2016年7月18日平?jīng)鍪斜┯晏鞖夥治?/h1>
2019-10-30 02:57常臻馬真薛啟柳沅彤
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2019年17期
常臻 馬真 薛啟 柳沅彤
摘要? ? 利用高空氣象探測資料、雷達(dá)回波資料及氣象衛(wèi)星云圖等資料，對(duì)2016年7月18日平?jīng)龅貐^(qū)1次局地暴雨天氣過程進(jìn)行分析，以期為當(dāng)?shù)貐^(qū)域性暴雨的預(yù)報(bào)提供參考。
關(guān)鍵詞? ? 區(qū)域性暴雨;副熱帶高壓;強(qiáng)對(duì)流;衛(wèi)星云圖;甘肅平?jīng)?2016年7月18日
中圖分類號(hào)? ? P458.1+21.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A
文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）17-0213-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）
1? ? 實(shí)況概述
2016年7月18日平?jīng)鍪凶晕飨驏|出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣過程，中東部5個(gè)縣（區(qū)）大到暴雨，涇川局地大暴雨，部分地方出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。截至7月19日8：00共有60個(gè)站達(dá)暴雨，70 mm以上有16個(gè)站、100 mm以上有2個(gè)站，最大降水中心出現(xiàn)在涇川田家溝，為127.9 mm。
本次降水主要時(shí)段為7月18日8：00—18：00，各區(qū)域站雨強(qiáng)最大值集中在11：00—14：00，該降水過程范圍大、雨強(qiáng)大。全市均出現(xiàn)大雨以上天氣，降水中心自西向東移動(dòng)，中東部降水顯著，涇川降水最為明顯;西部靜寧、莊浪降水相對(duì)較弱，中到大雨為主，并未出現(xiàn)暴雨，高空槽維持時(shí)間較長，局部地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。田家溝累計(jì)降水127.9 mm，最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在7月18日13：00，小時(shí)雨量為23.5 mm，在13：00、14：00均出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。降水有利于補(bǔ)給夏季作物生長對(duì)水分的需求，但要注意防范田間漬澇對(duì)作物根系發(fā)育的不利影響。
2? ? 環(huán)流形勢和影響系統(tǒng)分析
2.1? ? 大尺度環(huán)流系統(tǒng)
本次過程為副熱帶高壓影響的天氣過程，500 hPa上，平?jīng)鍪形挥?84 dagpm線外圍西南氣流中，華北為一高壓脊，蒙古中部至四川一線為低壓槽，新疆脊加深發(fā)展，西北東部地區(qū)基本處于一個(gè)寬廣的槽區(qū)中。下游華北地區(qū)高壓脊發(fā)展穩(wěn)定，使平?jīng)鍪猩峡盏蛪翰凼茏瑁苿?dòng)速度較為緩慢，天氣尺度系統(tǒng)維持，使系統(tǒng)中降水增強(qiáng)。7月18日8：00 500 hPa，平?jīng)鍪形挥诓矍拔髂蠚饬髦?，槽區(qū)深厚寬廣，溫度場落后于高度場，大氣斜壓不穩(wěn)定，弱冷平流的存在促使高空槽加深發(fā)展[1];700 hPa隴東偏南地區(qū)（甘南隴南交界處）有一低壓中心，沿東北—西南走向延伸出一低壓倒槽，位于寧夏西部—甘南東部一線，低壓前部有一西南風(fēng)低空急流，向平?jīng)鍪休斔统渑娴乃?/p>
2.2? ? 中尺度分析
7月17日20：00至7月19日8：00（圖1），低壓槽一直在西北東部地區(qū)維持并緩慢東移，從7月18日8：00中尺度分析看（圖2），500 hPa內(nèi)蒙中部至四川有一低壓槽，700 hPa河?xùn)|地區(qū)有一明顯輻合中心，延伸出一低壓倒槽位于河套西部至甘隴一線，500 hPa渦度>0，有利于輻合上升運(yùn)動(dòng);平?jīng)錾峡照麑铀麠l件好，濕層很厚，高低空均處于濕區(qū)，500 hPa和700 hPa相對(duì)濕度均在70%以上，700 hPa比濕>8 g/kg。從水汽通量散度場分析，平?jīng)鍪刑幱谒椇现行?，水汽條件充沛。
3? ? 物理量分析
3.1? ? 水汽條件
水汽條件是產(chǎn)生強(qiáng)降水的必要條件，水汽通量散度可以定量地描述水汽輸送方向、大小及積聚[2-3]。7月18日8：00， 700 hPa水汽通量散度場上，甘肅河?xùn)|地區(qū)有一很強(qiáng)輻合中心，與高空槽區(qū)相對(duì)應(yīng)。該區(qū)域也是水汽通量大值區(qū)，中低層大的水汽通量及水汽通量散度（輻合）說明，甘肅省河?xùn)|地區(qū)不僅有大量水汽輸送，而且還有水汽強(qiáng)烈輻合，為平?jīng)鍪斜┯戤a(chǎn)生和維持提供了充沛的水汽條件。
3.2? ? 動(dòng)力條件
7月18日8：00東經(jīng)107°以西300 hPa以下均為正渦度區(qū)，輻合強(qiáng)烈，輻合中心在500～700 hPa之間，低層輻合、高層輻散，有上升運(yùn)動(dòng)。對(duì)應(yīng)8：00垂直速度剖面看，東經(jīng)107°以西為很強(qiáng)的負(fù)速度區(qū)，上升速度最大中心位于東經(jīng)105°上空500 hPa附近，其中心最大值達(dá)-20 Pa/s，證明了該區(qū)域有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。
3.3? ? 熱力條件
從7月18日8：00溫度對(duì)數(shù)壓力圖看，平?jīng)鍪猩峡沼休^明顯的不穩(wěn)定能量，對(duì)流有效位能達(dá)143.6 J/kg，有一定對(duì)流抑制有效位能;露點(diǎn)曲線與溫度曲線整體比較接近，說明平?jīng)鍪猩峡照麑訚穸榷己芎?低層風(fēng)的垂直切變較為明顯，底層至500 hPa風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，有暖平流，500 hPa以上風(fēng)向變化并不明顯，有弱暖平流，整體處于一個(gè)高溫高濕環(huán)境中，濕度與溫度的高低空配置有利于不穩(wěn)定能量積蓄[4]。結(jié)合500 hPa高空，當(dāng)高空槽移至平?jīng)鍪猩峡?，高層冷空氣入侵與低層暖平流形成明顯不穩(wěn)定層結(jié)。由此可知，高溫高濕高能量條件也促進(jìn)了此次強(qiáng)降水天氣的發(fā)生和發(fā)展。
3.4? ? 不穩(wěn)定條件
7月18日8：00，平?jīng)鍪薪邓鞖忾_始前期，CAPE值增大至143.6 J/kg，抬升指數(shù)Li為負(fù)值，A指數(shù)與K指數(shù)均較大，20：00各項(xiàng)指數(shù)逐漸減弱。假相當(dāng)位溫（θse）的垂直分布可以反映大氣的對(duì)流不穩(wěn)定性[5]。平?jīng)鍪?00 hPa與850 hPa的θse差值為-1.6 ℃，說明θse隨高度而減小，大氣呈對(duì)流不穩(wěn)定狀態(tài)。至7月18日20：00，850 hPa的θse增加，差值變?yōu)?6.68 ℃，說明在此過程，不穩(wěn)定能量在一直增大;7月18日平?jīng)鍪猩峡盏蛯颖葷窬容^大，降水結(jié)束后，比濕逐漸減小。直至7月19日8：00，θse差值趨于相等，各項(xiàng)指數(shù)均回歸平常，說明層結(jié)趨于穩(wěn)定，強(qiáng)天氣過程已經(jīng)結(jié)束。
4? ? 衛(wèi)星云圖分析
分析7月18日9：00—18：00紅外云圖演變情況可知，7月18日9：00平?jīng)鍪姓w處于該高空槽前云系控制范圍內(nèi)。位于平?jīng)鍪袞|部，有一對(duì)流云團(tuán)發(fā)生發(fā)展，9：00—11：00，該對(duì)流云團(tuán)繼續(xù)發(fā)展擴(kuò)散，其云頂亮溫最低中心值在240 K左右，平?jīng)鍪形挥谠撛茍F(tuán)后部冷空氣入侵區(qū)域內(nèi)。隨著冷空氣繼續(xù)入侵，11：30該云團(tuán)后部有新的對(duì)流云團(tuán)生成，該云團(tuán)為后期影響平?jīng)鍪袞|部強(qiáng)降水起主要作用。12：00該云團(tuán)發(fā)展到最強(qiáng)盛階段，該對(duì)流云團(tuán)中心位于平?jīng)鍪袞|部地區(qū)，云頂亮溫在220 K以下，說明云頂高度已經(jīng)發(fā)展的較高，冷空氣勢力強(qiáng)，對(duì)流旺盛。14：00后，該對(duì)流云團(tuán)東移并減弱消散，其云頂亮溫增加至223 K，對(duì)流明顯減弱，對(duì)應(yīng)平?jīng)鍪兄饕獜?qiáng)降水也減弱。
5? ? 結(jié)語
分析結(jié)果表明，本次過程主要受副熱帶高壓外圍西南氣流影響，同時(shí)兩脊一槽的環(huán)流形勢有利于高空槽的加深及穩(wěn)定，同時(shí)700 hPa輻合中心明顯，有利于本次強(qiáng)降水過程。從相對(duì)濕度、水汽通量散度場可分析出，此次過程中整層水汽含量大、水汽輻合明顯，為本次降水提供了有利水汽條件。結(jié)合熱力條件及不穩(wěn)定條件看，本次過程為高溫高濕高能環(huán)境，并具有對(duì)流不穩(wěn)定。分析紅外云圖可知，本次對(duì)流云團(tuán)與強(qiáng)降水時(shí)段對(duì)應(yīng)較好。
6? ? 參考文獻(xiàn)
[1] 劉新偉，段海霞，趙慶云.甘肅一次區(qū)域性大暴雨分析[J].干旱區(qū)研究，2010，27（1）：128-134.
[2] 劉衛(wèi)民，王隴，賈海源.甘肅省隴東南地區(qū)大到暴雨時(shí)空分布特征[J].干旱氣象，2006（1）：44-47.
[3] 劉利民，德慶措姆，孟麗霞.甘肅河?xùn)|一次區(qū)域性暴雨天氣過程分析[J].干旱氣象，2009，27（3）：271-275.
[4] 路亞奇，徐燕，王燕玲.甘肅慶陽突發(fā)性暴雨與系統(tǒng)性暴雨的對(duì)比分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，33（11）：104-111.
[5] 王寶鑒，孔祥偉，傅朝，等.甘肅隴東南一次大暴雨的中尺度特征分析[J].高原氣象，2016，35（6）：1551-1564.
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中圖分類號(hào)? ? P458.1+21.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A
文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）17-0213-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）
1? ? 實(shí)況概述
2016年7月18日平?jīng)鍪凶晕飨驏|出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣過程，中東部5個(gè)縣（區(qū)）大到暴雨，涇川局地大暴雨，部分地方出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。截至7月19日8：00共有60個(gè)站達(dá)暴雨，70 mm以上有16個(gè)站、100 mm以上有2個(gè)站，最大降水中心出現(xiàn)在涇川田家溝，為127.9 mm。
本次降水主要時(shí)段為7月18日8：00—18：00，各區(qū)域站雨強(qiáng)最大值集中在11：00—14：00，該降水過程范圍大、雨強(qiáng)大。全市均出現(xiàn)大雨以上天氣，降水中心自西向東移動(dòng)，中東部降水顯著，涇川降水最為明顯;西部靜寧、莊浪降水相對(duì)較弱，中到大雨為主，并未出現(xiàn)暴雨，高空槽維持時(shí)間較長，局部地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。田家溝累計(jì)降水127.9 mm，最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在7月18日13：00，小時(shí)雨量為23.5 mm，在13：00、14：00均出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。降水有利于補(bǔ)給夏季作物生長對(duì)水分的需求，但要注意防范田間漬澇對(duì)作物根系發(fā)育的不利影響。
2? ? 環(huán)流形勢和影響系統(tǒng)分析
2.1? ? 大尺度環(huán)流系統(tǒng)
本次過程為副熱帶高壓影響的天氣過程，500 hPa上，平?jīng)鍪形挥?84 dagpm線外圍西南氣流中，華北為一高壓脊，蒙古中部至四川一線為低壓槽，新疆脊加深發(fā)展，西北東部地區(qū)基本處于一個(gè)寬廣的槽區(qū)中。下游華北地區(qū)高壓脊發(fā)展穩(wěn)定，使平?jīng)鍪猩峡盏蛪翰凼茏瑁苿?dòng)速度較為緩慢，天氣尺度系統(tǒng)維持，使系統(tǒng)中降水增強(qiáng)。7月18日8：00 500 hPa，平?jīng)鍪形挥诓矍拔髂蠚饬髦?，槽區(qū)深厚寬廣，溫度場落后于高度場，大氣斜壓不穩(wěn)定，弱冷平流的存在促使高空槽加深發(fā)展[1];700 hPa隴東偏南地區(qū)（甘南隴南交界處）有一低壓中心，沿東北—西南走向延伸出一低壓倒槽，位于寧夏西部—甘南東部一線，低壓前部有一西南風(fēng)低空急流，向平?jīng)鍪休斔统渑娴乃?/p>
2.2? ? 中尺度分析
7月17日20：00至7月19日8：00（圖1），低壓槽一直在西北東部地區(qū)維持并緩慢東移，從7月18日8：00中尺度分析看（圖2），500 hPa內(nèi)蒙中部至四川有一低壓槽，700 hPa河?xùn)|地區(qū)有一明顯輻合中心，延伸出一低壓倒槽位于河套西部至甘隴一線，500 hPa渦度>0，有利于輻合上升運(yùn)動(dòng);平?jīng)錾峡照麑铀麠l件好，濕層很厚，高低空均處于濕區(qū)，500 hPa和700 hPa相對(duì)濕度均在70%以上，700 hPa比濕>8 g/kg。從水汽通量散度場分析，平?jīng)鍪刑幱谒椇现行?，水汽條件充沛。
3? ? 物理量分析
3.1? ? 水汽條件
水汽條件是產(chǎn)生強(qiáng)降水的必要條件，水汽通量散度可以定量地描述水汽輸送方向、大小及積聚[2-3]。7月18日8：00， 700 hPa水汽通量散度場上，甘肅河?xùn)|地區(qū)有一很強(qiáng)輻合中心，與高空槽區(qū)相對(duì)應(yīng)。該區(qū)域也是水汽通量大值區(qū)，中低層大的水汽通量及水汽通量散度（輻合）說明，甘肅省河?xùn)|地區(qū)不僅有大量水汽輸送，而且還有水汽強(qiáng)烈輻合，為平?jīng)鍪斜┯戤a(chǎn)生和維持提供了充沛的水汽條件。
3.2? ? 動(dòng)力條件
7月18日8：00東經(jīng)107°以西300 hPa以下均為正渦度區(qū)，輻合強(qiáng)烈，輻合中心在500～700 hPa之間，低層輻合、高層輻散，有上升運(yùn)動(dòng)。對(duì)應(yīng)8：00垂直速度剖面看，東經(jīng)107°以西為很強(qiáng)的負(fù)速度區(qū)，上升速度最大中心位于東經(jīng)105°上空500 hPa附近，其中心最大值達(dá)-20 Pa/s，證明了該區(qū)域有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。
3.3? ? 熱力條件
從7月18日8：00溫度對(duì)數(shù)壓力圖看，平?jīng)鍪猩峡沼休^明顯的不穩(wěn)定能量，對(duì)流有效位能達(dá)143.6 J/kg，有一定對(duì)流抑制有效位能;露點(diǎn)曲線與溫度曲線整體比較接近，說明平?jīng)鍪猩峡照麑訚穸榷己芎?低層風(fēng)的垂直切變較為明顯，底層至500 hPa風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，有暖平流，500 hPa以上風(fēng)向變化并不明顯，有弱暖平流，整體處于一個(gè)高溫高濕環(huán)境中，濕度與溫度的高低空配置有利于不穩(wěn)定能量積蓄[4]。結(jié)合500 hPa高空，當(dāng)高空槽移至平?jīng)鍪猩峡?，高層冷空氣入侵與低層暖平流形成明顯不穩(wěn)定層結(jié)。由此可知，高溫高濕高能量條件也促進(jìn)了此次強(qiáng)降水天氣的發(fā)生和發(fā)展。
3.4? ? 不穩(wěn)定條件
7月18日8：00，平?jīng)鍪薪邓鞖忾_始前期，CAPE值增大至143.6 J/kg，抬升指數(shù)Li為負(fù)值，A指數(shù)與K指數(shù)均較大，20：00各項(xiàng)指數(shù)逐漸減弱。假相當(dāng)位溫（θse）的垂直分布可以反映大氣的對(duì)流不穩(wěn)定性[5]。平?jīng)鍪?00 hPa與850 hPa的θse差值為-1.6 ℃，說明θse隨高度而減小，大氣呈對(duì)流不穩(wěn)定狀態(tài)。至7月18日20：00，850 hPa的θse增加，差值變?yōu)?6.68 ℃，說明在此過程，不穩(wěn)定能量在一直增大;7月18日平?jīng)鍪猩峡盏蛯颖葷窬容^大，降水結(jié)束后，比濕逐漸減小。直至7月19日8：00，θse差值趨于相等，各項(xiàng)指數(shù)均回歸平常，說明層結(jié)趨于穩(wěn)定，強(qiáng)天氣過程已經(jīng)結(jié)束。
4? ? 衛(wèi)星云圖分析
分析7月18日9：00—18：00紅外云圖演變情況可知，7月18日9：00平?jīng)鍪姓w處于該高空槽前云系控制范圍內(nèi)。位于平?jīng)鍪袞|部，有一對(duì)流云團(tuán)發(fā)生發(fā)展，9：00—11：00，該對(duì)流云團(tuán)繼續(xù)發(fā)展擴(kuò)散，其云頂亮溫最低中心值在240 K左右，平?jīng)鍪形挥谠撛茍F(tuán)后部冷空氣入侵區(qū)域內(nèi)。隨著冷空氣繼續(xù)入侵，11：30該云團(tuán)后部有新的對(duì)流云團(tuán)生成，該云團(tuán)為后期影響平?jīng)鍪袞|部強(qiáng)降水起主要作用。12：00該云團(tuán)發(fā)展到最強(qiáng)盛階段，該對(duì)流云團(tuán)中心位于平?jīng)鍪袞|部地區(qū)，云頂亮溫在220 K以下，說明云頂高度已經(jīng)發(fā)展的較高，冷空氣勢力強(qiáng)，對(duì)流旺盛。14：00后，該對(duì)流云團(tuán)東移并減弱消散，其云頂亮溫增加至223 K，對(duì)流明顯減弱，對(duì)應(yīng)平?jīng)鍪兄饕獜?qiáng)降水也減弱。
5? ? 結(jié)語
分析結(jié)果表明，本次過程主要受副熱帶高壓外圍西南氣流影響，同時(shí)兩脊一槽的環(huán)流形勢有利于高空槽的加深及穩(wěn)定，同時(shí)700 hPa輻合中心明顯，有利于本次強(qiáng)降水過程。從相對(duì)濕度、水汽通量散度場可分析出，此次過程中整層水汽含量大、水汽輻合明顯，為本次降水提供了有利水汽條件。結(jié)合熱力條件及不穩(wěn)定條件看，本次過程為高溫高濕高能環(huán)境，并具有對(duì)流不穩(wěn)定。分析紅外云圖可知，本次對(duì)流云團(tuán)與強(qiáng)降水時(shí)段對(duì)應(yīng)較好。
6? ? 參考文獻(xiàn)
[1] 劉新偉，段海霞，趙慶云.甘肅一次區(qū)域性大暴雨分析[J].干旱區(qū)研究，2010，27（1）：128-134.
[2] 劉衛(wèi)民，王隴，賈海源.甘肅省隴東南地區(qū)大到暴雨時(shí)空分布特征[J].干旱氣象，2006（1）：44-47.
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[4] 路亞奇，徐燕，王燕玲.甘肅慶陽突發(fā)性暴雨與系統(tǒng)性暴雨的對(duì)比分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，33（11）：104-111.
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