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金华市冬季异常连阴雨过程分析

2021-06-30丁霖李悦

科技风 2021年1期
关键词:金华市环流冷空气

丁霖 李悦

摘要:本文利用常规观测资料、实测降水资料和NCEP1°×1°再分析资料,分析了2018年冬季金华市连阴雨发生的环流背景和主要影响系统,结果表明:此次连阴雨环流形势不属于典型的欧亚阻高型及北方大低涡型,北方冷空气输送主要依靠巴尔喀什湖至贝加尔湖之间的高压脊前偏北气流。连阴雨期间副热带高压位置较常年偏北,低纬南支槽异常活跃,槽前西南气流输送的暖湿空气与脊前偏北气流输送的冷空气在金华市上空持续交汇形成切变线与锋区,造成了金华市异常连阴雨天气。而当南北支槽同向叠加,低层冷暖空气对峙形成准静止锋時,降水达到最强。

关键词:连阴雨;南支槽

1 绪论

2018年金华市冬季连阴雨持续时间长,日照时数显著偏少,期间出现了两次大范围降雪过程,对交通运输、农业生产和居民生活等造成了较大的不利影响。降水期间雨雾出现频繁,能见度较差,春运高峰期间交通拥堵严重;阴雨寡照天气使冬种进度推迟,各类农作物长势偏差,设施作物出现病害;持续阴雨导致空气潮湿,体感寒冷,各类疾病、流感高发。文献[1]指出,长江中下游连阴雨稳定形势是由于冷暖气团交汇形成的斜压不稳定使南支急流上的超长波在长江流域徘徊的结果。罗小莉等[2]指出由于乌拉尔山阻塞高压的偏强和维持,西太平洋副热带高压异常偏北,南支低槽系统活跃以及切变线一直在长江中游一带摆动,造成了2009年冬春之交长江中下游异常连阴雨。因此本文利用常规观测资料、实测降水资料和NCEP1°×1°再分析资料对2018年金华市冬季异常连阴雨进行分析,归纳出本次连阴雨环流形势、主要影响系统及降水落区与影响系统位置的关系,为今后本市连阴雨天气的诊断分析及具体的业务预报提供参考。

2 天气实况

2018年冬季,金华市出现历史罕见连阴雨天气,累积降水量(图1)、降雨日数和日照时数均打破历史纪录。全市平均累积降水量416.8毫米,为常年值的两倍,最大累计雨量出现在婺城区罗埠镇,达727.1毫米;平均降水日数达到60天,较常年偏多一倍,其中兰溪市郑家降雨日数最多,为75天;平均日照时数约为130小时,只有常年的四成,大部分地区无日照天数破历史纪录。连续的降水过程有2018年12月4日—16日、12月20日—23日、2019年1月2日—17日、2月7日—27日。连续阴雨寡照天气对农业、春运和交通等带来一定不利影响。

3 环流形势及阶段分析

此次冬季连阴雨过程中,金华市2月3日—5日,7日—27日均出现降水,降水日数达25天,故本文主要选取2019年2月份的资料对环流形势及阶段过程进行分析。

3.1 环流形势

从2019年2月份500hPa平均高度场(图2)可以看出,中高纬地区存在着两槽一脊形势:巴尔喀什湖至贝加尔湖之间的高压脊比较稳定,沃霍茨克海低槽维持,低纬短波槽比较活跃,影响浙江省的冷空气主要由巴尔喀什湖至贝加尔湖之间的高压脊前西北气流输送。与2009年冬春之交长江中下游连阴雨[2]相比,中高纬环流经向度略偏小,高压脊的位置明显偏东,高压脊波长较长,位于80°E~130°E之间,环流不属于典型的欧亚阻高型。而巴尔喀什湖以南地区环流形势比较接近,南支槽前西南气流不断输送水汽至我省。从2月份逐日500hPa高度场来看,副热带高压主要呈东西带状分布,位置较常年偏强偏北,降水期间,588线基本维持在20°N附近。这就形成南槽北脊在浙江省以西地区位相相反,副高北侧与南支槽前西南气流输送的暖湿空气与中高纬巴尔喀什湖以东高压脊前输送的冷空气在金华市上空交汇的形势[1],由于形势稳定维持,造成了金华市异常连阴雨天气。

3.2 阶段分析

2月1日—5日,中高纬度90°E~130°E之间为大型低涡控制;中纬度大陆地区西风环流比较平直,当出现冷空气扩散南下,南支槽发展加深时,降水便加强。6日—12日,中高纬大型低涡移至沃霍茨克海一带,并逐渐减弱,乌拉尔山高压脊开始建立,环流径向度有所加大,冷空气从自北冰洋沿乌拉尔山脊前偏北气流南下,在西伯利亚堆积形成横槽,横槽在东移过程中逐渐转竖,但由于横槽位置偏北,冷空气向南扩散程度较小,金华市前期降水量级较小。15—22日,不断有冷空气沿贝加尔湖脊前偏北气流向南输送,在青海至内蒙古一带形成低槽并在东移过程中逐渐加深为冷涡,在加深东移的过程中与南支槽同向叠加,振幅径向度显著增大,槽前正涡度平流提供了较强的上升运动条件,且槽前西南气流加强,水汽输送条件转好,出现了持续中到大雨天气。

4 影响系统

4.1 切变线与倒槽

将2月份同一时刻的850hPa风场、海平面气压场及6小时降水量结合起来分析可以看出,当低层西南气流加强,地面倒槽向东北方向发展时,降水落区基本上位于暖式切变线附近靠近西南气流一侧(图3);当地面冷高压发展,冷空气不断扩散或补充南下时,降水落区基本上位于850hPa冷式切变线偏暖区一侧,地面倒槽和地面冷高压之间的锋区中(图4)。

2月15日—17日,地面冷高压发展强盛且稳定维持,冷空气不断扩散南下,冷式切变线维持在浙江至湖南中南部,略有南北摆动。18日,西南气流加强,地面倒槽向江南加深发展为闭合低压,切变线逆转为东北西南向,随后低压东移入海,迅速引导冷空气南下。19日锋区逐渐入海,降水短暂间歇。20—21日,倒槽发展,冷暖空气势力相当,倒槽与冷高压产生对峙,850hPa切变线与锋区在浙中北一带维持,金华市普降大雨,局地暴雨。

4.2 南支槽与副热带高压

副热带高压和南支槽的长期稳定是造成此次连阴雨的必要前提。副热带高压的位置及南北进退,南支槽的强弱及更替对降水落区与持续时间起决定作用。从2月份环流形势来看,副高北跳时刻较降水时刻要提前1天左右,一次南支槽东移活动,就出现一次降水过程。当中纬度西风环流比较平直,南支槽东移入海时,全市出现降水暂歇;当副高明显北跳,588线北伸至20°N~25°N左右,副高西北侧西南气流加强,低空出现西南急流时,降水增强。当北方冷空气势力较强,在青海至内蒙古一带形成北支槽,且与南支槽同向叠加,西南水汽通道建立时,降水达到最强。

5 小结

通过上述分析,可以得出以下结论:

(1)此次冬季连阴雨持续时间长,累积降水量、降雨日数和日照时数均打破历史纪录,大部分地区无日照天数也破历史纪录。

(2)南北槽脊在浙江省以西地区位相不同,槽前西南气流输送的暖湿空气与脊前偏北气流输送的冷空气在金华市上空交汇,形成了切变线与锋区,这种形势稳定维持,造成了金华市异常连阴雨天气。

(3)副热带高压较常年偏北偏强,其西北侧强盛西南气流输送了大量暖湿空气,中低纬南支槽活动频繁,当其与北支槽同向叠加,低层冷暖空气对峙形成准静止锋时,降水达到最强。

(4)连阴雨期间,当地面倒槽发展时,降水落区基本上位于暖式切变线附近靠近西南气流一侧;当地面冷高压发展,冷空气不断扩散或补充南下时,降水落区基本上位于850hPa冷式切变线偏暖区一侧,地面倒槽和地面冷高压之间的锋区中。

参考文献:

[1]朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2007:79-80.

[2]罗小莉,王盘兴,李丽平.2009年冬春之交长江中下游异常连阴雨过程分析[J].气象研究与应用,2010,31(1):11-15.

[3]万慧,高雪娇,蒋伊蓉,等.1971—2017年榆林秋季区域连阴雨特征分析[J].陕西气象,2018(1):30-35

[4]钱卓蕾.2012年1月浙江低温连阴雨的背景场与成因分析[J].科技通报,2013,29(9):33-39

作者简介:丁霖(1989— ),男,汉族,湖北麻城人,本科,助理工程师,研究方向:气象;李悦(1988— ),女,汉族,湖南邵阳人,本科,工程师,研究方向:气象。

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