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烏海市一次降水漏報過程分析

2015-05-30 20:15:38康晟煒楊紅子
安徽農(nóng)業(yè)科學 2015年8期
關(guān)鍵詞:漏報

康晟煒 楊紅子

摘要:通過對2014年6月5日烏海市的一次降水漏報過程進行綜合分析,著重分析此次對流性降水天氣過程漏報的原因,提出未來在預報類似對流性降水須注意的幾個預報著眼點。結(jié)果表明,對天氣系統(tǒng)移動和演變判斷是否正確是預報成敗的核心,對陣性降水的預報要充分考慮近地層水汽條件、垂直運動和不穩(wěn)定能量等因素,對天氣過程的物理過程要多加分析。

關(guān)鍵詞:天氣學;漏報;原因;陣性降水

中圖分類號:S161.6 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2015)08-155-02

隨著數(shù)值預報的逐步發(fā)展,預報員對于系統(tǒng)性天氣過程的預報準確率均較好,但對于局地短時陣性的小量級的降水過程還缺乏有效預報方法,有待進一步研究。2014年6月5日19:00~6日02:00,烏海發(fā)生局地陣性降水過程,降水量為8.2 mm,最大小時雨量為2.9 mm。全市范圍內(nèi)降水過程呈現(xiàn)南北多、中間少的分布情況。此次降水過程沒有得到有效預報,在氣象信息廣受關(guān)注的時代,此次降水的漏報產(chǎn)生了較為惡劣的影響[1]。筆者在此著重分析了這次對流性降水天氣過程的漏報原因,以期為今后在類似天氣過程的預報提供啟示。

1 環(huán)流形勢分析

1.1 500 hPa環(huán)流形勢 6月5日08:00 500 hPa東亞地區(qū)為一槽一脊型,中亞地區(qū)的深槽延伸至東亞地區(qū),并在朝鮮半島進一步加深,渦的底部發(fā)展至30°N以南地區(qū);在烏海市上游,新疆東部以及甘肅中部有2個淺槽;貝湖北部存在一個弱的高壓脊,烏海市北部沿40°N存在高空急流。大氣斜壓性不明顯,溫度場與高度場交角較小,對于新疆東部和甘肅中部的淺槽溫度場落后于高度場,有利于淺槽的進一步發(fā)展,烏海市上游有弱的冷平流。20:00(圖1),系統(tǒng)東移南壓,甘肅中部淺槽向南發(fā)展,新疆東部淺槽東移至內(nèi)蒙古自治區(qū)西部地區(qū),沿40°N高空急流維持。6日08:00,甘肅中部的淺槽減弱消失,新疆東部淺槽加深東移出烏海市。總的來說高空呈多波動槽形式,發(fā)源于新疆東部的淺槽東移是造成烏海市降水的主要系統(tǒng)。

1.2 700 hPa環(huán)流形勢 6月5日08:00 700 hPa烏海市處于高壓后部受暖脊控制,高空切變不明顯且風速較小,大氣斜壓性較弱;20:00高空切變位于烏海市,但切變寬且淺(圖2)。溫度場上,烏海市位于槽前,溫度即將下降。切變和降溫共同作用造成水汽聚集凝結(jié)是此次降水發(fā)生的原因之一。6日08:00 700 hPa切變移出烏海市,降水基本結(jié)束。

1.3 海平面氣壓場形勢 6月5日08:00在貝湖南部有一個1 015.0 hPa的高壓中心,在內(nèi)蒙古自治區(qū)西部和甘肅中部有一個1 005.0 hPa的低壓中心,且有地面倒槽生成,在內(nèi)蒙古自治區(qū)中部和山西大部有一個1 007.5 hPa的小高壓活動,這樣就形成了堵塞形式,2個高壓阻擋在地面倒槽的北部和東部,使地面倒槽在大體上在內(nèi)蒙古自治區(qū)西部維持并向東南方向發(fā)展,自4日20:00~5日14:00均維持這樣的形勢。5日17:00內(nèi)蒙古自治區(qū)東部山西大部的高壓分裂減弱,其中心值為1 002.5 hPa。開放了地面倒槽的東移通道,內(nèi)蒙古自治區(qū)西部、新疆東部又有一個中心為1 010.0 hPa的高壓生成加強,促使地面倒槽東移。地面場上,于5日20:00在內(nèi)蒙古自治區(qū)西部直到青海東部的廣大地區(qū)形成地面鋒區(qū),鋒區(qū)東移是造成此次降水的另一個原因。伴隨鋒區(qū)東移,烏海市于6日05:00處于鋒后偏西氣流控制,降水過程基本結(jié)束。

2 物理量場分析

2.1 水汽條件

2.1.1 相對濕度和比濕。6月5日08:00 500 hPa相對濕度為30%~40%,700 hPa相對濕度為30%~40%,850 hPa相對濕度為40%~50%;500 hPa比濕≤2 g/kg,700 hPa比濕≤4 g/kg,850 hPa≥6 g/kg。5日20:00水汽條件有所改善,但改善幅度不大,各模式預報水汽條件也沒有達到預報指標,整體來說整層水汽不夠充沛,但相對于高層大氣,近地層水汽條件較好,有可能產(chǎn)生局地中小尺度的陣性降水。整個過程中,沒有高空急流造成濕舌,水汽條件不夠充分。但從整層的水汽剖面圖中發(fā)現(xiàn),在750 hPa附近出現(xiàn)了干侵入,有利于對流的發(fā)展。

2.1.2 水汽通量散度。

6月5日08:00 500 hPa、700 hPa水汽通量散度均為水汽通量輻散狀態(tài),但850 hPa為水汽通量弱輻合區(qū),反映了低層大氣水汽較為充分,對降水提供有力的水汽條件,水汽輻合中心值為-10 g/(cm2·hPa·s),低層濕、高層干的層結(jié)結(jié)構(gòu)也有利于對流的發(fā)展,造成局地陣性降水過程,重點關(guān)注近地層的水汽變化對局地降水有著重要意義。

2.2 動力抬升條件

2.2.1 垂直速度。

6月5日20:00整層大氣為上升運動,上升運動中心位于600 hPa。強烈的上升運動是產(chǎn)生降水的必要條件,降水中心往往位于垂直運動中心區(qū)或中心區(qū)附近的等值線密集區(qū);到6日08:00,垂直運動中心數(shù)值下降,形勢開始轉(zhuǎn)為下沉運動,降水停止。

2.2.2 渦度場。

5日08:00正渦度中心位于烏海市上游地區(qū),700 hPa以下各層均為正渦度,至5日20:00正渦度持續(xù)向上發(fā)展,同時正渦度中心也逐漸向烏海市移動,烏海市處于正渦度底前部的西南風控制下,這也是形勢場擾動的中心區(qū)域,這里的環(huán)流形勢將近地層濕潤的空氣裹挾卷入,在近地層輻合上升,形成對流并釋放潛熱,致使大氣的溫度升高,空氣受熱上升聚集,并在高層向外輻散,最終導致近地層氣壓下降,加強上升運動,正渦度繼續(xù)加強,氣旋性擾動得到發(fā)展。6日08:00正渦度減弱,環(huán)流形勢已不適應降水的繼續(xù),降水停止。

2.3 穩(wěn)定度條件分析

2.3.1 穩(wěn)定條件分析。

分析4、5日K指數(shù)、SI指數(shù)發(fā)現(xiàn),4~5日各物理指數(shù)均大體維持,5日08:00~20:00 K指數(shù)有一個上升趨勢,模式預報也如實反應了這一變化,但考慮到20:00觀測溫度較08:00高,致使忽略了這一個變化。5日20:00 K指數(shù)≥32 ℃,達到極值。SI指數(shù)4、5日持續(xù)位于0 ℃附近,顯示出局地陣雨的預報指標,但由于前期長期介于這一區(qū)間,導致實際業(yè)務過程中對這一預報指標不敏感。6日08:00 K指數(shù)和SI指數(shù)預報指標均下降,表明層結(jié)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定區(qū),降水過程結(jié)束。

2.3.2 能量條件分析。分析5日08:00、20:00和6日08:00的TlogP圖發(fā)現(xiàn),對流不穩(wěn)定能量(CAPE)始終存在且數(shù)值較大,區(qū)別在于5日20:00的抑制對流不穩(wěn)定能量(CIN)較小,有利于能量的釋放;但6日08:00的CAPE值仍較大,表明陣性降水過程并沒有釋放過多的不穩(wěn)定能量。整層沒有逆溫層聚集能量,陣性降水的預報指標不明顯。

3 降水漏報成因分析

3.1 歐洲中心數(shù)值預報產(chǎn)品分析 4日20:00起報的歐洲細網(wǎng)格資料顯示在5日20:00于烏海市上游地區(qū)有弱切變生成,但23:00切變消失,烏海市受西北氣流控制。考慮系統(tǒng)移動速度快且減弱速度快,故未考慮降水。通過與實況資料對比,發(fā)現(xiàn)歐洲細網(wǎng)格資料對于峰后西北氣流控制區(qū)域預報準確率較高,但對于銀川、東勝站風向預報偏差較大,在做形勢預報時沒有對數(shù)值預報產(chǎn)品作出有效訂正,致使弱切變沒有得到有效預報,這是導致此次降水過程漏報的原因之一。

3.2 T639數(shù)值預報產(chǎn)品分析 5日08:00起報的T639模式預報產(chǎn)品顯示20:00烏海市上空出現(xiàn)切變,切變較寬且較弱。通過與實況資料對比發(fā)現(xiàn),T639模式預報對于風向預報的準確率較高,對于銀川、東勝站的風向預報準確率較好。較成功地預報出烏海市上空的弱切變,雖然對于臨河站的風向預報偏差較大,導致預報切變偏北。但總體來說顯示了很強的預報能力,這需要在實際預報過程中對其進行訂正分析。在這次過程中,更多地參考了歐洲細網(wǎng)格的預報產(chǎn)品,對于T639預報產(chǎn)品有所忽視,這是導致此次漏報的另一個原因。

3.3 上級指導預報 6月5日15:00區(qū)臺指導預報,全區(qū)中東部有小雨或雷陣雨。10:00發(fā)布的中尺度分析也重點考慮了高空槽對于中東部地區(qū)降水的影響,未考慮西部地區(qū)弱切變的影響;早晨天氣會商的焦點也集中在中東部地區(qū)降水過程,沒有充分考慮西部地區(qū)氣象要素的變化,造成了此次降水過程的漏報。

4 結(jié)論

(1) 此次過程中,上游高壓形成,氣壓梯度力增強,加速系統(tǒng)東移,下游高壓中心消散,開放系統(tǒng)東移通道,是整個降水過程發(fā)生的前提條件,在以后預報過程中,關(guān)注下游系統(tǒng)變化是避免漏報的有效手段之一。

(2) 在預報過程中要重點考慮整層系統(tǒng)配置,對于層結(jié)資料除了關(guān)注重點層資料及演變[2]規(guī)律外,還要著重關(guān)注近地層各物理量場的配置情況。此次過程中,近地層的水汽輻合就是產(chǎn)生降水的有利條件。

(3) 在預報過程中,要綜合分析各模式預報產(chǎn)品,防止片面。各模式預報產(chǎn)品對于形勢預報的預報能力已經(jīng)非常強[3],對其準確性進行訂正分析時判斷系統(tǒng)移動的重要依據(jù)。

(4) 對于降水預報,除了對各形勢場和物理量場加強預報訂正能力外,還要對物理過程多加分析[4],在大的環(huán)流形勢有利于降水的情況下,要大膽預報,這樣才能提高準確率,才能收到較好的服務效果。

參考文獻

[1] 蔣靜,黃瑩,李新華.桂西南一次強降水漏報的原因分析[J].廣西氣象,2006(S1):35-37.

[2] 旦增,德吉白瑪.一次強降水漏報的預報失誤過程分析[J].西藏科技,2006(8):48-49.

[3] 梁利.一次較強降水過程預報失誤的原因分析[J].資源與環(huán)境科學,2010(19):266-270.

[4] 陶林科,楊侃,瞿學勇,等.一次預報強降水過程的失誤分析[J].寧夏工程技術(shù),2009(4):313-316.

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