TBB资料在一次黔北区域性暴雨分析中的应用

2011-12-23王君军姚正兰

中低纬山地气象 2011年3期

关键词：亮温云顶低值

王君军，姚正兰，王彪

(1.贵州省遵义市气象局，贵州遵义 563000;2.贵州省黔南自治州气象局，贵州黔南 558000)

TBB资料在一次黔北区域性暴雨分析中的应用

王君军1，姚正兰1，王彪2

(1.贵州省遵义市气象局，贵州遵义 563000;2.贵州省黔南自治州气象局，贵州黔南 558000)

利用常规观测资料、FY-2E卫星资料和地面加密站资料，综合分析2010年6月19日黔北区域性暴雨天气。结果表明：产生本次暴雨的云团具有MCC特征，强降水中心区域与TBB低值中心具有一定偏差，主要位于云团前进方向，TBB中心至-60℃的等值线密集区中。

暴雨;云顶亮温;MCC

1 引言

2010年6月19日重庆西南部到贵州北部出现一次暴雨或大暴雨天气过程(以下简称“10.6”黔北暴雨过程)。19日00-14时，遵义市215个乡镇中有120个乡镇降雨超过50 mm;大于100 mm的乡镇有21个，特别是务川县红丝镇累计降雨量达194.9 mm;暴雨中心位于贵州东北部;降水时段主要集中在19日00-09时，该时段遵义市1h降水量≥50 mm的有12个乡镇，其中红丝镇1h最大降水量达76.3 mm。此次降雨特点是降雨强度大，时段集中，具有明显的阵性。强降水引发部分乡镇山体滑坡、洪涝等地质灾害，造成人员伤亡和较大经济损失。

卫星云图某点的云顶亮温TBB是该点从地面到高空各层的大气温度特征(即温度大小空间分布)的综合结果，是形成云图的原始数据资料，在云图上直观展示出从行星尺度等各种不同天气系统的云系和云型诸多特征，从而推论发生在大气中的动力和热力过程，在短期、短时及临近天气分析和预报中发挥重要作用［1］。很多专家对TBB与强降水的关系进行过研究［2-3］，但将TBB资料用于贵州常规业务上一直较为薄弱。因此，本文尝试应用TBB资料，并结合常规观测资料、加密自动站观测资料、雷达资料，对“10·6”黔北暴雨过程进行了中尺度对流云团特征分析，以期为今后开展暴雨预报业务服务提供参考依据。

2 环流演变和主要影响系统

6月18日20时(图略)，200 hPa环流图上遵义位于高空急流出口的右侧;500 hPa副高维持在贵州南部边缘一带，东北低涡中心位于渤海一带并缓慢向东移动，孟加拉湾附近有低槽活动，有利于槽前西南暖湿气流向黔北地区输送;700 hPa川西有闭合低涡;850 hPa西南低空急流形成。19日08时200 hPa环流图上，南亚高压东脊点东伸至广西东部，高空急流位于35°N一带，在高空急流出口的右下侧和南亚高压东北侧边缘的强辐散中心位于重庆南部到贵州东北部，高空辐散的抽吸对暴雨起着促进作用。500 hPa副高略有北进，其北侧的偏西气流以及东北低涡后部偏东北气流，与高原东移低槽叠加，使低槽得到加深。850 hPa川东南至贵州西北部有闭合的气旋性环流，西南低空急流进一步加强，沿贵州北部、湖南、江西存在明显的东西向切变线。槽前正涡度平流使地面低压发展，西南地区18日地面最高气温超过30℃，遵义市最高气温达34℃，积聚大量不稳定能量。18日17时地面辐合线在遵义、铜仁中部生成并维持，19日08时地面辐合线东移至湖南东北部。高层气流的引导以及副高和东北低涡的共同作用，使西南涡沿切变线或辐合带方向移动并发展，西南涡东南象限的低空辐合及上升运动使得积云对流发展，对流云团沿地面辐合线移动，造成重庆西南部和贵州北部的强降水天气过程。

3 暴雨的中尺度云团分析

取卫星云图上云顶亮温TBB≤-32℃的云团为MCS(中尺度对流系统)，满足-32℃以下云罩面积在10万 km2以上，且-53℃以下云罩面积在5万km2以上，维持6h以上的暴雨云团为MCC(中尺度对流辐合体)［4］。分析6月18-19日FY-2E卫星TBB资料(图1)，18日20：30在毕节金沙附近有一块中-γ尺度云团A生成，成都附近有中-β尺度云团B呈减弱东南象移动，23：00A云团在金沙附近维持并逐渐发展成中-β尺度的云团。随着川东南低涡东南移，对流云团也随之东南移，19日01时A和B云团在贵州西北部交汇，云团边缘温度等值线密集，温度梯度大，预示云团未来将发展扩大。对流云团中心TBB值小于-80℃，且-32℃以下云罩面积为10万 km2，达到了MCC的标准，此时MCC呈椭圆状，中心位于贵州东北部到重庆南部，之后-32℃以下TBB低值区范围继续增大并沿切变线向遵义东部移动发展。19日07时对流云团发展到强盛阶段，-32℃以下云罩面积在20万 km2以上，-53℃以下面积在10万km2以上，此时MCC呈圆状，中心位于重庆南部到贵州北部，造成重庆西南部到贵州北部暴雨天气。19日14时，云团移出贵州境内，对流云团维持时间达12 h以上。

图1 各时次FY-2E的TBB场(单位：K，阴影区≤241K)

4 TBB变化与降水的关系

4.1 TBB变化与强降水落区分析

层积云降水往往云顶不一定很高，也就是云顶亮温不一定很低，但是水汽充足时也可产生强降水，如果是强对流天气发展，云顶亮温一般在-60℃以下，云顶温度越低说明云顶越高，对流越旺盛［5］。由于只有贵州雷达基数据以及贵州省雷达分布原因，铜仁、黔东南地区没有雷达，在云团移至贵州东部后，没有雷达回波资料显示强降水中心情况，因此只选取18日20时-19日03时贵州全省雷达回波拼图(组合反射率)与对应亮温的关系分析(图2)：降水落区与TBB低值区对应一致，但降水强度最大值与TBB低值中心位置有一定偏差，本次强降水落区主要位于云团TBB中心至-60℃内，云团前进方向的TBB等值线密集区中，而TBB低值中心后部降水较小。这与王小兰等［6］指出亮温的极低值并不对应冰晶和雪含量的最高值，与降水强度的最大值区域在位置上有一定偏差的结论一致。

4.2 TBB变化与降水强度分析

2010年6月19日00-02时务川县红丝镇(108.11°E、28.73°N)上空 TBB值(图 3)维持在 -10℃以上，红丝镇没有出现降水。随着MCS的发展，TBB值开始急剧下降到-61℃以后，红丝镇开始出现降水。05-07时TBB值下降到-90℃以下，此阶段逐小时降水均达到短时强降水标准，对流云团也发展到最强盛阶段，其中TBB值在04-06时连续2 h降至最低为-93℃，但是最大降水只出现在前一时次为76.3 mm，后一时次明显降低，为37.8 mm。随着降水云团中心东移，07时后TBB值缓慢上升，都在-75℃以下，但降水强度迅速减弱。由此可见，当出现降水时，TBB值迅速降低。云顶亮温的低值中心出现时段与强降水出现时段基本吻合，主要降水出现在云团发展的成熟阶段。TBB低值中心后部，虽然亮温低，但降水明显偏弱。

图2 卫星TBB与贵州全省雷达回波的逐对分析

图3 2010年6月19日00-13时务川县红丝镇上空TBB与雨量逐小时变化图

5 中尺度对流云团的成因分析

5.1 水汽条件

从6月18日08时-19日08时850 hPa的比湿分布看(图略)，西南地区东部到华南地区上空维持14 g/Kg以上的高湿区，比湿中心北部密集区主要位于重庆西南部到贵州北部，这也是本地预报强降水的重要指标之一。水汽通量条件分析显示：18日20时850 hPa上，从孟加拉湾经过四川西部至贵州西北部和云南至贵州中部有两条水汽通道向黔北地区输送水汽，中心值为25 g·cm-1·hPa-1·s-1，19 日08 时云南到贵州的水汽通量增强，为29.7 g·cm-1·hPa-1·s-1。700 hPa上，18日20时水汽通量为10 g·cm-1·hPa-1·s-1，到19日08时云南到贵州中部水汽输送明显增强，为18 g·cm-1·hPa-1·s-1，此时水汽通量带呈东西向，其北部的等值线密集区边缘与强降水落区对应一致。西南低空急流的加强是导致水汽通道建立和维持的直接原因。水汽通道的建立为中尺度云团的形成和发展提供充沛的水汽。19日08时850 hPa水汽通量散度场上(图略)，重庆到贵州北部为水汽辐合中心，这为MCS发展成MCC提供有利的水汽条件。