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赤峰市一次大到暴雨过程诊断分析

2021-12-30晋亮亮

科技信息·学术版 2021年5期
关键词:强降水

摘要:利用FNL NCEP1°×1°再分析资料对2014年6月6日赤峰市地区一次强降水天气过程进行诊断分析。结果表明:本次降水的主要影响系统为高空槽,低空低涡及切变线,700hPa低空急流的对水汽和能量的输送有利于强降水的出现,下游高压脊的阻挡作用有利于降水时间的延长,对降水的累积有利。强降水发生时,赤峰地区上空高层负涡度,低层正涡度及700hPa以上强烈的上升运动为该地区持续性强降水的发生、发展提供了动力条件。高层辐散,低层辐合也是有利于强降水出现的动力条件之一。700hPa水汽辐合有利于水汽和能量的汇聚,为强降水的发展提供了必要的条件。

关键词:强降水;散度;涡度;垂直速度;水汽通量散度

1 天气实况

2014年6月6日-7日,赤峰市出现较强降水天气过程,中南部地区普降大雨,局部暴雨。最大降水量出现在翁牛特旗的巴达营子,24小时降水量达63.4mm,其中大于25mm的有11站,4个站降水量大于50mm。

2 环流背景

6日08时500 hPa高空形式图上,中高纬呈西高东低型,巴尔喀什湖至乌拉尔山有阻塞高压存在,乌拉尔山以东有一中心高度为528 hPa的冷涡存在,冷涡底部不断有冷空气分裂东移。位于蒙新高地的高空槽前有较强的暖平流,使贝加尔湖南侧的高空脊向东北方向发展,由于上下游效应,下游的高空槽向西南方向加深。6日14时,高空槽在内蒙古锡林郭勒盟中部形成低涡,赤峰市位于低涡前的西南气流中,槽前正涡度平流有利于低层系统的发展。同时在鄂霍次克海处在阻塞系统,减慢了低涡的东移,使降水时间延长,有利于大量级降水的出现。700hPa高度场上,赤峰市处于槽前的西南气流中;流场上,赤峰市中部存在西南-东北向辐合线,辐合线南侧的西南气流有利于水汽和能量向降水区输送,在河北省东北部有大于12m/s的低空急流,有利于降水的增幅。850hPa上赤峰市位于低涡的顶前部,流场上,辐合线位于赤峰市的南部,低涡前部和辐合线的动力抬升左右有利于南部暴雨的出现。另外可以看出降水大值区主要位于700hPa和850hPa辐合线之间。海平面气压上,赤峰市位于地面倒槽的顶部,但是地面倒槽偏南,对南部降水的出现有利。

3 动力条件

3.1 涡度分析

涡度是表征流体旋转特性,通过对6日14时沿119E做的41N~44N涡度垂直剖面分析,可以看出550hPa以下为正涡度,正涡度中心在700hPa附近,达到了8×10-5 s-1 ;550hPa以上为负涡度,负涡度中心在300~350hPa之间,达到了-8×10-5 s-1 。这种高层负涡度与低层正涡度相配置,表明所分析区域有较显著的垂直上升运动。涡度平流表征由水平风引起的涡度输送,其中相对涡度平流的作用是使槽脊移动。通过对6日14时沿119E做的41°N~44°N涡度平流垂直剖面分析,可以看出43N以南的地区,600hPa以下为负涡度平流,负涡度平流中心在700hPa附近,为-2×10-9 s-2,600hPa以上为正涡度平流,正涡度平流中心在400hPa附近,为9×10-9 s-2;在43N以北的地区负涡度平流中心位于300hPa附近,达到-7×10-9 s-2,250hPa以上为正涡度平流。虽然整个分析区域负涡度平流的中心不同,但是整体表现为下层负涡度平流,上层正涡度平流。根据ω方程可知,涡度平流随高度增加,表明该区域有上升运动。而涡度和涡度平流这种配置,与该区域的较强降水有密切关系。

3.2 散度分析

散度是衡量速度场辐合、辐散强度的物理量。从6日20时散度空间剖面可知,850hPa~600hPa为辐合层,并在650hPa附近存在-10×10-5s-1的辐合中心,550 hPa~500 hPa为无辐散层,400 hPa~250 hPa为辐散层,在300hPa存在8×10-5s-1的辐散中心。低层辐合高层辐散,表明剖面区域内存在显著的上升运动,而且大范围的强降水就产生在低层辐合、高层辐散相叠加的区域里。7日02时,低层辐合减弱,辐合层高度降低,高层辐散层消失,赤峰市中部地区强降水减弱。

4 水汽条件

水汽是形成降水的必要条件,强降水的形成必须有水汽的输送和累积,水汽的垂直分布与温度的垂直分布一样,都是影响气层稳定度的重要原因。一般认为低层700 hPa的湿度与降水有直接的关系。通过对6月6日14时700hPa水汽通量散度的分析,发现700 hPa水汽辐合区在河北省西部到赤峰市西部一线,呈西南-东北向分布,赤峰市西部的水汽通量散度为-3×10-8g/cm·hPa·s。20时水汽辐合区向东南下,而且水汽辐合大值区也明显扩大,赤峰市南部存在水汽辐合中心,中心达到-5×10-8g/cm·hPa·s,说明在赤峰市中南部地区上空存在水汽的汇聚与增加趋势,这种状态为强降水的发展提供了必要的条件。

5 结论

(1)低涡后部冷空气与西南暖湿气流在赤峰上空交绥,下游阻塞系统减速了系统的东移,配合低层切变线,造成赤峰地区持续性强降水。

(2)高層正涡度、低层负涡度以及高层辐散、低层辐合。这种配置维持在赤峰上空,对强降水的发生、发展提供了动力条件。

(3)700hPa上升运动中心和水汽辐合中心,与强降水发生的区域和时间段相吻合,说明700hPa上升运动中心和水汽辐合中心对强降水的落区有指导意义。

参考文献:

[1]朱乾根,林锦瑞,寿绍文.唐东昇,天气学原理和方法(第四版) [M].北京:气象出版社,2007年7月.

[2]袁媛,董金芳,陈小婷,等.延安盛夏一次强降水天气过程成因分析[J].陕西气象,2014.(2):6—9.

[3]牛乐田,崔钜胜,胡伟,等.2013-05-25陕西中南部区域性暴雨天气解析[J].陕西气象,2014.(1):4-8.

[4]滕水昌,殷玉春.河西走廊一次大雨天气诊断分析[J].干旱气象,2010.28(1):81-86.

作者简介:晋亮亮(1984- ),男,南京信息工程大学海洋科学专业毕业,现从事中短期天气预报工作。

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