張丹梅 辛艷輝 楊曉彤
摘 要:利用阜新地區(qū)2004-2013年29次天氣過程中36個時次短時暴雨相關(guān)數(shù)據(jù),采用統(tǒng)計(jì)學(xué)、天氣學(xué)和物理量計(jì)算等方法,從低空急流的角度對阜新地區(qū)短時暴雨的時間分布規(guī)律、天氣形勢、典型環(huán)境場特征和預(yù)報指標(biāo)進(jìn)行研究,并利用2013年8月12日午后發(fā)生的短時暴雨天氣過程對低空急流的作用進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:(1)阜新地區(qū)短時暴雨的月變化特征顯著,主要發(fā)生在6~8月;日變化規(guī)律也非常明顯,11:00~18:00時出現(xiàn)的幾率最大。(2)阜新地區(qū)產(chǎn)生短時暴雨的天氣系統(tǒng)按照低空急流和500hPa天氣形勢分為渦旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、橫槽式無急流型等4種類型;(3)低空急流的氣流多來自熱帶洋面上,因此它往往起著輸送低空大量的熱量、水汽和動量的作用,當(dāng)它將暖濕空氣輸送到較干較冷空氣的下方時,就形成了不穩(wěn)定層結(jié),在低空急流左側(cè)上升運(yùn)動的觸發(fā)下,易產(chǎn)生對流性降水;(4)選取中低層比濕、露點(diǎn)、渦度、散度、垂直速度、K指數(shù)、θse(850-500)、T(850-500)、V(700-850)、V(850-925)等物理量作為預(yù)報因子,建立本地化短時暴雨預(yù)報指標(biāo)。
關(guān)鍵詞:低空急流;短時暴雨;影響研究;阜新地區(qū)
中圖分類號 P458 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)15-146-06
Abstract:Temporal distribution, physical quantity field and prediction index of 29 weather processes of short-time rainstorm in 36-times from 2004 to 2013 in Fuxin the use of the methods of statistics, synoptic meteorology and physical quantity calculation. And the effecting of low-level jet was explored based on the short-time heavy rain at pm on August 12,2013. The results showed that,(1)The time-space distribution of short-time rainstorms was not uniform. Its monthly variation was significant, focusing primarily on June to August, diurnal change was great, mostly appearing from 11:00 to 18:00.(2)According to low-level jet and weather situation of 500hPa, rainstorm weather can be divided into four types: vortex-jet, front of upper groove-jet northwestern of the subtropical high-jet, sidelong groove-no jet.(3)When the warm-wet air brought under the drier and colder, instability stratification was formed. Convectional precipitation easily fell under the trigger action of upward movement on the left side of the low-level jet. (4)Selecting twenty-one forecast factors---specific humidity, vorticity, divergence, vertical velocity at 700hPa, 850hPa and 925hPa,dew point at 850hPa, 925hPa,1 000hPa and surface, θse(850-500)T(850-500)V(700-850)、V(850-925) and K index, which had apparent physical significance to short-time rainstorm weather, we could establish prediction index of Fuxin.
Key words:Low-level jet;Short-time rainstorm;Impact study;Fuxin area
短時暴雨具有降水時間短、雨強(qiáng)大、局地性強(qiáng)的特點(diǎn),易導(dǎo)致城市內(nèi)澇、農(nóng)田漬澇和山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害,城市內(nèi)澇常影響人們的出行,嚴(yán)重的農(nóng)田漬澇易造成農(nóng)作物減產(chǎn),為此短時暴雨的預(yù)報服務(wù)已成為各級氣象部門對政府公眾服務(wù)的一個重點(diǎn)。由于短時暴雨形成的復(fù)雜性,不同的環(huán)境場往往產(chǎn)生不同的強(qiáng)度和落區(qū),因此短時暴雨天氣的預(yù)報仍然存在較大的難度。
低空急流被認(rèn)為是對暴雨和強(qiáng)對流天氣提供動力和熱力條件的重要天氣系統(tǒng)[1-2],對于暴雨的形成低空急流一方面起著輸送水汽和能量的作用,另一方面又有助于維持必要的動力學(xué)條件。研究指出[3-4],低空急流附近存在許多中小尺度的物理量特征,他們與未來暴雨天氣的關(guān)系比大尺度特征更為密切。
目前國內(nèi)外對低空急流和短時暴雨研究較少,對低空急流和短期暴雨的研究較多,而且研究的內(nèi)容大多集中在個例分析、對比分析[5-7]等,與短時暴雨的預(yù)報方法有一定的距離。在遼寧短時暴雨的研究中,通常將降水量大于或等于20mm/h的降雨定義為短時暴雨。本文以伴隨阜新短時暴雨過程的低空急流為出發(fā)點(diǎn),尋找動力、熱力特征進(jìn)行合成分析,進(jìn)一步弄清低空急流與阜新地區(qū)短時暴雨的關(guān)系。
1 資料和方法
選取阜新市共有的兩個常規(guī)氣象觀測站(阜新縣站和彰武縣站)2004-2013年共10a的1h降水量作為研究資料,統(tǒng)計(jì)分析阜新市的短時暴雨氣候變化規(guī)律。利用時間間隔為6h、空間分辨率為1km的NCEP/NCAR全球再分析資料進(jìn)行物理量的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析。選取1h降水量大于或等于20mm作為短時暴雨指標(biāo),2004-2013年阜新地區(qū)共有29個短時暴雨天氣過程,出現(xiàn)時次為36。
2 結(jié)果與分析
2.4 物理量場分析
2.4.1 水汽條件 水汽是形成暴雨的重要條件。從850hPa水汽通量散度可以看出,引起阜新短時暴雨的主要水汽輸送帶有3條:一是從黃海、渤海向北輸送到我區(qū)北部,二是從黃海經(jīng)渤海向西輸送到阜新西部,三是從東海進(jìn)黃海到達(dá)阜新東南部。暴雨發(fā)生時,阜新地區(qū)位于負(fù)水汽通量散度中心附近。
3 結(jié)論與討論
(1)阜新地區(qū)短時暴雨的月變化特征顯著,主要發(fā)生在6~8月;日變化規(guī)律也非常明顯,11:00~18:00時出現(xiàn)的幾率最大。
(2)阜新地區(qū)產(chǎn)生短時暴雨的天氣系統(tǒng)按照低空急流和500hPa天氣形勢分為渦旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、橫槽式無急流型等4種類型。
(3)低空急流的氣流多來自熱帶洋面上,因此它往往起著輸送低空大量的熱量、水汽和動量的作用,當(dāng)它將暖濕空氣輸送到較干較冷空氣的下方時,就形成了不穩(wěn)定層結(jié),在低空急流左側(cè)上升運(yùn)動的觸發(fā)下,易產(chǎn)生對流性強(qiáng)降水。
(4)選取中低層比濕、露點(diǎn)、渦度、散度、垂直速度、K指數(shù)、θse(850-500)、T(850-500)、V(700-850)、V(850-925)等物理量作為預(yù)報因子,建立本地化短時暴雨預(yù)報指標(biāo)。
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(責(zé)編:張長青)