2015年7月30日大连地区久旱转雨暴雨过程分析

2016-12-20 13:45吴春英蒋婷婷钟博高燕
现代农业科技 2016年20期
关键词:急流低空强降水

吴春英++蒋婷婷++钟博++高燕

摘要 利用常规观测、加密自动站气象站以及NCEP/NCAR再分析等资料,分析了2015年7月30日大连地区久旱转雨一次降雨过程。结果表明:大连地区7月30日暴雨过程是在前期中高纬度为两槽两脊阻塞环流,中国中西部大陆由高压控制,高压明显偏强,副热带高压偏东的形势下产生的。地面倒槽、低层切变线和500 hPa短波槽和副热带高压是强降水的主要影响系统。中低空急流、切变线建立、3支气流的汇合,为强降水提供了水汽输送和不稳定能量及动力条件。暴雨产生在低空急流左前方切变线右侧。本次降雨较大的K指数为暴雨提供了不稳定条件。中、低层有大的比湿为降雨提供较好的水汽条件。低层辐合、高层辐散为暴雨产生提供了动力条件。

关键词 暴雨;环流特征;低空急流;物理量;辽宁大连;2015年7月30日

中图分类号 P458.1+21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)20-0234-02

暴雨作为东北地区最主要的灾害性天气之一,具有突发性强、强度高、持续时间长等特点[1]。许多学者通过个例分析与历史变化分析,对东北地区的暴雨进行了研究,主要集中在暴雨的时间分布[2-6]、强度特征、大尺度环流系统等气候特征方面,同时对其影响系统进行了探讨[7-8],对辽宁暴雨的预报工作具有重要的指导意义。

大连位于辽宁西南部沿海地区,常出现暴雨并导致灾害。2015年7月30日,大连地区出现了一次久旱转雨的暴雨天气过程。由于长时间的干旱,影响了农业生产,因此对转折性天气过程的预报准确性具有重要作用。分析和探讨久旱后的暴雨天气过程及其前期气候背景、相关大尺度环流形势、层结和水汽条件的特点等有重要的现实意义。本文利用常规、加密自动气象站、NCEP 1°×1°再分析资料,采用动力诊断分析方法,对暴雨天气过程的各个方面进行分析,可以为今后大连地区的暴雨预报提供参考。

1 降水概况

2015年夏季大连地区持续少雨,各地出现中度干旱,长兴岛、瓦房店部分地区出现重度干旱。此次降雨对全市旱情的缓解起着决定性作用。7月30日1:00—8:00各地出现降雨,平均降雨量30 mm,大多数地区降雨量30~70 mm,最大为94 mm,出现在普兰店修屯河。本次降水过程是一次转折性天气过程,解除了大连地区旱情。

2 环流形势特征

2.1 500 hPa环流形势

2015年7月下旬欧亚大陆中高纬度为两槽两脊阻塞环流形势,中国中西部大陆由高压控制,高压明显偏强。副热带高压偏东偏南,26日开始西伸明显增强。29日20:00 5 880 gpm东侧到达112°E,北界到达35°N。29日20:00(图1)副热带高压东侧5 880 gpm明显东撤,北端向北延伸至37°N,形成5 920 gpm闭合中心达到30°N。中国西藏到贝加尔湖由高压控制,贝加尔湖有5 760 gpm闭合中心,在河套东部高压脊有短波槽东移。30日8:00副热带高压东撤南落,5 880 gpm西侧向东撤了7个经度,北界向南落了2个纬度。

此次强降水发生在副热带高压加强北抬西伸后南落东撤,北部冷槽南压过程中,副高边缘高温高湿空空气与短波槽输送的冷空气在大连地区交汇,为本次暴雨过程提供了有利条件。

2.2 地面形势场

7月29日20:00长江以北的中国大陆由低压控制,低压中心987.5 hPa位于新疆、青海、西藏的交界处。河套—华北—东北位于倒槽顶部,内蒙东北部有高压脊插入,使倒槽顶部等压线气旋曲率弯曲。30日8:00内蒙北部高压底部南落,使倒槽顶部挤压变窄,倒槽西北部有冷空气侵入倒槽顶部暖湿空气中产生对流性降水。

2.3 850 hPa与700 hPa急流和切变线

7月29日20:00 700 hPa没有急流形成,切变线位于辽宁省北部北票、阜新到章武一带,30日8:00(图2)切变线位于营口至山东一带,山东到大连建立了西南低空急流,烟台风速20 m/s,大连风速达到32 m/s。有东北风、西南风、西北风3支气流汇合在大连一带。7月29日20:00 850 hPa与700 hPa无低空急流形成,在辽宁的北部有切变线维持,30日8:00 850 hPa切变线位于营口至莱州湾一带,从海南岛—山东—大连建立了完整的低空急流,700 hPa有相同3支气流在大连一带汇合,长兴岛位于低空急流左前方切变线右侧。

综上,在本次降水过程中,低空急流前部有3支气流共同汇合,有较强的辐合,为强降水提供了不稳定能量,另一方面为暴雨提供了水汽输送。切变线为暴雨提供了动力条件。强降水分布在低空急流的左前方切变线与急流轴之间。

3 物理量场分析

3.1 比湿

暴雨的产生要有充沛的水汽输送。暴雨是在大气饱和比湿达到相当大时才能形成。700 hPa比湿≥8 g/kg,相当于850 hPa比湿≥14 g/kg是大雨、暴雨的必要条件[9]。本次降雨前29日20:00 850 hPa比湿达到14 g/kg,700 hPa比湿较小,为5 g/kg。30日8:00 850 hPa比湿达到12 g/kg,700 hPa比湿达到8 g/kg。本次降水前低层有较好的水汽条件,之后中层比湿增大,此次降雨有较好的水汽条件。

3.2 K指数

29日20:00 K指数分布在河套东部华北到东北地区,为舌状东北西南向分布,中心36 ℃,长兴岛区32 ℃。30日8:00 在辽东半岛有36 ℃大值中心,长兴岛达到36 ℃,本次降雨较大的K指数为暴雨提供了不稳定条件。

3.3 水汽通量散度

分析长兴岛区降水前29日20:00(表1)850 hPa以上为辐合,925 hPa层最小为-35(cm2·hPa·s)-1,中层700 hPa为5(cm2·hPa·s)-1,为辐合,但辐合值较小,500 hPa以上为0,无辐合辐散。30日8:00 700 hPa为负值,中低层有辐合,高层无辐散。本次降水过程中低层有明显辐合,高层辐散较小,为暴雨产生提供一定的条件。

4 结论

(1)长兴岛2015年7月30日暴雨过程是在前期中高纬度为两槽两脊阻塞环流形势下,中国中西部大陆由高压控制,高压明显偏强,副热带高压偏东的形势下产生的。

(2)地面倒槽、低层切变线和500 hPa短波槽和副热带高压是强降水的主要影响系统。

(3)中低空急流、切变线建立,3支气流的汇合,为强降水提供了水汽输送和不稳定能量及动力条件。暴雨产生在低空急流左前方切变线右侧。

(4)高空急流右后方辐散与水平场分流辐散叠加,使高空辐散加强。低空急流左前方辐合和高空急流右后方辐散耦合,是强降水产生的动力条件。

(5)本次降雨较大的K指数为暴雨提供了不稳定条件。本次降水过程中、低层有大的比湿为降雨提供较好的水汽条件。本次降水过程中低层有明显辐合,高层辐散较小,为暴雨产生提供有力的动力条件。

5 参考文献

[1] 王东海,钟水新,刘英,等.东北暴雨的研究[J].地球科学进展,2007,6(22):549-560.

[2] 郑秀雅,张延治,白人海.东北暴雨[M].北京:气象出版社,1992:19-43.

[3] 丁士晟.吉林省大暴雨的统计分析[J].大气科学,1983,7(4):432-437.

[4] 卢娟,孟莹,潘静,等.近4年辽宁极端降水事件分析[J].辽宁气象,2004(4):8-9.

[5] 景学义,方丽娟,郭家林,等.黑龙江省暴雨的特征及天气学分类[J].自然灾害学报,2005,14(1):54-58.

[6] 刘实.东北地区夏季降水的气候变化区别[J].吉林气象,2000(3):12-14.

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[8] 陈传雷,孙欣,蒋大凯,等.辽宁省夏季降水特点分析[C]//中国气象学会2007年年会.天气预报预警和影响评估技术分会场论文集,2007.

[9] 朱前根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2000:321.

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