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黑龙江省西南部一次稳定性暴雨天气成因分析

2017-08-15谭玉龙李明纯马宏达赵玲

农家科技 2017年7期
关键词:暴雨

谭玉龙+李明纯+马宏达+赵玲

摘 要:本文从大尺度环流、水气输送和高低空急流耦合等各个暴雨形成的因素对2013年7月2日黑龙江省的西南部暴雨进行分析,通过各因素对暴雨形成的影响进行研究,结果表明此次暴雨过程和高低空急流为暴雨提供上升运动和明显的低空辐合,此次暴雨湿层厚度非常厚,暴雨发生在KY≥5,低层比湿在10-12g/kg。后倾槽,850hpa与500hpa的温度差数值较小,这些特点是这次暴雨过程以稳定性降水的主要原因。

关键词:中尺度分析;ky指数;低空急流;时序图;暴雨;稳定性降水

黑龙江位于中国最北部,是我国农业大省,而暴雨是北方夏季主要灾害性天气之一,往往在短时间内急剧加重江河汛情,造成洪水突发;暴雨还会产生泥石流、城市内涝等,直接造成农作物减产,或颗粒无收,降低百姓生活水平。2013年7月2日黑龙西南部发生暴雨,使黑龙江省中小流域水位上涨,接近警戒水位,部分低洼农田受灾,本文对这次暴雨环流形势场、物理量场、卫星云图、以及雷达进行较完整分析总结,为预报提供参考依据。

一、暴雨天气实况

2013年7月2日08时至3日08时黑龙江境内出现一次明显降水过程,西南部地区达暴雨,本次过程特点是以稳定性降水为主,降水时间长,其中阿城69mm、肇东68mm、肇源65mm,各地最大雨强7-13mm/h,以稳定降水为主。肇东2日19-20时雨强最大。

二、环流形势分析

7月29日-30日500hpa西伯利亚地区冷涡不断向南移动,并且强度加强,黑龙江高空冷涡径向度明显加大,2日20时,黑龙江省的西南部形成冷涡,地面场上,地面低压在向东北移动,强度加强,低压中心移动到黑龙江省哈尔滨地区同吉林省的交界处,中心强度为987.5hpa,这次稳定性暴雨落区与2004年8月28日大兴安岭地区稳定性暴雨落区十分相似,都位于地面低压倒槽处。

2日,850hPa有一条低空急流,低空急流的左前方是正涡度区和气流辐合区,有明显的上升运动,这种上升运动可以引发暴雨的发生。黑龙江南部形成高低空急流耦合,而高空急流作用是辐散,抽气作用明显,上升气流维持和加强,此时湿层很厚,黑龙江850hpa、700hpa相对湿度都达90%,又有急流输送水汽,使黑龙江西南部有充足水汽。

黑龙江西南部地区850hpa上冷中心附近,500hpa有高压脊,形成上暖下冷较稳定层结,不会发生对流。500hpa槽落后于850hpa槽,这种后倾槽结构不利于对流性降水,850hpa与500hpa温度差在黑龙江省数值较小,说明此次降水為稳定降水。

四、单站综合时序分析

分析哈尔滨单站时序图,可以看出7月2日8时至7月3日8时整层的湿层厚度非常厚,说明此地水汽充足,为暴雨提供充分水汽,较厚湿层持续时间较长,有利于形成暴雨。7月2日08时-3日08时从低层到高层有明显上升运动,上升的最大值是-1.2pa/s,长时间较强上升运动是产生暴雨的重要条件。

五、探空资料分析

哈尔滨7月2日20时T-LNP图也显示出中低层湿度十分深厚,对流有效位能数值较小。T-lnP图的这种特点有利于哈尔滨等黑龙江省西南部地区发生稳定性的暴雨等较大降水天气。

六、物理量诊断

1.水汽条件

(1)水汽通量散度。850hPa水汽通量散度≤-28×10-8g/(hPa·cm2·s)区域与暴雨区相对应,中心值达-32 ×10-8g/(hPa·cm2·s),较强底层水汽辐合有利于产生暴雨。

(2)比湿。 7月2日20时850hpa比湿场上有西南一东北走向的湿舌,在黑龙江省比湿的数值是10g/kg,而在925hpa比湿数值是12g/kg,低层充沛水汽有利于暴雨发生。

2.抬升机制

850hPa黑龙江西南部处于辐合区,200hPa以上为辐散,这种低层辐合、高层辐散的环流形势有利于低层上升运动的维持。

3.ky指数

当KY≥1,要注意大雨发生;KY≥2,大雨发生的可能性大;KY≥3,则大雨发生基本上可以肯定;KY≥5,可能有大暴雨,准确率为70%。分析ky指数,得出ky大值区在黑龙江西南部,ky指数和本次暴雨区相对应,KY指数≥3,说明黑龙江省有暴雨发生,KY≥5,可以非常肯定有暴雨,在以后工作中要进一步完善总结。

七、卫星云图和雷达回波

1.卫星云图分析

红外云图涡旋系统的主体在黑龙江西部并形成螺旋状云系,螺旋状云系主体始终维持在黑龙江省地区,强度始终较强,并且没有明显的减弱趋势,最终形成暴雨,17时低空涡旋主体明显消散。

2.雷达分析

雷达强度图显示哈尔滨地区以稳定降水为主,并且全天的雷达强度图基本一致,雷达速度图显示哈尔滨地区为暖平流,有东南风急流的存在。持续性的稳定降水是这次暴雨形成的主要原因。

八、结语

1.高空急流和低空急流与暴雨关系密切。在本次过程中,低空急流提供气流辐合区,高空急流提供抽吸作用十分明显。

2.后倾槽,850hpa与500hpa的温度差数值较小。对流有效位能小,有利于降水性质以稳定性为主。

3.ky指数对暴雨有指示意义,KY指数≥3,说明在黑龙江省有暴雨的发生,KY ≥5,则可以非常肯定有暴雨发生。

4.暴雨要满足3个条件,充足的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间。

5.卫星云图和雷达图在短时临近预报中提供预报依据。在本次暴雨过程中卫星云图和雷达图都显示长时间稳定降水,达到暴雨。

参考文献:

[1]赵玲,王林凤,王利.两次不同性质强降雨的对比分析[J].气象,2005,31(11).

[2]姚学祥,天气预报技术与方法[M].19 92:138.

[3]徐小英,郑德娟,黄文忠.应用KY指数作广州前汛期降水预报.

作者简介:谭玉龙(1983-) ,男,汉族 ,黑龙江省虎林市人,本科学历,助理工程师,从事预报、测报、气候工作。

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