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红河州2018年6月23~26日低涡切变天气过程分析

2021-09-10李刚侯伟

科技研究 2021年4期
关键词:红河州

李刚 侯伟

摘要:本文利用地面气象监测资料、高空大气探测数据、数值预报产品等,对2018年6月23日至6月26日,受低涡切变影响,云南红河出现了一次全州性强降雨天气过程的降雨实况、大气环流形势、影响天气系统、物理量场等进对此次天气过程行了详细的分析,以期深入理解此次天气过程发生发展的形成原因和物理规律。

关键词:红河州;低涡切变;天气过程

1.降雨实况分析

1.1空间分布特征

2018年6月23日08时至6月26日20时,受低涡切变影响,红河州平均降雨量达 87.3mm,中北部平均 83.6mm,南部平均107.8mm,空間分布不均匀,呈南北多中间少的分布特征(图1)。北部的弥勒、泸西和南部的红河、元阳、绿春、金平等地降雨量较大,平均累计降雨量122.2mm,最大绿春165.7mm;个旧、开远、蒙自、屏边、河口等中东部地区降雨量居中,平均累计降雨量78.6mm,西部的建水、石屏降雨较少,平均累计降雨量56.1mm,最少的是石屏45.7mm(表1)。城区累计雨量最大的是泸西172.6mm,其次绿春143.4mm。乡镇累计雨量最大的站点是绿春骑马坝381.2mm、其次绿春平河331.7mm。

1.2 时间分布特征

从时间分布特征来看,此次强降雨天气过程从23日上午开始一直持续到26日下午才趋于结束,持续了3天,强降雨时段主要集中23日上午和24~25日。23日凌晨3时泸西金马小时雨量达23mm,上午10点前后降雨强度最强,泸西县城小时雨量达21.6mm,,泸西境内大部地区6小时累计雨量达超过40mm,中午12点以后降雨逐渐减弱(图2)。

24日6时前后文山南部开始出现大范围强降雨天气,随后强降雨落区逐渐向西移动,中午12时主雨带进入红河州,东南部的屏边、河口、金平等地开始出现区域性强降雨天气,晚上20时以后东南部地区降雨逐渐减弱,同时西南部的红河、绿春开始出现强降雨天气,北部的泸西、弥勒降雨再次加强,此后降雨范围逐渐扩大。25日6时主雨带呈东北西南向横跨红河全境,除西部的石屏、建水外全州大部地区普降大到暴雨局部大暴雨,中午12时以后石屏、建水境内也开始出现强降雨天气,下午18时以后中北部和西部地区降雨开始减弱,西南部地区强降雨天气继续维持。26日早上6时以前,主雨带移至红河州西南部和普洱市东南部,红河州境内红河、元阳、绿春、金平等西南部地区强降雨天气仍在持续,其余大部地区转为小到中雨天气,中午12时以后主雨带移出后,红河州境内降雨明显减弱。

2天气成因分析

2.1大气环流形势

6月23日08时500hPa高空图上,亚洲中高纬地区为两槽一脊形,高压脊位于贝加尔湖和巴尔喀什湖之间,脊区宽广而深厚,一直向东向南方向延伸至我国西北地区中东部。冷空气沿高压脊外围偏北气流取偏东路径从内蒙古中东部地区东移南下至江淮流域时受到西太平洋副高阻挡。副高压位置偏东,中心区域位于日本西南部的西太平洋上,588dagpm等值线西伸至我国东南部沿海地区。以此同时,孟加拉湾北部有一较弱的滇缅高压。滇缅高压东侧的西北气流与西太平洋副热带高压西侧的西南气流,在贵州西部和云南中东部辐合并形成一个高空低涡(图3 a)。

24日08时,西太平洋副热带高压西伸北抬,588dagpm线西伸至福建沿海内陆,原本位于贵州西部的低涡中西伸心南压并减弱消失为两高间辐合区,辐合区位于滇中至滇东南地区(图3b)。25日08时,随着西太平洋阳副热带高压进一步加强并西伸北抬,588dagpm线西伸至江南中部、华东北部,两高间辐合区再次西伸南压,辐合区中心移至云南南部到中南半岛北部(图略)。至26日20时,随着副高进一步西伸北抬,两高间辐合区减弱消失,滇中以南大部地区转为副高外围的东南气流控制,风力减弱,风速约6m/s(图略)。

2.2  天气系统分析

与高空系统相对应,23日08时,700hPa高空图上滇黔桂三省交界区有一个明显的低涡切变,低涡中心位于贵州北部。地面图上,云南中部至广西北部出现了一条明显的地面辐合线,低涡后部的东北气气流与低涡南侧的东南气流在此强烈相汇(图4)。此时红河州北部的泸西县正好位于地面辐合线的中部,因此23日上午泸西境内出现了暴雨和大暴雨天气。

24日08时,与高空辐合区相对应700hPa低涡切变从贵州北部迅速南压到滇东南地区的文山境内(图5a),文山南部出现了强降雨天气。下午14点以后系统开始向西北方向移动,红河州东南部开始出现强降雨天气(图5b)。之后系统快速西移北抬,晚上20时低涡中心移动到泸西境内,因此红河州东南部地区降雨逐渐减弱,北部的泸西、弥勒降雨再次加强(图5c)。25日08时,低涡中心减弱消失,切变辐合线自北向南横跨红河州全境,沿辐合线附近红河州各县市均出现了大到暴雨。之后系统逐渐缓慢向西移动 (图5d)。

25日08时至26日08时,西南暖湿气流沿中南半岛南上进入红河州境内时,在地形抬升作用和切变辐合系统影响下,在红河州西南部的红河、元阳、绿春、金平等地造成了持续性强降雨天气过程。26日08时,700风场上系统移出红河州辐合区进入普洱、版纳境内,红河州大部地区降水已经明显减弱 (图5e)。晚上20时,红河州大部地区转为西偏南气流控制(图5f),全州降雨降雨过程结束。

3 物理量场分析

3.1 水汽条件

过程期间,从红河州泸西(北部)、蒙自(中部)、石屏(西部)、绿春(西南部)、屏边(东南部)等地850hPa比湿时间变化曲线(图6)上分析发现:22日20时至23日20时,各站点比湿从约15g/kg迅速升高到17g/kg,24日白天下略有下降,但晚上20点以后再此升高至16g/kg以上。以上两个高峰期内,700hPa水汽通量场上,有一条较强的水汽输送带的从孟加拉湾北部向云南输送水汽,为此次强降雨天气过程提供了充沛的水汽输送,23日08时水汽输送通量达9g/cm*hPa*s,24日08时加强到10g/cm*hPa*s以上(图7),这两个时间段正好是红河州各站点出现强降雨天气的主要时段。

此次过程期间,200hPa高度场上(图8),云南大部地区处于南亚高压中心外围,高空为辐散场。700hPa涡度场上(图9),23日08时至25日08时,有一个正涡度中心,中心涡度达40*10e-5/s以上,从贵州西南部逐渐向红河州移动,移动过程中辐合上升强度逐渐增强,24日20时移至红河州东南部地区时中心涡度增加至50*10e-5/s以上,25日移至红河州西南部时又增加至60*10e-5/s以上,26日系统移出红河州,中心涡度迅速减弱至30*10e-5/s。根据埃克曼抽吸原理,这种高层大气辐散低层辐合的流场配置,为中低层大气的辐合上升运动提供了良好的动力条件,利于中低层水汽向上辐合,从而产生降雨天气。

3.3  大气层结稳定度

分析22日20时蒙自站高空大气探空图(图略)发现,CAPE值为1211.2J/kg,K指数为42.5℃,沙式指数SI为-2.18℃,600~700hPa高度上有一个干空气层,大气层结不稳定,不稳定能量高。23日上午,在高空低涡切变系统的驱动下,地面辐合线触发大气层结不稳定能量的迅速释放,高空辐散低空辐合,垂直方向上产生了上升运动,在上升运动过程中低层大气又得到了中高层干冷空气下沉运动的补充,辐合上升运动加速,从而触发了此次天气过程。

4.小结

(1)此次强降雨天气过程,是在西太平洋副热带高压西伸北抬过程中,副热带高压与滇缅高压之间两高辐区内形成。500hPa高空低涡和700hPa低涡切变是本次天气过程的直接影响系统,来自孟加拉湾的西南暖湿气流提供了充沛的水汽输送。

(2)过程期间,200hPa高度场上,云南大部地区处于南亚高压中心外围,高空为辐散。中低层700hPa涡度场上红河上空有一个中心涡度为40*10e-5/s以上的正涡度中心。这种高层辐散低层辐合的流场配置,为中低层大气的辐合上升运动提供了良好的动力条件。地面辐合线触发大气层结不稳定能量释放,是本次天气过程的触发条件。

参考文献

[1]朱乾根,等,天气学原理和方法(第4版)[M].气象出版社,2000.

[2]韩迁立,叶文群.云南红河一次冬季大暴雨天气过程分析[J].云南地理环境研究,2020,2.

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