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2019年6月一次暴雨天气过程成因分析

2021-03-01

内蒙古科技与经济 2021年1期
关键词:涡度呼伦贝尔市急流

白 明

(呼伦贝尔市气象局,内蒙古 呼伦贝尔 021008)

1 实况天气

2019年6月26日07时~27日07时呼伦贝尔市241个监测站共192个站出现降水,其中,大暴雨(100mm~249.9mm)4个站,暴雨(50mm~99.9mm)13个站,大雨(25mm~49.9mm)60个站,中雨(10mm~24.9mm)35个站,小雨(0.1mm~9.9mm)80个站。最大降水量出现在莫力达瓦达斡尔族自治旗腾克为184.6mm,最大雨强出现在阿荣旗兴安镇26日17时~18时35.4mm/h(图略)。

2 环流形势和影响系统

环流形势及影响系统分析。2019年6月26日08时,500hPa高度场上贝湖附近有一深厚低涡,同时副高北抬,对低涡东移形成阻塞之势。低涡与副高之间强盛的西南气流形成了有利于东北地区出现暴雨的环流形势。此时呼伦贝尔市500hPa整体受高度脊控制,至26日20时低涡前部分裂短波槽影响呼伦贝尔市,出现短时强降雨天气也与短波槽降水特点相吻合(见图1a)。地面处于气旋中心,有强烈上升运动,随着地面气旋南下呼伦贝尔受东南气流影响,带来的暖湿水汽加强降雨发生,同时东南气流在经过大兴安岭时爬坡,明显的上升运动使农区降水大大加强,此次降雨的极值也出现在该地区(见图1b)。

图1 (a)2019年6月26日20时500hPa高空形势;(b)2019年6月26日20时海平面气压场地面填图

3 天气学成因分析

3.1 水汽条件

大气中水汽含量与暴雨的强度有密切的关系。相对湿度表示当时空气中水汽的饱和程度,比湿能直接反映当时空气中水汽的含量,而水汽通量则能直接表明外部往本地的水汽输送情况,本文将从这些方面对26日的暴雨天气的水汽条件进行分析。26日整日呼伦贝尔市850hPa水汽均在100%(见图2a),表明呼伦贝尔市上空水汽始终处于饱和状态,只要有上升动力条件就能使空气中水汽凝结为水滴降落;26日08时850hPa,呼伦贝尔市上空比湿为10g/kg,中部偏南地区达12g/kg(见图2b),至26日20时比湿仍为10g/kg,比湿不变表明此期间呼伦贝尔市上空水汽含量变化不大,而此期间呼伦贝尔市大部地区始终处于降水状态,说明在此期间呼伦贝尔市上空有强烈的水汽输送,水汽通量也恰恰表明此期间满洲里水汽输送很大,在26日08时,850hPa水汽通量12g/(s·hPa·m)(见图2c),至20时850hPa水汽通量为16g/(s·hPa·m)(见图2d),水汽的补充输送为降雨的持续提供有利的条件,也为27日全市的降雨奠定水汽基础(27日最大为大雨量级,笔者不详细描述)。

图2 (a)2019年6月26日08时850hPa相对湿度;(b)2019年6月26日08时850hPa比湿(c)2019年6月26日08时850hPa水汽通量;(d)2019年6月26日20时850hPa水汽通量

3.2 动力条件

3.2.1 高低空急流。本次暴雨发生时无高空急流出现,高空只存在一个明显的涡旋式切变,为空气的上升运动提供动力,而850hPa无论08时还是20时均存在一个明显的为南风急流,中心风速最大达20m/s,呼伦贝尔市位于低空急流出口区的左侧,为辐合区(见图3a),且在出口区位置存在偏东风与急流形成风场切变,使得该位置上升运动相互叠加(见图3b),在本地产生强烈的上升运动,有利于暴雨的产生。

图3 (a)2019年6月26日08时850hPa风场;(b)2019年6月26日20时850hPa风场

3.2.2 散度和涡度。上升运动将水平输送来的水汽向上输送,同时,使空气绝热冷却达到饱和,从而凝结成水滴下落。垂直速度和涡度将直接反映出上升运动的强弱,笔者从这两方面对此次暴雨的上升运动进行分析。26日08时,呼伦贝尔市850hPa垂直速度中心为-5.5m/s,到26日20时垂直速度增加至-9.5m/s,上升运动有一个明显的加强过程(见图4a)。26日08时,850hPa为负涡度区,中心数值为40/s,至26日20时变为中心数值80/s的正涡度中心,涡度有一个明显的发展加强过程,上升运动强烈(见图4b)。强烈的上升运动为此次暴雨的产生提供了良好的动力条件。

图4 (a)2019年6月26日20时850hPa垂直速度;(b)2019年6月26日20时涡度场

3.3 层结条件分析

本次暴雨发生时,存在一个明显的不稳定能量贮存过程,表现为T-lnp图上温度层结曲线与露点曲线呈现出向上分开的喇叭口状,同时存在一个明显的上干下湿的不稳定层结条件,利于贮存能量的爆发产生暴雨(见图5a、b)。

在卫星云图上,26日15时表现为一个带状云系自西向东影响呼伦贝尔市,呼伦贝尔市处于云系尾部,且随着降雨及地面气旋的移动减弱,云系强度也有所减弱(见图6a、b)。在雷达图上,以海拉尔雷达为例,雷达降水回波与云系移动相一致,表现为一个带状混合回波自西南向东北移动影响呼伦贝尔市,最大回波强度50dbz左右,速度场变现均匀,零速度线呈S型弯曲,有暖湿气流存在,也与天气图中风场表现相一致(见图6c、d)。

图5(a)26日08时海拉尔T-lnp图;(b)26日20时海拉尔T-lnp图

图6 (a)26日15时红外云图;(b)26日20时红外云图;

4 结论

①500hPa贝加尔湖低涡东移,西太平洋副高北抬对低涡继续东移形成阻塞之势,两者之间强盛的西南气流为本地带来水汽。②强烈的低空急流将渤海附近水汽带至呼伦贝尔市,使本地水汽得到大量补充,有利于暴雨的维持。③高空持续正涡度使高空槽脊地面气旋发展,上升运动加强。④不稳定层结有利于贮存的不稳定能量释放,有利于降雨的加强。⑤本次降雨自西向东影响呼伦贝尔市,并在移动过程中加强,对水汽条件、动力条件及不稳定层结条件的把握有助于降雨的预报,同时在对数值模式的检验中EC降雨预报依然最为稳定。

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