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2019年福建省泉州市一次沿岸强降水过程分析

2020-03-02徐海燕林伟清

南方农业·中旬 2020年11期
关键词:强降水

徐海燕 林伟清

摘 要 简要介绍2019年5月31日8:00—6月3日20:00泉州地区降水过程。由于6月1日夜间沿海降水局地性较强,尺度较小,各家模式预报均未报出,每一次短时强降水天气过程的天气尺度环流背景不同,因此中小尺度灾害性短时强降水仍是当前天气预报中的难点。结果表明,较好的环流背景场、饱和的水汽条件、较强的上升运动条件、云顶辐射降温、冷空气与西南气流的交汇导致惠安一带1日夜间强降水的发生。

关键词 沿岸;强降水;风廓线雷达;闪电监测;福建省泉州市

中图分类号:P461.3 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.32.090

2019年5月,福建省平均降水量240.8 mm,比常年同期偏多15.1 mm(7%),比去年同期偏多78.2 mm

(48%)。其中,泉州地区月降水量偏多,降水距平百分率为12%(晋江)~36%(德化)。5月31日8:00—6月3日20:00过程为雨季以来第2次持续性强降水过程,总体强度正常,但弱于第1场(5月15—20日)过程。5月中、下旬连续出现2场持续性强降水事件,为近35年来首见。此次过程具有范围广、局地降水极端性强等特点。

1 过程概况

2019年5月31日8:00—6月3日20:00受切变和南风急流加强的影响,泉州市普降大到暴雨,泉州共有68个站点降水超100 mm,其中安溪湖头镇半山村最大,达214.00 mm。

本次过程降水时间较长、范围广、强度较强,与5月27—28日强降水时间间隔较短。持续强降雨导致泉州部分地区出现山体溜坡、道路溜方、房屋受损、农田受淹等险灾情,全市直接经济总损失1 502.04万元,其中永春县107.00万元。6月1日,夜间沿海个别站点出现局地性强降水,惠安县崇武镇出现6~7级大风,最大小时雨强出现在1日23:00,达49.3 mm;夜间最大阵风出现在晋江深沪,达15.9 m·s-1。由于1日夜间降水局地性较强,尺度较小,各家模式预报均未报出,每一次短时强降水天气过程的天气尺度环流背景不同,因此中小尺度灾害性短时强降水仍是当前天气预报中的难点。基于此,分析夜间沿岸局地性强对流天气的发生机制,为今后研究沿岸强降水提供一定的参考价值。

2 影响系统分析

2.1 大气环流形势分析

高层200 hPa主要受偏西气流控制。500 hPa高度场上,高空槽波动东移,588线位于华南沿海,且逐渐东退。低层850 hPa,江西一带切变逐渐东移南压过境,6月2日切变在福建省境内,泉州处在切变南侧西南气流控制下,沿海地区风速较大,处于西南急流区。

2.2 物理量诊断

2.2.1 水汽条件分析

源源不断的水汽补充是造成暴雨天气的必要条件,5月31日—6月2日泉州市处于高比湿区。低层925 hPa的比湿场上,6月1日20:00,全市比湿均大于16 g·kg-1,湿层厚,水汽条件好。

2.2.2 热力不稳定度

6月1日夜间,泉州市降水主要发生在沿海地区,故重点分析厦门站的探空曲线图。探空图上,6月1日8:00,厦门K指数为34.7 ℃,对流有效位能为153.9 J/·kg-1,SI指数为-0.02 ℃,大气稳定度一般,发生强对流天气的条件一般。但是湿层较为深厚,水汽条件较为充沛,低层为西南气流,700 hPa为西南气流,低层风速加大。0 ℃层高度为5 006 m,-20 ℃层高度为8 347 m,高度较高,不利于冰雹产生,风向随高度变化明显,低层为弱的偏南风,高层以西北风为主,低层为暖平流,高层为冷平流,抬升凝结高度为993 hPa,自由对流高度为989 hPa。

6月1日20:00条件变好,厦门站K指数为38 ℃,对流有效位能较大,达1 423 J·kg-1,SI指数为-0.31 ℃,大气稳定度较差,发生强对流天气的条件较好。湿层也较为深厚,水汽条件较为充沛,低层为西南气流,700 hPa

为西南气流,低层风速加大。850 hPa与500 hPa之间的温差较小,为24 ℃,0 ℃层高度为5 070 m,-20 ℃层高度为8 584 m,高度较高,不利于冰雹产生。风向随高度变化明显,低层925 hPa西南风明显加强,高层以西北风为主,同时低层为暖平流,高层为冷平流,抬升凝结高度为991 hPa,自由对流高度为987 hPa。因此,在动力和热力条件方面有利于强对流性天气的发生。

2.2.3 抬升条件

6月1日20:00,925 hPa散度场,泉州处于辐合场内,高层200 hPa散度场泉州处于辐散场内,说明有一定的上升运动条件,为水汽的抬升提供了必要的动力条件。

2.2.4 整层可降水量

6月1日20:00,泉州地區整层可降水量均在50 mm以上,可见沿海一带降水条件较好,实况沿海降水确实较大。

3 其他影响因子分析

晋江、崇武、永春6与1日17:00—24:00温度变化可以看出,20:00晋江、崇武气温逐渐升高,20:30左右,沿海强回波逐渐生成。崇武站20:00高空图中,崇武沿海一带能见度低,云量较多,有增温效果,不稳定能量加强。吴兑等[1]表示,夜间云顶降温辐射降温使冰核活化率增加,使降水机会增多。袁晨等[2]指出夜间沿海一带潮湿多云,云层底部与地面进行辐射交换,低层温度不至降得过低,并储存大量不稳定能量,暖湿气流上升,配合因夜间辐射散热迅速降温的云层上部,使云层上下形成温差,大气趋向不稳定,强降水生成。

4 雷达资料的应用和分析

雷达产品对小尺度对流性灾害天气的监测和预警能力起着很重要的作用,很多专家对小尺度对流性灾害天气的雷达特征做了大量的研究分析。从6月1日21:00—23:00雷达拼图来看,泉州沿海一带组合反射率达45 dBz以上,个别时次超过50 dBz。靳振华等[3]表示,组合反射率中心强度达43.0 dBz作为短时强降水临近预警指标之一,并对短时强降水的短时临近预报有很大的价值。由此可见,6月1日夜间,泉州沿海一带有较强的降水。

风廓线雷达能探测到风场的细微变化,即风向、风速随高度的变化,也能很好地体现局地性强降水的一些特征。周芯玉等[4]指出,在暴雨发生前,动量由高空迅速下传,且不断增强,使得强风速不断下传,导致低空急流的建立及增强,从而使得上下层垂直风切变增大,正涡度环流加强,为暴雨产生提供了很好的动力条件。当伴随有西南暖湿气流输送的水汽条件时,暴雨即会发生。晋江风廓线雷达位于泉州沿海地區,6月1日20:00—23:00晋江风廓线雷达资料,时间分辨率达到

6 min,21:00沿海低层处在西南急流控制下,21:30出现了风向转向,由西南气流转为偏北气流,可见有弱冷空气渗透南下。同时,1日22:00风向由前一时次的西南风转为偏北风,弱冷空气和强盛的西南气流交汇,触发了此次沿海强降水。22:00高风速区由高层逐渐下传至低层,低层风速增大,最大风速达18 m·s-1,22:30低层风速减小,降水回波移速较慢,稳定维持在泉州沿海一带,造成惠安地区降水明显。

据闪电监测图显示,6月1日22:00—23:00,泉州沿海一带监测到大量的闪电,惠安一带明显强于晋江一带,可见22:00—23:00,惠安一带有明显的强对流天气。

5 结论

1)环流背景场上,5月31日—6月2日受高空槽波动东移影响,588线位于华南沿海逐渐东退,泉州处在副高边缘,低层受切变东移南压影响。

2)从物理量条件上看,5月31日—6月2日湿度深厚,水汽条件好,低层辐合,高层辐散,有一定的上升运动条件。1日20:00厦门探空图上,对流有效位能较高,不稳定条件较好,且泉州地区整层可降水量均在50 mm以上,沿海一带整层可降水量大于65 mm,降水条件较好。

3)夜间云顶辐射降温以及低层急流增暖稳定维持导致对流不稳定度加大。

4)1日21:00—23:00,泉州沿海一带组合反射率达45 dBz以上,个别时次超过50 dBz,表明6月1日夜间泉州沿海一带有较强的降水;21:30有弱冷空气与西南急流交汇,触发强降水。雷电监测上来看,惠安一带雷电明显,对流性天气较强。

由于整个降水过程中中小尺度影响系统复杂,针对沿岸地形对降水的影响有待今后进一步研究。

参考文献:

[1] 吴兑,黄浩辉.广东云与降水的宏微观物理特征[J].气象科技,1994(1):14-24.

[2] 袁晨,马力.都江堰短时强降水时空分布统计分析[J].气象科技,2013,41(6):1086-1090.

[3] 靳振华,庄庭,卜清军.天津沿岸一次极端短时强降水的中尺度分析和雷达回波特征[J].天津科技,2018,45(7):

82-85.

[4] 周芯玉,廖菲,孙广凤.广州两次暴雨期间风廓线雷达观测的低空风场特征[J].高原气象,2015,34(2):526-533.

(责任编辑:刘 昀)

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