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阜新地区短时强降水时空特征分析

2018-01-29白佳宁张旭史洪杰常亮

农民致富之友 2018年22期
关键词:冷锋阜新强降水

白佳宁 张旭 史洪杰 常亮

短时强降水具有时间短,雨强大,局地性强的特点,做好短时强降水研究对防灾减灾工作具有重大意义。由于短时强降水天气主要发生在夏季,本文选用阜新地区2个常规自动站及59个加密自动站2009~2016年5~10月观测到的逐小时降水资料,对阜新地区短时强降水的年变化、月变化、旬变化、日变化及空间分布特征进行了详细的分析,并根据环流特征进行了天气分型,从中寻找预报员预报着眼点和气象服务的关键点,以便更好地进行短时强降水的预报、预警服务工作。

1 短时强降水标准

短时强降水是指短时间内降水强度大,降水量达到或超过某一量值的天气现象,是短时强对流天气中的一种,一般将1h降水量≥20mm的降水定义为短时强降水。因此,本文中短时强降水定义为小时降雨量大于20mm的降水,区域自动站中有一个站出现R≥20mm/h即定义为1个短时强降水日

2 等级分布特征

将阜新地区的短时强降水样本划分成20~30、30~40、40~50、≥50mm/h,4個强度等级。计算得到,2009~2016年5~10月阜新地区共出现了745站次的短时强降水,其中20~30mm/h的降水出现了506站次,占总数的比例为68%,30~40mm/h的降水出现了152站次,占总数的比例为20%,40~50mm/h的降水出现了51站次,占总数的比例为7%,大于等于50mm/h的降水出现了36站次,比例仅为5%,符合降水强度越强,出现的频次越小的一般规律。

3 短时强降水时间分布特征

3.1 年际变化特征

阜新地区短时强降水有较为明显的年际变化特征,总体来看,以3年为一周期。2009~2016年5~10月阜新地区共发生短时强降水133日次,平均每年16.6日次,其中2011年发生短时强降水的日数最多,有21日,而2012年最少,仅有10日出现了短时强降水。

3.2 逐月分布特征

将短时强降水样本按出现的月份进行统计发现,7月平均每年出现5.6次短时强降水天气,占总次数的34%,为出现短时强降水频次最多的月份,其次为8月,平均每年出现短时强降水4.9次,占总次数的29%,最少的是10月,仅在2013年10月10日出现1次短时降水。

3.3 逐旬变化特征

阜新地区短时强降水的降水集中期(7、8月份)进行逐旬统计,发现各旬的短时强降水存在明显的日变化,并且峰值不尽相同。7月份短时强降水的高峰时段随着日期的增加逐渐向更早的时段推移,7月上旬的峰值在傍晚17∶00左右;7月中旬的峰值在下午15∶00左右;7月下旬的峰值在午间11∶00及13∶00~14∶00。而8月份各旬短时强降水的高峰时段较为相似,主要集中在午后到傍晚时间段,8月上旬的峰值为17∶00,8月中旬的峰值为14∶00,8月下旬的峰值为16∶00。8月份各旬的其他时段,发生短时强降水的频次很少。

3.4 逐时变化特征

整体来看,阜新地区短时强降水存在明显的日变化,出现的高峰时段为午后到傍晚(14∶00~18∶00),符合午后多对流的特点。阜新地区短时强降水日分布的最大峰值出现在17∶00,近8年出现31次≥20mm/h短时强降水,其次为18∶00,近8年均出现30次≥20mm/h短时强降水。谷值出现在夜间11∶00,近8年共出现≥20mm/h短时强降水仅有8次。

4 短时强降水空间分布特征

阜新地区短时强降水(1h≥20mm)发生频次空间分布不均匀,整体呈现自东向西逐渐减少的特点。阜新地区短时强降水的高发区主要集中在阜新东南部,发生较少的区域为阜新西北部。几个高发区分别为五峰、兴隆堡、二道河子、彰武,其中发生短时强降水频次最高的乡镇为五峰,平均每年发生2.4次。

5 短时强降水天气分型

5.1 东北冷涡型

500~850hPa均有闭合低中心,并配合有冷温度槽或冷中心,自贝湖地区东移发展。冷涡后部有强冷空气堆积,随着冷涡缓慢东移,冷空气移近,850hpa配合有暖切和低空急流,输送水汽和不稳定能量,在锋面触发下形成大面积的短时强降水天气。此种类型多发生在6~8月,其中7月最为常见。

5.2 横槽型

500hPa高空,阜新地区北部存在一横槽,横槽北部的东北气流输送冷空气南下,横槽不断发展。中低层有横槽或横切变相配合,且位置和走向与500hPa基本一致。阜新地区处于地面横切的南部或倒槽顶部,当横槽转竖及地面横切变过境前后时,阜新地区产生短时强降水天气,此类型多发在7月。

5.3 高空槽型

500hpa存在高空槽,且高度槽后常伴有冷温度槽,中低层强盛的偏南气流中常伴有低空急流,地面配合有冷锋或副冷锋。高空槽东移时地面冷锋或副冷锋东移,受锋前的低压控制,槽线东移较为缓慢,与副高外围的低层暖湿气流配合,在槽与副高之间形成位势不稳定,在地面冷锋的触发下,产生短时强降水天气。此类型主要出现在7~8月,8月居多。

5.4 西北气流型

阜新地区上空500hpa为槽后脊前的偏北气流控制,中低层有切变线或低槽,配合暖舌或西南急流,地面有冷锋、静止锋或切变线。高空偏北气流携带的干冷空气叠加于低层暖湿气流之上,形成上冷下暖的不稳定层结结构,在低层切变和辐合的动力抬升作用下,使阜新地区产生短时强降水天气,此种类型出现较少,主要发生在7月。

6 综述

阜新地区短时强降水具有一定的年际变化特征,且集中发生在5~10月,7月发生频次最多,其次为8月,最少为10月。阜新地区短时强降水的日变化明显,高峰时段为14∶00~18∶00。按照逐旬统计后同样有明显日变化,7月各旬峰值逐渐提前,8月峰值集中在14∶00~17∶00,其他时段发生短时强降水概率很低。阜新地区短时强降水整体呈现东多西少的特点,高发区主要位于阜新东南部一带。分析发现有利于阜新地区短时强降水发生的环流背景主要有四类:东北冷涡型、横槽型、高空槽型、西北气流型。

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