摘要:利用FNL NCEP1°×1°再分析資料對(duì)2014年6月6日赤峰市地區(qū)一次強(qiáng)降水天氣過程進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明:本次降水的主要影響系統(tǒng)為高空槽,低空低渦及切變線,700hPa低空急流的對(duì)水汽和能量的輸送有利于強(qiáng)降水的出現(xiàn),下游高壓脊的阻擋作用有利于降水時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)降水的累積有利。強(qiáng)降水發(fā)生時(shí),赤峰地區(qū)上空高層負(fù)渦度,低層正渦度及700hPa以上強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)為該地區(qū)持續(xù)性強(qiáng)降水的發(fā)生、發(fā)展提供了動(dòng)力條件。高層輻散,低層輻合也是有利于強(qiáng)降水出現(xiàn)的動(dòng)力條件之一。700hPa水汽輻合有利于水汽和能量的匯聚,為強(qiáng)降水的發(fā)展提供了必要的條件。
關(guān)鍵詞:強(qiáng)降水;散度;渦度;垂直速度;水汽通量散度
1 天氣實(shí)況
2014年6月6日-7日,赤峰市出現(xiàn)較強(qiáng)降水天氣過程,中南部地區(qū)普降大雨,局部暴雨。最大降水量出現(xiàn)在翁牛特旗的巴達(dá)營子,24小時(shí)降水量達(dá)63.4mm,其中大于25mm的有11站,4個(gè)站降水量大于50mm。
2 環(huán)流背景
6日08時(shí)500 hPa高空形式圖上,中高緯呈西高東低型,巴爾喀什湖至烏拉爾山有阻塞高壓存在,烏拉爾山以東有一中心高度為528 hPa的冷渦存在,冷渦底部不斷有冷空氣分裂東移。位于蒙新高地的高空槽前有較強(qiáng)的暖平流,使貝加爾湖南側(cè)的高空脊向東北方向發(fā)展,由于上下游效應(yīng),下游的高空槽向西南方向加深。6日14時(shí),高空槽在內(nèi)蒙古錫林郭勒盟中部形成低渦,赤峰市位于低渦前的西南氣流中,槽前正渦度平流有利于低層系統(tǒng)的發(fā)展。同時(shí)在鄂霍次克海處在阻塞系統(tǒng),減慢了低渦的東移,使降水時(shí)間延長(zhǎng),有利于大量級(jí)降水的出現(xiàn)。700hPa高度場(chǎng)上,赤峰市處于槽前的西南氣流中;流場(chǎng)上,赤峰市中部存在西南-東北向輻合線,輻合線南側(cè)的西南氣流有利于水汽和能量向降水區(qū)輸送,在河北省東北部有大于12m/s的低空急流,有利于降水的增幅。850hPa上赤峰市位于低渦的頂前部,流場(chǎng)上,輻合線位于赤峰市的南部,低渦前部和輻合線的動(dòng)力抬升左右有利于南部暴雨的出現(xiàn)。另外可以看出降水大值區(qū)主要位于700hPa和850hPa輻合線之間。海平面氣壓上,赤峰市位于地面倒槽的頂部,但是地面倒槽偏南,對(duì)南部降水的出現(xiàn)有利。
3 動(dòng)力條件
3.1 渦度分析
渦度是表征流體旋轉(zhuǎn)特性,通過對(duì)6日14時(shí)沿119E做的41N~44N渦度垂直剖面分析,可以看出550hPa以下為正渦度,正渦度中心在700hPa附近,達(dá)到了8×10-5 s-1 ;550hPa以上為負(fù)渦度,負(fù)渦度中心在300~350hPa之間,達(dá)到了-8×10-5 s-1 。這種高層負(fù)渦度與低層正渦度相配置,表明所分析區(qū)域有較顯著的垂直上升運(yùn)動(dòng)。渦度平流表征由水平風(fēng)引起的渦度輸送,其中相對(duì)渦度平流的作用是使槽脊移動(dòng)。通過對(duì)6日14時(shí)沿119E做的41°N~44°N渦度平流垂直剖面分析,可以看出43N以南的地區(qū),600hPa以下為負(fù)渦度平流,負(fù)渦度平流中心在700hPa附近,為-2×10-9 s-2,600hPa以上為正渦度平流,正渦度平流中心在400hPa附近,為9×10-9 s-2;在43N以北的地區(qū)負(fù)渦度平流中心位于300hPa附近,達(dá)到-7×10-9 s-2,250hPa以上為正渦度平流。雖然整個(gè)分析區(qū)域負(fù)渦度平流的中心不同,但是整體表現(xiàn)為下層負(fù)渦度平流,上層正渦度平流。根據(jù)ω方程可知,渦度平流隨高度增加,表明該區(qū)域有上升運(yùn)動(dòng)。而渦度和渦度平流這種配置,與該區(qū)域的較強(qiáng)降水有密切關(guān)系。
3.2 散度分析
散度是衡量速度場(chǎng)輻合、輻散強(qiáng)度的物理量。從6日20時(shí)散度空間剖面可知,850hPa~600hPa為輻合層,并在650hPa附近存在-10×10-5s-1的輻合中心,550 hPa~500 hPa為無輻散層,400 hPa~250 hPa為輻散層,在300hPa存在8×10-5s-1的輻散中心。低層輻合高層輻散,表明剖面區(qū)域內(nèi)存在顯著的上升運(yùn)動(dòng),而且大范圍的強(qiáng)降水就產(chǎn)生在低層輻合、高層輻散相疊加的區(qū)域里。7日02時(shí),低層輻合減弱,輻合層高度降低,高層輻散層消失,赤峰市中部地區(qū)強(qiáng)降水減弱。
4 水汽條件
水汽是形成降水的必要條件,強(qiáng)降水的形成必須有水汽的輸送和累積,水汽的垂直分布與溫度的垂直分布一樣,都是影響氣層穩(wěn)定度的重要原因。一般認(rèn)為低層700 hPa的濕度與降水有直接的關(guān)系。通過對(duì)6月6日14時(shí)700hPa水汽通量散度的分析,發(fā)現(xiàn)700 hPa水汽輻合區(qū)在河北省西部到赤峰市西部一線,呈西南-東北向分布,赤峰市西部的水汽通量散度為-3×10-8g/cm·hPa·s。20時(shí)水汽輻合區(qū)向東南下,而且水汽輻合大值區(qū)也明顯擴(kuò)大,赤峰市南部存在水汽輻合中心,中心達(dá)到-5×10-8g/cm·hPa·s,說明在赤峰市中南部地區(qū)上空存在水汽的匯聚與增加趨勢(shì),這種狀態(tài)為強(qiáng)降水的發(fā)展提供了必要的條件。
5 結(jié)論
(1)低渦后部冷空氣與西南暖濕氣流在赤峰上空交綏,下游阻塞系統(tǒng)減速了系統(tǒng)的東移,配合低層切變線,造成赤峰地區(qū)持續(xù)性強(qiáng)降水。
(2)高層正渦度、低層負(fù)渦度以及高層輻散、低層輻合。這種配置維持在赤峰上空,對(duì)強(qiáng)降水的發(fā)生、發(fā)展提供了動(dòng)力條件。
(3)700hPa上升運(yùn)動(dòng)中心和水汽輻合中心,與強(qiáng)降水發(fā)生的區(qū)域和時(shí)間段相吻合,說明700hPa上升運(yùn)動(dòng)中心和水汽輻合中心對(duì)強(qiáng)降水的落區(qū)有指導(dǎo)意義。
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作者簡(jiǎn)介:晉亮亮(1984- ),男,南京信息工程大學(xué)海洋科學(xué)專業(yè)畢業(yè),現(xiàn)從事中短期天氣預(yù)報(bào)工作。