连云港市一次强对流暴雨天气分析

2015-03-23朱云凤张银意连云港市气象局江苏连云港222006

安徽农业科学 2015年33期

关键词：成因

郝玲，朱云凤，王鹏，张银意，赵亮　 (连云港市气象局，江苏连云港 222006)

连云港市一次强对流暴雨天气分析

郝玲，朱云凤，王鹏，张银意，赵亮 (连云港市气象局，江苏连云港 222006)

摘要[目的]分析连云港市一次强对流暴雨天气的成因和数值预报检验。[方法]利用常规和非常规气象资料，从天气背景、稳定度及触发机制等方面对2015年8月7日连云港市的一次强对流暴雨天气过程进行系统分析，并对比分析各家数值预报结果。[结果]此次强对流暴雨发生在副高西伸北抬、高空槽东移的大尺度背景下，暴雨发生前大气层结不稳定、边界层辐合是触发不稳定能量释放的主要因素；多普勒雷达观测表明，回波强度在50 dBz左右，与边界层辐合线位置对应较好；对比分析各家数值预报结果表明，数值预报对不稳定性降水预报效果较差。[结论]该研究为此类强对流暴雨天气的预报提供科学依据。

关键词强对流暴雨；成因；数值预报检验

Analysis on a Severe Convective Rainstorm Weather in Lianyungang

HAO Ling,ZHU Yun-feng,WANG Peng et al(Lianyungang Meteorological Bureau,Lianyungang,Jiangsu 222006)

Abstract [Objective] The research aimed to analyze the cause and numerical forecast test of a strong convection rainstorm weather in Lianyungang.[Method]The severe convective rainstorm process occurred on August 7of 2015 in Lianyungang City was analyzed by using conventional and non-conventional meteorological data from weather background, stability and the trigger mechanism,and the various numerical prediction results were analyzed contrastively.[Result]The strong convective rainstorm occurred in the west and north stretch of the SUBH and upper trough eastward under the background of the large scale,the atmospheric stratification being extremely unstable before rainstorm and the boundary layer convergence were the main factor triggering instability energy release.Doppler radar observation indicated that the intensity of precipitation echo was above 55 dBz,the boundary layer convergence line corresponds to the position of strong echo better.Comparative analysis of various numerical prediction results show that the forecast effect of the numerical prediction was poorer for instability precipitation.[Conclusion] The study provides the scientific basis for the strong convection rainstorm weather forecast.

Key words Strong convection rainstorm;Cause;Numerical forecast test

由于处于副热带高压边缘，并受弱冷空气共同影响，2015年8月7日连云港市出现短时强降水及雷雨大风天气，雨量分布极不均匀，强降水主要出现在北部、中部和南部，市区降水量为66.1 mm，赣榆区降水量为117.2 mm，东海县降水量仅为1.2 mm，灌云县降水量仅为0.7 mm，灌南县降水量147.1 mm，最大雨量出现在市区苍梧绿园站，降水量为234.1 mm。降水时伴有陆上8~10级短时雷雨大风。全市114个自动站中，降雨量达100 mm以上的有6个，50 mm以上的有13个，25 mm以上的有23个。苍梧绿园站、赣榆站、新浦站、灌南站1 h降雨量分别达132.6、60.4、35.5和94.7 mm。此次强降水过程具有局地性强、降水时段集中、降水强度大等特点。强对流天气是天气预报工作的重点和难点[1-3]，诸多学者针对强对流天气进行了大量研究[3-6]。笔者在此利用常规和非常规气象资料，从天气背景、水汽、稳定度及触发机制等方面对此次强对流暴雨天气过程进行系统分析，对比分析各家数值预报结论，以期得出一些对此类强对流暴雨天气预报有指导意义的结论。

1环流形势特征分析

在8月6日08：00 500 hPa高空形势图上，连云港市处于副热带高压边缘，西风槽位于河套以东地区，中低层在山东西南部至河南一线有南北向切变线存在；6日20：00，副热带高压增强西进，西脊点在120°E 附近，588 dagpm线北抬至江苏省南部地区，500 hPa槽线略有西退，台风“苏迪罗”沿副高外围引导气流向西北方向移动，中低层切变线位置变化较小；7日08：00，西风槽东移北抬，副高增强西进，西脊点延伸至112°E附近, 588 dagpm线北抬至连云港市附近，呈经向型分布，连云港市处于副高外围的西南气流控制下，有利于暖湿气流的输送，台风“苏迪罗”仍维持西北方向移动。7日08：00，700和850 hPa切变线少动，且和西风槽位置基本重合，925 hPa在连云港市附近有南北向切变线存在，连云港市处于切变线暖区一侧，高低空为一致的西南风。副热带高压外围的西南暖湿气流输送动量、热量和水汽，遇有冷空气、切变线等辐合抬升，容易产生强对流性天气过程。

2不稳定度分析

2.1假相当位温8月7日08：00 700、850、925 hPaθse分布图上(图1b~d)，在鲁南至苏北交界处均有假相当位温高值中心存在，且850和925 hPaθse值均大于70 ℃，表明低层有能量积聚。由低层至高层假相当位温随高度递减(图1)，表明大气层结不稳定。

2.2探空指数从8月7日08：00徐州、射阳两站探空图可以发现，两地湿层较薄，但有较明显的上干冷、下暖湿特征，有一定的垂直风切变，但不是很大。连云港市上游徐州站沙氏指数SI及K指数条件较好，SI指数<-1 ℃，K指数>35 ℃；下游射阳站沙氏指数SI及K指数条件较差，SI指数>0 ℃，K指数<20 ℃；14：00射阳站上干冷、下暖湿特征更加明显，K指数=27 ℃，SI指数<-2 ℃，CAPE=4 022.4 J/kg,K指数明显增大，沙氏指数SI由正变负，CAPE值增大一倍，不稳定条件明显增强。K指数在此次过程中未达到8月平均值(K指数>32 ℃)，对此次强对流过程指示意义不强。

3中尺度分析

雷达资料是监测和分析中小尺度系统活动的有效工具，是短期预报的重要工具。8月7日14：00左右赣榆区塔山镇有强对流单体出现且发展旺盛，当地出现较强降水；15:50连云港市有带状回波产生且逐渐发展；17：00左右回波强度在50 dBz左右(图2)，稳定少动，导致强降水持续发生；17：00左右基本速度图上(图2a),零速度线呈“S”型，表明风随高度顺时针旋转，有暖平流；且负速度区面积大于正速度区面积，流入气流大于流出气流，故存在风速的辐合；低层辐合有利于上升运动，持久而强盛的上升运动是暴雨产生的一个重要因素。带状回波的分布与925 hPa切变线(图3b)和地面辐合线(图3a)的位置相对应，由此可知此次强对流降水天气过程的触发机制为边界层辐合线。

4风廓线产品分析

从图4可以看出，7日17：00之前地面到高空为东南到南风，整层为暖湿气流，17：00之后由低层开始逐渐转为东北风，表明有冷空气侵入，强降水过程开始。当上下层为一致的东北气流时，降水趋于结束。

5数值模拟检验

以8月6日20：00为起报场，各家数值预报产品对7日08：00~20：00降水量级及降水落区的预报(图5)可以看出，EC、GFS以及GFS集合预报为全市小雨天气，降水量在0.1~5.0 mm；T639、日本模式以及中央集成降水预报为小到中雨，降水量在5~15 mm。通过模式预报与实况对比发现，各家数值预报均预报出了此次降水天气过程，但在降水量级上偏小，降水落区与实况差距较小。绝大多数数值预报模式对稳定性降水的模拟能力优于对流性降水，对流越强烈，模式的模拟能力越弱，效果越差。针对此类强对流天气，不能依赖数值预报，数值预报可以给短期预报提供较好的指示作用，但不可以过度依赖于数值预报的预报结果。

6结论

(1)此次强对流天气过程发生在副高西伸北抬、高空槽东移的大尺度环流背景中，为此次暴雨的发生提供了有利的背景场。

(2)925 hPa切变线和地面辐合线是触发此次强对流暴雨的主要因素，在今后预报中应关注边界层内的系统，对强对流天气有重要指示意义。

(3)回波强度在50 dBz且稳定少动；风随高度顺转有暖平流，低层风速辐合有利于上升运动维持发展；强降水阶段有冷空气侵入。

(4)从数值预报的分析来看，各家数值预报均能较好地

预报出降水发生，但在降水量级上存在偏差。数值预报产品对不稳定降水预报效果较差。

参考文献

[1] 段昌辉,吴语华.咸阳市一次强对流暴雨天气分析[J].陕西气象,2005(2):8-11.

[2] 刘金平,杨荣珍.石家庄市一次强对流暴雨天气分析[J].安徽农业科学,2010,38(35):20213-20216.

[3] 李志楠,李廷福.北京地区一次强对流大暴雨的环境条件及动力触发机制分析[J].应用气象学报,2000,11(3):304-311.

[4] 聂晶鑫,陆晓静,李蓉.宁夏一次短时暴雨天气的跟踪预报分析[J].干旱气象,2009,27(2):185-189.

[5] 张辉,李金云,罗斌祥，等.“8.17”安宁局部地区暴雨天气分析[J].安徽农学通报,2012,18(12):223-224.