/s;高原向东延伸的低压控制着贵州大部分地区,铜仁处于低压控制中,北方有冷空气进入四川—重庆—贵州北部边缘,铜仁北部沿河处于冷暖空气之间,有利于强对流天气在铜仁北部的发生。同时可以看到在贵州北部有一条地面辐合线,其东段位于铜仁的中偏北一线,冷空气渗透入贵州,利于强对流天气在地面辐合线附近生成发展。

图1 2018-06-19T08:00 的500 hPa、700 hPa、850 hPa 中尺度背景综合图

2.2 水汽条件分析

2018-06-19T08:00 的850 hPa 水汽通量和水汽通量散度分布如图2 所示。本地上空大量的水汽和源源不断的水汽输送是产生此次暴雨的必要条件。2018-06-18T20:00,从孟加拉湾和南海北上的水汽通道已经建立;2018-06-19T 08:00,南海到湖南已经建立起一条明显水汽输送带,水汽通量中心加强,在湖南西部增大为20 g/(cm2·hPa·s),使得南海的水汽不断输送至铜仁市,铜仁市西北部处于水汽通量梯度的北侧,利于水汽的辐合。2018-06-18T20:00,在贵州北部, 铜仁中北部为水汽辐合中心,强度为-35 g/(cm2·hPa·s)。2018-06-19T08:00,水汽辐合中心东移至湖南境内,水汽辐合中心增至-55 g/(cm2·hPa·s),铜仁中东部仍然处于辐合区内。可以看出,在铜仁北部和东部上空积聚大量水汽,为暴雨天气的发生提供了有利的水汽条件。

图2 2018-06-19T08:00 的850 hPa 水汽通量和水汽通量散度分布图

2.3 垂直速度场分析

2018-06-18T20:00,700 hPa 垂直速度如图3 所示。

图3 2018-06-18T20:00 的700 hPa 垂直速度图

强烈的上升运动为暴雨的形成提供了一定的动力抬升条件。图3 为此次过程中700 hPa 垂直速度场,2018-06-18T 20:00,贵州中北部上升运动加强发展,其中心值为-60 hPa/s,随后上升运动区逐渐东移,对应在卫星云图上强对流云团逐渐东移。2018-06-19T08:00,铜仁市北部受强上升运动中心控制,其值为-40~-30 hPa/s,铜仁市区域内雨强增大,垂直上升运动中心与强降水有较好的对应关系,垂直速度负值越大,上升运动越强,降水强度越大。

3 雷达回波特征

从铜仁市多普勒雷达反射率因子回波上可以看出,2018-06-19T07:03 开始有对流回波进入沿河北部和西部,西部强度为35~40 dBZ;2018-06-19T08:07 东移至沿河南部且发展增强,最大中心强度为45~50 dBZ,到2018-06-19T 08:19 再次发展增强,最强中心达到50~55 dBZ,强回波持续到2018-06-19T08:30 才有所减弱,为35~40 dBZ,持续时间为30 min 左右,随后回波东移减弱;到2018-06-19T 09:05 北部南下的回波再次南移至沿河县南部发展,从35~40 dBZ 增强为45 ~50 dBZ,稳定维持到2018-06-19T 09:29,随后再次东移减弱。因此在2018-06-19T08:00—2018-06-19T09:00 之间在强回波发展到维持这段时间内,沿河县南部出现了2 h 雨量达100 mm 以上的短时强降雨。同时从强回波垂直伸展剖面来看,最强达到45 dBZ 以上的回波伸展高度在4 km 左右,利于形成强降雨。

4 小结

500 hPa 高空中高纬两槽一脊形势维持,高原多波动槽东移影响,带动地面弱冷空气南下,孟加拉湾南支低涡建立利于水汽向北输送。配合中低空切变及低空急流影响,地面弱冷空气触发利于铜仁中部偏北地面辐合线锋生,铜仁北部发生局地暴雨天气。

自孟湾和南海到湖南一带建立起一条明显水汽输送带,使得海上的水汽得以不断输送到贵州东部地区,而水汽通量散度在铜仁境内表现为水汽辐合,此种形势为降水的形成提供了一定的水汽条件。同时在北部存在一定的垂直上升运动条件,利于水汽辐合抬升,并成云致雨。

中小尺度云团活动是造成强降水天气出现的直接因素,用雷达回波追踪对流云团演变活动,可以监测中尺度系统的生消、发展、移动连续变化情况,有利于提高短时临近预报的准确性。

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