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摘 要 利用数值预报产品、卫星云图以及雷达等资料对2011年7月25-26日辽宁省葫芦岛地区大暴雨过程进行了诊断分析。研究结果表明:高空槽、低空切变和地面倒槽是这次大暴雨发生的主要影响系统,低空急流将水汽源源不断地向暴雨区输送,雷达回波中表现为一条向东北方向移动的强回波带。卫星云图中显示出一个发展旺盛的中尺度对流云团。
关键词 大暴雨; 低空急流; 中尺度分析
葫芦岛地处辽宁省西部地区,夏季强降水危害较大。利用数值预报产品、卫星云图、雷达等资料对2011年7月25-26日的一次大暴雨过程进行分析,试图从中得到对强降水预报的一些启示,为今后此类强降水天气的预报提供一定的参考依据。
1 降水概况
7月25日00:00-26日14:00葫芦岛市出现大到暴雨、局地大暴雨天气,过程降水量46.0~181.0 mm。其中,超过100.0 mm的区域气象观测站有20个,超过50.0 mm的有54个。过程最大雨量181.0 mm,24 h最大降水量178.0 mm、12 h最大降水量158.0 mm,均出现在绥中永安乡。1 h最大降水量为66.5 mm,出现在绥中前卫乡。根据暴雨评估指标及计算方法,对本次过程进行评估,属于一级暴雨灾害。强降水集中在2个阶段:第1个阶段是7月25日02∶00-11∶00,主要落区在葫芦岛西部、南部;第2阶段从26日01∶00-07∶00,主要落区在葫芦岛东北部。
2 环流背景和天气形势特征
2.1 500 hPa环流分析 24日20:00 500 hPa高空槽(见图1)位于河套地区,呈南北向分布,新疆地区的小槽后部不断有冷空气分裂南下,使河套地区高空槽东移过程中加强,此时辽宁处于高压脊的控制之下。鄂霍茨克海附近存在明显的阻塞高压,对高空槽的东移起到阻挡作用。西太平洋副热带高压呈东西向分布,副高的北界在苏北地区。25日08∶00鄂霍茨克海地区阻塞高压有所加强,副热带高压584线南落,受其影响,河套地区的高空槽东移加深,逐渐影响辽宁地区,葫芦岛处于槽前西南气流区。
2.2 低空和地面形势分析 24日20∶00 850 hPa(见图2)切变线位于内蒙古东部至河北省,呈东北至西南向分布,从广西至渤海有明显的风速显著流线。25日08∶00该水汽输送带上的风速逐渐加强,从山东半岛至辽西地区的低空急流已经建立,它为暴雨的产生提供了持续水汽输送的条件。低空急流左侧的风速切变可形成较强的辐合,造成上升运动。绥中地区位于急流轴的左侧,同时切变线进一步东移至河北省中部,葫芦岛位于切变线前部。
24日20∶00地面华北气旋已经生成,并且倒槽顶部位于北京地区。25日02∶00华北气旋进一步加强,并在高空槽前偏南气流的引导下向东北方向移动,葫芦岛位于气旋倒槽的右前侧。26日05∶00气旋中心已经移到内蒙古中东部,葫芦岛受气旋底部影响。
3 物理量诊断分析
3.1 K指数 24日20:00葫芦岛地区处于K指数大于30的区域内,并且K指数的强度不断增强,到25日08∶00葫芦岛地区处于大于36的区域内,中心最大值在葫芦岛西部地区接近40,此时葫芦岛西部地区对流发展旺盛,降水剧烈。26日08∶00葫芦岛东部地区K指数大于36,有利于对流性降水的发生。
3.2 垂直速度 垂直速度会引起水汽、热量、动量、涡度等垂直输送,使大气中的能量转换得以实现,对天气系统的发生发展有很大的影响。一般而言,上升运动区与暴雨配合较好,暴雨多发生在大范围深厚的上升运动区内。25日05∶00 925 hPa的垂直速度大值区与强降水的落区非常吻合,见图3(a)。
3.3 假相当位温 假相当位反映了大气中能量的分布,暴雨一般发生在假相当位温大值中心或高能密集处。25日05∶00葫芦岛处于高能舌内部,西部地区假相当位温最大值接近80 K,在高空冷平流的作用下,致使大量不稳定能量在短时间内释放,西部地区出现强降水天气,见图3(b)。
4 卫星云图、雷达资料分析
4.1 雷达回波分析 25日05∶00(如图4)雷达回波逐渐在葫芦岛西部地区生成发展,最大强度有55 dbz。
然后,回波逐渐向东北方向缓慢移动,回波移向的前方不断有新生对流单体生成,使回波宽度不断增加。26日03∶00在葫芦岛东部沿海出现一条比较窄的强回波带,逐渐向东北方向移动,回波强度大于45 dbz的强回波单体呈点状分布,在葫芦岛东北部造成短时强降水。
4.2 卫星云图分析 分析卫星云红外图(如图5)发现,24日14∶00有一条东北—西南向的槽前云系,从黑龙江西部一直延伸到河南地区,对流云团小而分散。25日03∶00云带向东移动并发展,配合高空槽前西南水汽输送带,红外通道卫星云图上有一条南北向云带,辽宁西部和山东半岛分别有一个发展旺盛的中尺度对流云团,此时葫芦岛西部出现短时强降水。25日12∶00以后对流云团逐渐东移,葫芦岛地区的降水天气逐渐减弱。分析26日05∶00红外云图可知,在第2次强降水时段,对流云团并没有第1阶段发展的旺盛,说明此时发生在葫芦岛东北部的强降水是小尺度天气系统造成的。
5 结论
针对此次降水过程,着重分析高、低空天气系统的配合及动力条件、热力条件、水汽条件等物理量场,并利用雷达、卫星云图等手段对中尺度系统进行了分析。1)本次降水过程受高空槽、低空切变和地面倒槽的共同影响,是高低空形势共同配合的结果。2)低空急流的建立为本次强降水提供充分的水汽条件。3)物理量分析显示有利的热量、水汽、动力条件是强对流天气形成和维持的必要条件。暴雨落区和强度与K 指数、垂直上升速度、能量锋区等的分布和强度有关。4)卫星云图、多普勒雷达对短时临近预报有较好的指示意义。造成此次暴雨天气过程的中尺度对流系统,是在有利的大尺度环流背景下,不稳定能量在葫芦岛市区上空不断释放,促使对流云团在原地生成并不断发展,最终形成本次强降水。
关键词 大暴雨; 低空急流; 中尺度分析
葫芦岛地处辽宁省西部地区,夏季强降水危害较大。利用数值预报产品、卫星云图、雷达等资料对2011年7月25-26日的一次大暴雨过程进行分析,试图从中得到对强降水预报的一些启示,为今后此类强降水天气的预报提供一定的参考依据。
1 降水概况
7月25日00:00-26日14:00葫芦岛市出现大到暴雨、局地大暴雨天气,过程降水量46.0~181.0 mm。其中,超过100.0 mm的区域气象观测站有20个,超过50.0 mm的有54个。过程最大雨量181.0 mm,24 h最大降水量178.0 mm、12 h最大降水量158.0 mm,均出现在绥中永安乡。1 h最大降水量为66.5 mm,出现在绥中前卫乡。根据暴雨评估指标及计算方法,对本次过程进行评估,属于一级暴雨灾害。强降水集中在2个阶段:第1个阶段是7月25日02∶00-11∶00,主要落区在葫芦岛西部、南部;第2阶段从26日01∶00-07∶00,主要落区在葫芦岛东北部。
2 环流背景和天气形势特征
2.1 500 hPa环流分析 24日20:00 500 hPa高空槽(见图1)位于河套地区,呈南北向分布,新疆地区的小槽后部不断有冷空气分裂南下,使河套地区高空槽东移过程中加强,此时辽宁处于高压脊的控制之下。鄂霍茨克海附近存在明显的阻塞高压,对高空槽的东移起到阻挡作用。西太平洋副热带高压呈东西向分布,副高的北界在苏北地区。25日08∶00鄂霍茨克海地区阻塞高压有所加强,副热带高压584线南落,受其影响,河套地区的高空槽东移加深,逐渐影响辽宁地区,葫芦岛处于槽前西南气流区。
2.2 低空和地面形势分析 24日20∶00 850 hPa(见图2)切变线位于内蒙古东部至河北省,呈东北至西南向分布,从广西至渤海有明显的风速显著流线。25日08∶00该水汽输送带上的风速逐渐加强,从山东半岛至辽西地区的低空急流已经建立,它为暴雨的产生提供了持续水汽输送的条件。低空急流左侧的风速切变可形成较强的辐合,造成上升运动。绥中地区位于急流轴的左侧,同时切变线进一步东移至河北省中部,葫芦岛位于切变线前部。
24日20∶00地面华北气旋已经生成,并且倒槽顶部位于北京地区。25日02∶00华北气旋进一步加强,并在高空槽前偏南气流的引导下向东北方向移动,葫芦岛位于气旋倒槽的右前侧。26日05∶00气旋中心已经移到内蒙古中东部,葫芦岛受气旋底部影响。
3 物理量诊断分析
3.1 K指数 24日20:00葫芦岛地区处于K指数大于30的区域内,并且K指数的强度不断增强,到25日08∶00葫芦岛地区处于大于36的区域内,中心最大值在葫芦岛西部地区接近40,此时葫芦岛西部地区对流发展旺盛,降水剧烈。26日08∶00葫芦岛东部地区K指数大于36,有利于对流性降水的发生。
3.2 垂直速度 垂直速度会引起水汽、热量、动量、涡度等垂直输送,使大气中的能量转换得以实现,对天气系统的发生发展有很大的影响。一般而言,上升运动区与暴雨配合较好,暴雨多发生在大范围深厚的上升运动区内。25日05∶00 925 hPa的垂直速度大值区与强降水的落区非常吻合,见图3(a)。
3.3 假相当位温 假相当位反映了大气中能量的分布,暴雨一般发生在假相当位温大值中心或高能密集处。25日05∶00葫芦岛处于高能舌内部,西部地区假相当位温最大值接近80 K,在高空冷平流的作用下,致使大量不稳定能量在短时间内释放,西部地区出现强降水天气,见图3(b)。
4 卫星云图、雷达资料分析
4.1 雷达回波分析 25日05∶00(如图4)雷达回波逐渐在葫芦岛西部地区生成发展,最大强度有55 dbz。
然后,回波逐渐向东北方向缓慢移动,回波移向的前方不断有新生对流单体生成,使回波宽度不断增加。26日03∶00在葫芦岛东部沿海出现一条比较窄的强回波带,逐渐向东北方向移动,回波强度大于45 dbz的强回波单体呈点状分布,在葫芦岛东北部造成短时强降水。
4.2 卫星云图分析 分析卫星云红外图(如图5)发现,24日14∶00有一条东北—西南向的槽前云系,从黑龙江西部一直延伸到河南地区,对流云团小而分散。25日03∶00云带向东移动并发展,配合高空槽前西南水汽输送带,红外通道卫星云图上有一条南北向云带,辽宁西部和山东半岛分别有一个发展旺盛的中尺度对流云团,此时葫芦岛西部出现短时强降水。25日12∶00以后对流云团逐渐东移,葫芦岛地区的降水天气逐渐减弱。分析26日05∶00红外云图可知,在第2次强降水时段,对流云团并没有第1阶段发展的旺盛,说明此时发生在葫芦岛东北部的强降水是小尺度天气系统造成的。
5 结论
针对此次降水过程,着重分析高、低空天气系统的配合及动力条件、热力条件、水汽条件等物理量场,并利用雷达、卫星云图等手段对中尺度系统进行了分析。1)本次降水过程受高空槽、低空切变和地面倒槽的共同影响,是高低空形势共同配合的结果。2)低空急流的建立为本次强降水提供充分的水汽条件。3)物理量分析显示有利的热量、水汽、动力条件是强对流天气形成和维持的必要条件。暴雨落区和强度与K 指数、垂直上升速度、能量锋区等的分布和强度有关。4)卫星云图、多普勒雷达对短时临近预报有较好的指示意义。造成此次暴雨天气过程的中尺度对流系统,是在有利的大尺度环流背景下,不稳定能量在葫芦岛市区上空不断释放,促使对流云团在原地生成并不断发展,最终形成本次强降水。