王婷
摘要利用常規(guī)觀測資料和自動站資料,分析了2014年4月6日桂林暴雨天氣過程的環(huán)流形勢和物理量特征。結(jié)果表明,這次暴雨過程是由緩慢東移的南支槽、西南渦減弱后形成的低槽、弱冷空氣共同影響形成的。500hPa以下為水汽輻合區(qū),有強(qiáng)的水汽輻合。大氣層結(jié)處于弱的對流不穩(wěn)定狀態(tài),對流有效位能較小,大氣能量較弱。暴雨發(fā)生過程中,大氣層結(jié)變成穩(wěn)定狀態(tài),但整層大氣均為濕層。
關(guān)鍵詞 暴雨;水汽條件;成因;廣西桂林;2014年
中圖分類號 P426.63
文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A
文章編號 1007-5739(2019)05-0168-03
暴雨是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要災(zāi)害性天氣之一,往往對農(nóng)業(yè)造成不同程度的損壞。桂林地處我國西南,春季受西南暖濕氣流和北方干冷空氣的影響,暴雨洪澇災(zāi)害常見。這不僅對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)造成損失,甚至對人們生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅凹。近年來,氣象工作者對暴雨進(jìn)行了很多研究,從大尺度環(huán)流背景、能量場、物理量特征等方面探討了強(qiáng)降雨過程。陳劉鳳凹1鐘熊藹5、周長艷4、李陽斌等從天氣形勢和環(huán)流背景分析了暴雨區(qū)的動力條件和水汽條件,暴雨天氣發(fā)生在一定的環(huán)流背景及天氣系統(tǒng)影響下,需滿足水汽、上升運(yùn)動、持續(xù)時間的氣象條件。胡勇林等6、李琳等叭、張芹等8用中尺度天氣分析方法指出,暴雨是幾種不同尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果,是在天氣尺度環(huán)流背景下發(fā)展起來的。
為掌握暴雨的發(fā)生機(jī)制和原理,并進(jìn)行及時準(zhǔn)確預(yù)報,將氣象災(zāi)害降到最低,本文利用常規(guī)氣象觀測資料、區(qū)域自動站降水資料分析了桂林市2014年4月6日暴雨過程的特征和成因,以期為今后桂林市同類型的暴雨預(yù)報提供參考。
1天氣實況分析
從圖1可以看出,根據(jù)桂林市地面自動氣象臺站監(jiān)測,2014年4月5日20:00至4月6日20:00,興安、靈川、桂林臨桂24h降水量>50mm,其他站普遍>30mm。強(qiáng)降水中心位于湘桂鐵路桂林段的中部,最大降水量為靈川站,為69.6mm。此次過程桂林北部降水量大于南部。
2暴雨成因分析
2.1天氣形勢
從圖2可以看出,4月5日20:00500hPa我國北方為一脊一槽一阻高的形勢,新疆東部為一脊區(qū),河套地區(qū)為一深槽區(qū),槽線呈西北一東南走向,從西北方向東移來的阻高位于北緯43°、東經(jīng)111附近。我國南方為一槽一脊的形勢,南支槽位于滇黔交界處,槽線呈南北走向,我國江南、華南受弱脊控制。700hPa上東經(jīng)100以東為鞍型場,冷高壓底部已移至湘北,西南為西南渦控制,華南為副高脊線控制,桂林處于西南渦東南側(cè)、副高西北側(cè)。850hPa上東經(jīng)100°以東為冷高壓控制,滇黔中部有一條切變線存在,桂林為高壓后部偏南氣流控制。地面冷空氣擴(kuò)散至湘北,桂林處于弱低壓槽中。
從圖3可以看出,4月6日8:00500hPa阻高崩潰,華北槽略有東移,槽底與略有東移的南支槽同相位疊加,槽線位于陜西一重慶一貴州一廣西西部一帶,桂林處于南支槽前偏西南氣流控制。700hPa位于華北的高壓和西南渦中心結(jié)構(gòu)被破壞,形成一槽一脊的形勢,桂林處于槽前偏西南氣流控制,并且有風(fēng)速的輻合。850hPa上滇黔中部的切變線上形成一低渦并東移至黔桂交界處,桂林位于低渦東部。地面冷空氣已南下至南嶺附近。
從圖4可以看出,4月6日20:00500hPa引起這次降水過程的槽線已移至東經(jīng)110以東,桂林處于槽后,受偏西北氣流控制。700hPa槽線已減弱東移,桂林仍受偏西南氣流控制,西南急流消失,桂林附近有風(fēng)速的輻散。850hPa低渦在向東北方向移動的過程中不斷減弱消失,桂林受偏南氣流控制。地面弱冷空氣已擴(kuò)散南下移過桂林。
這次降雨過程500hPa高空槽移動緩慢,華北槽24h大約東移10個經(jīng)度,南支槽東移7~8個經(jīng)度,桂林主要受南支槽緩慢東移影響。700hPa西南渦維持時間較短,小于12h,桂林主要受低渦減弱后的低槽東移影響。850hPa西南渦維持時間也小于12h,桂林主要受南移的變性冷高和西南渦的共同影響,桂林處于2個系統(tǒng)的交界處,輻合抬升強(qiáng)烈,為暴雨過程提供動力條件。地面圖,上桂林處于低壓槽中,隨著冷空氣擴(kuò)散南下逐漸減弱。這次過程冷空氣勢力較弱,只是擴(kuò)散南下,在底層沒有明顯的切變線南壓,在700hPa和850hPa上沒有明顯的西南急流,只有弱的風(fēng)速輻合,無法形成大范圍暴雨,只在桂林中部沿湘桂鐵路方向出現(xiàn)4個暴雨點(diǎn),這種暴雨分布與西南氣流方向一致。
2.2水汽條件
圖5為4月5日20:00、4月6日8:00、4月6日20:00沿北緯25.6°水汽通量散度的垂直剖面,可以看出,4月5日20:00500hPa以下為水汽輻合區(qū),以上為水汽輻散區(qū);4月6日8:00水汽輻合區(qū)厚度略有下降,4月6日20:00500hPa以下幾乎是水汽輻散區(qū)。
2.3層結(jié)條件
從圖6可以看出,4月5日20:00濕層厚度大,5km以下均為濕層,往上2km為一千層,再往上又為濕層。4月6日8:00整層大氣為濕層,在1.5km附近有逆溫存在。4月6日20:005km以下為濕層,5km以上為千層,在5km附近有逆溫存在。
從表1可以看出,這次過程對流條件不適合強(qiáng)對流天氣的出現(xiàn),K指數(shù)介于30~36C之間,SI指數(shù)均高于-3C,4月5日20:00CAPE值為115.8J/kg,伴隨降水過程的發(fā)生發(fā)展CAPE值逐漸減小,對流抑制能量CIN值與CAPE值相當(dāng)。
2.4垂直速度
從圖7可以看出,這次降雨過程發(fā)生前和發(fā)生時200hPa以下垂直速度均為負(fù)值,整層大氣均為上升運(yùn)動。這次降雨過程結(jié)束時,垂直速度為正值,整層大氣幾乎為下沉運(yùn)動。
3結(jié)論與討論
分析結(jié)果表明,這次暴雨過程是由緩慢東移的南支槽、西南渦以及西南渦減弱后形成的低槽、弱冷空氣共同影響形成的。500hPa以下為水汽輻合區(qū),有強(qiáng)的水汽輻合。暴雨發(fā)生時大氣層結(jié)處于弱的對流不穩(wěn)定狀態(tài),對流有效位能較小,大氣能量較弱,暴雨發(fā)生過程中,大氣層結(jié)變成穩(wěn)定狀態(tài),,但整層大氣均為濕層。暴雨過程中,上升運(yùn)動已伸展至200hPa高空。
4參考文獻(xiàn)
[1]陶詩言.中國之暴雨[M].北京:科學(xué)出版社,1980:1-80.
[2]陳劉鳳.桂東北一次典型暴雨過程分析[J].氣象研究與應(yīng)用,2016,37(2):25-29.
[3]鐘熊藹.“5.20”信宜市特大暴雨過程診斷分析[J].廣東氣象,2016,38(6):28-32.
[4]周長艷一次四川特大暴雨災(zāi)害降水特征及水汽來源分析[J].高原氣象,2015,34(6):1636-1647.
[5]李陽斌2013年5.16廣東清遠(yuǎn)特大暴雨分析[J].廣東氣象,2015,37(1):27-30.
[6]胡勇林,洪展,陳利東一次中尺度強(qiáng)降雨天氣過程分析J.氣象研究與應(yīng)用,2011,32(4):1-3.
[7]李琳,楊青,常澤塹,等一次短時強(qiáng)降雨過程的中尺度分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2016,32(30):139-143.
[8]張芹,李曉利,王世杰,等.山東一次大范圍暴雨過程的多尺度診斷分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2015,31(8):179-186.