辽宁地区一次局地暴雨到大暴雨成因分析

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暴雨是我国主要气象灾害之一,其不仅影响工农业生产,而且可能危害人民的生命安全,造成严重的经济损失。因此,暴雨预报是气象防灾减灾中的重要研究方向之一。中小尺度系统是暴雨过程的直接制造者。朱乾根等[1]指出,暴雨(特别是连续暴雨)的重要条件为降水持续时间。不同尺度系统相互作用产生
暴雨,其中:天气尺度系统提供了有利的环流背景;中小尺度天气系统一般只会引发短时暴雨,但若干中小尺度系统的连续影响可使暴雨系统维持或加强。7月下旬至8月上旬是辽宁暴雨频发时期,本文选取2016年7月30日至8月2日发生在辽宁地区一次局地暴雨
到大暴雨过程,主要从环流形势、物理量和雷达资料3个方面进行分析,阐述暴雨产生机制,以期为今后的预报工作提供借鉴和参考。
1天气实况
2016年7月30日20:00至8月2日8:00,辽宁
省出现局部暴雨到大暴雨天气,同时伴随雷暴大风、短时强降水等强对流天气(图1)。本次天气过程平均降水量29.8mm ,降水量居前3位的分别是瓦房店万家岭(208.6mm )、凤城石城子(162.1mm )、瓦房店老爷庙(161.3mm )。其中,大暴雨主要出现在大连和丹东部分乡镇。
此次天气过程中出现了较强的对流天气,8月1日14:00,锦州凌海双羊镇出现10级瞬时大风;全省共监测到闪电6568次。
2环流形势的演变
7月30日20:00,500hPa 巴尔喀什湖附近为低
槽,贝加尔湖为高压脊,内蒙古中部至河北南部为低槽,副高呈带状分布,588dagpm 线位于朝鲜北部,辽宁地区受高空槽前西南气流控制。河南、山东北部以及大连地区风速依次递减,分别为12、10、8m/s ,大连地区存在风速的辐合,辽宁西部和大连地区开始降水。850hPa 辽宁北部有一横切变,辽宁受西南气流影响,低压带控制辽宁地区。
7月31日上午8:00,500hPa 高空槽东移加强成
一低涡,588dagpm 线南落至朝鲜中部,降水进入辽宁。850hPa 切变东移加强成一涡旋至内蒙古和辽宁交界,本溪、辽阳、沈阳和铁岭一带存在偏南风风速辐合区,最大风速为8m/s ,相应风速辐合区降水加强。7月31日20:00,500hPa 高空槽继续东移至辽宁
旅游胜地介绍中部到渤海一线,副高西伸脊点北抬,与大陆高压打通,副高断裂,588dagpm 线南落至朝鲜半岛中部。700hPa 高空槽略偏西,形成前倾形势,辽宁大部分地区出现强对流天气。850hPa 上闭合中心移至辽宁西部,渤
摘要利用常规观测资料、多普勒雷达资料和NCEP 2.5°×2.5°资料,对2016年7月30日至8月2日辽宁局地暴雨到大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:辽宁上空高空槽东移加强形成低涡,低涡后部不断分裂冷空气并与副热带高压后部西南急流带来的暖湿空气相结合形成暴雨。大气不稳定能量的形成和不断积累是此次暴雨前期的特征,也为中尺度对流系统的形成提供有利条件。因为垂直上升运动和水汽
景德镇景区有哪些景点输送的配合度较好,此次暴雨过程持续时间较长。分散性的对流单体在雷达基本反射率产品中显示明显,50~60dBZ 强回波持续出现且回波稳定少动,径向速度存在逆风区,这是产生辽宁暴雨的直接原因。
关键词不稳定能量;局地暴雨;成因;列车效应;辽宁省中图分类号P458文献标识码A 文章编号1007-5739(2021)07-0189-02DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2021.07.073开放科学(资源服务)标识码(OSID ):
辽宁地区一次局地暴雨到大暴雨成因分析
孙瑶崔修来*张运芝牛星雅
(营口市气象局,辽宁营口115001)
*通信作者
收稿日期
2020-10-14
0图17月30日至8月2日辽宁省过程雨量
现代农业科技2021年第7期资源与环境科学
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海—大连北部—营口南部—丹东一带存在风速辐合区,最大风速达到10m/s ,西南风暖湿气流源源不断地输送水汽,大连和营口地区降水加强。8月1日8:00,500hPa 大陆高压略有北抬,588dagpm 线南落至朝鲜半岛南部。850hPa 切变继续东移至沈阳、辽阳、鞍山一带。8月1日20:00,500hPa 贝加尔湖高压脊前冷空气不断下滑,低涡中心南压至辽宁南部,588dagpm 线继续南落。850hPa 切变移动到大连地区。8月2日8:00,500hPa 低涡移出辽宁,降水结束。
3物理量场分析
3.1水汽条件
在辽宁区域性暴雨过程中,一般有显著的水汽输
送条件,区域上空有丰富的水汽汇合[2]。由NCEP 2.5°×
2.5°资料计算出700hPa 水汽通量和850hPa 水汽通量散度,低层水汽通量辐合是造成水汽辐合的主要原因。7月31日14:00700hPa 水汽通量场见图2(a )。可以看出,从渤海向东输送到辽宁南部、东部,水汽输送源源不断,且水汽通量较大,为7×10-5kg/(m ·s ),850hPa 水汽通量散度场显示负水汽通量散度中心在
辽宁东南部,已处于明显的水汽辐合区内,见图2(b )。3.2假相当位温
高温高湿区域是暴雨和强对流天气的必要条件。湿层很厚也是暴雨的重要因素。从8月1日8:00700hPa 和850hPa 的θse 水平分布情况来看,辽宁地区处于自
50°N 35°N 40°N 45°N 30°N 110°E
130°E
125°E
120°E
115°E
135°E
8
5674
水汽通量矢量/×10-5kg ·m -1·s -1
50°N 40°N 60°N
30°N 20°N 110°E
130°E
120°E
140°E
100°E
-1.0
-0.50
水汽通量散度/
×10-5kg ·m -2·s -1
a
b
注:a 为700hPa 水汽通量矢量;b 为850hPa 水汽通量散度。
图22016年7月31日14院00水汽通量矢量和水汽通量散度
西南向东北方向延伸的高能舌区域内,两层都有高值区的重叠区域,对流不稳定能量加大;8月2日8:00θse 值明显减小,说明在此次局地暴雨中,前期高温高湿天气所蓄积的不稳定能量释放是导致强降水形成的有利条件。3.3上升运动条件
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垂直上升运动使空气绝热冷却达到饱和,并将水平水汽向上输送,进而凝结成水滴降落下来。上升速度大小决定了降水量大小[3]。从7月31日14:00700hPa
垂直速度场的水平分布结合实况来看,辽宁南部和东部垂直速度为-1.5×10-3~-1.0×10-3hPa/s ,为上升气流,辽宁东部位于上升速度中心,与暴雨落区有较好的对应关系。
4雷达资料分析
4.1反射率因子的演变
从营口S 波段雷达组合反射率因子图可以看出,7月30日20:00辽宁西部和大连地区开始降水;
30日23:00,辽中区北侧有强回波产生,逐渐向北发展至新民市,最强回波强度达58dBZ 。31日11:00丹
东地区出现分散性强对流单体,回波东移且面积扩大,最强回波强度达53dBZ ;12:03辽阳、鞍山、营口地
区出现分散性的强回波;12:27回波东移且面积扩大,回波整体呈“人”字形分布,属于典型的对流性降水回波,呈块状且强度梯度较大,最强回波为62dBZ ,逐渐影响本溪、丹东地区。31日22:00至1日4:00渤海中部、营口南部、大连北部、丹东地区强对流单体不断生成发展向东移动,形成“列车效应”,从低层到高层回波强度和位置少变,最强的回波为57~60dBZ ,这是导致辽宁南部地区暴雨发生的主要回波特点[4-6]。
4.2雷达回波径向风场特征
径向速度可以显示大气风场的状态,暴雨发生需要配合有利的风场条件[6]。营口S 波段雷达径向速度
桂林阳朔玩几天合适产品出现低空急流、逆风区、气旋性辐合或强烈的风切变是暴雨的主要速度特征。逆风区与暴雨的产生有很好的对应关系,逆风区尺度越大、伸展厚度越厚、持续时间越长,越容易造成暴雨。31日22:07仰角0.5°径向速度在庄河北侧30km 处有逆风区(图3),并在1.5°~2.4°仰角存在逆风区,一边为辐散区,另一边为辐合区,构成了产生暴雨的垂直环流结构。
5结论
辽宁上空高空槽东移加强形成低涡,低涡后部不
(下转第196页)
190
图32016年7月31日22院07仰角0.5°径向速度
国庆假期去哪里玩比较好断分裂冷空气并与副热带高压后部西南急流带来的暖湿空气相结合,冷暖空气交汇形成暴雨。大气不稳定能量的形成和不断积累是此次暴雨前期的特征,也是中尺度对流系统形成的有利条件。此次暴雨过程持续时间较长是因为垂直上升运动和水汽输送的配合
度较好。分散性的对流单体在雷达基本反射率产品中显示明显,强回波(50~60dBZ )持续出现,形成“列车效应”,回波稳定少动且径向速度产品显示存在逆风区,这是产生辽宁暴雨的直接原因。
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(上接第190页)
a
b
c
注:a 为14:23;b 为15:02;c 为15:08。
图82020年6月21日海南雷达0.5°仰角平均径向速度
地形的辐合抬升,并配合有利的水汽条件和较强的垂直风切变,对流加强,形成了局地性短时强降水。(3)地面自动站风场上存在中尺度风场辐合中心2021年九寨沟全部开放了吗
和辐合线。南北风力不断加强的过程中,气象要素表现为气温急降、气压涌升、风向突变、风力猛增以及相对湿度大幅上升的特点,是一次典型的雷暴云过境,具有对流性降水特征。
(4)通过雷达回波分析,在地面辐合线及地形不断触发下,出现了生命期较短的多个对流小单体,东移的过程中沿地面辐合线不断新生增强,中心强度达55dBZ ,强降水时段与单体合并增强吻合。
5致谢
感谢青海省海南州气象台梁宁、买永瑞为本研究提供海南雷达原始资料的支持。
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