溫漢光,董存仙,蔣云盛

(1.山西省太原市氣象局,山西 太原 030002;2.山西省太原市氣象臺(tái),山西 太原 030006)

山西北中部一次秋季連陰雨過程分析

溫漢光1,董存仙2,蔣云盛1

(1.山西省太原市氣象局,山西 太原 030002;2.山西省太原市氣象臺(tái),山西 太原 030006)

2009年9月4—10日,山西省北中部出現(xiàn)了一次持續(xù)時(shí)間長、降水強(qiáng)度大、落區(qū)范圍廣的連陰雨天氣過程,致使氣溫持續(xù)偏低、日照偏少,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和人民生活造成嚴(yán)重影響。該文對(duì)這次天氣過程的大氣環(huán)流、西風(fēng)急流等主要影響系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)分析,對(duì)各種物理量場進(jìn)行診斷,初步揭示了此次連陰雨過程的成因和降水特征。

秋季連陰雨;降水特征;西風(fēng)急流;大氣環(huán)流;物理量場

1 引言

秋季連陰雨過程主要是高空西風(fēng)帶影響系統(tǒng)如冷低槽、低渦、切變線及副熱帶系統(tǒng)相互作用,產(chǎn)生一次次間隔時(shí)間短且前后相接的降水過程。山西秋季連陰雨常常發(fā)生在初秋,易引發(fā)山體滑坡、民房坍塌、農(nóng)作物潰爛等災(zāi)害。因而,連陰雨的預(yù)報(bào)一直是預(yù)報(bào)工作關(guān)注的重點(diǎn)。2009年9月4—10日,山西省北中部出現(xiàn)了一次較強(qiáng)的連陰雨天氣過程。本文對(duì)這次天氣過程的降水特征、天氣形勢、環(huán)流條件、主要影響系統(tǒng)等進(jìn)行了重點(diǎn)分析,提出預(yù)報(bào)著眼點(diǎn),為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提供思路。

2 連陰雨過程的降水概況

山西省北中部 3日 20時(shí)—10日 08時(shí)的降雨過程,雨量較大區(qū)域主要集中在太原、呂梁部分地區(qū)及晉中、陽泉、忻州的個(gè)別縣市。全省北中部過程降水量≥30mm,其中:北部 43.3～97.6mm;中部52.0～147.9mm。

太原市各縣區(qū)過程雨量均在 100mm以上,過程降水量最大為婁煩縣 (147.9mm),這是該市近 20a來同期降水量最大的一次連陰雨過程,其連續(xù)降水時(shí)間與近 20a來同期最長記錄持平。此次過程從 9月3日開始,3—5日由小到中雨逐漸轉(zhuǎn)為中到大雨;6日降雨強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng),北中部地區(qū)有 11個(gè)測站出現(xiàn)了暴雨、24個(gè)測站出現(xiàn)了大雨;以后雨區(qū)逐漸南壓減弱,11日北中部的連陰雨天氣基本結(jié)束。

3 連陰雨過程的天氣及環(huán)流形勢分析

3.1 500hPa大氣環(huán)流特征

從 3—10日逐日 500hPa大氣環(huán)流形勢實(shí)況圖上可以看到,西太平洋副熱帶高壓明顯偏強(qiáng),副熱帶高壓呈現(xiàn)小幅度東退或西進(jìn),西南氣流維持,同時(shí),巴爾喀什湖到貝加爾湖一帶低壓較深,孟加拉灣低槽偏強(qiáng),巴爾喀什湖附近低槽穩(wěn)定,其底部不斷有分裂短波槽攜帶冷空氣東移,受副熱帶高壓的阻擋,冷空氣在秦嶺山脈附近堆積,形成了穩(wěn)定、有利的連陰雨形勢。5日20時(shí),巴湖低渦南壓至 40°N附近。6日 08時(shí),山西處于高壓后部的西南氣流中,西南暖濕氣流得到抬升,與南壓的冷空氣在山西省北中部地區(qū)交匯。3—5日 584(單位:位勢什米,以下同)線基本維持在山西中部地區(qū);6日副高短時(shí)北抬,產(chǎn)生連陰雨中暴雨天氣;10日,584線開始南壓;11日,584線南退至山西南部。副熱帶高壓不僅使巴爾喀什湖低槽分裂的冷空氣在東南移的過程中受阻于秦嶺附近,也使西南暖濕氣流不斷沿副熱帶高壓西側(cè)向北輸送與西風(fēng)槽共同作用于山西北中部地區(qū),為降水天氣提供了可靠的水汽條件,又由于貝加爾湖低渦在東移過程中受到副高阻擋移速減慢,造成南下冷空氣堆積輸送到陰雨區(qū)上空,這種形勢場的長時(shí)間維持,致使降水時(shí)間延長,而位于山西北中部地區(qū)上空切變線的存在,是連陰雨期間部分地區(qū)產(chǎn)生暴雨的直接原因。

3.2 700hPa切變和低空急流

分析 3—11日逐日 700hPa實(shí)況圖 (圖略)知,連陰雨期間,西南急流軸基本維持在河套南部,而山西北中部地區(qū)一直存在著風(fēng)切變。西南急流軸的維持與少動(dòng),副熱帶高壓外圍的偏南氣流的存在,保證了水汽和熱量向山西地區(qū)的持續(xù)輸送。同時(shí),西南急流軸的穩(wěn)定維持加強(qiáng)了動(dòng)力抬升作用。8—9日西南急流逐漸減弱,10日山西轉(zhuǎn)受西北氣流控制,持續(xù)一周的降水天氣也隨之結(jié)束。

圖 1 6日 20時(shí) 500hPa實(shí)況圖

3.3 高空西風(fēng)急流的演變特征

圖 2是 200hPa風(fēng)速 (m/s)沿 110°E時(shí)間緯向剖面圖。從圖可看出,連陰雨期間,高空西風(fēng)急流基本穩(wěn)定在 40～45°N之間。4日西風(fēng)急流在 45°N附近建立;4—8日西風(fēng)急流穩(wěn)定在 40～45°N之間,其中 5—6日西風(fēng)急流達(dá)到最強(qiáng),此時(shí),也是山西省出現(xiàn)區(qū)域性暴雨時(shí)段;10日南移減弱,山西省的降水也隨之結(jié)束。200hPa西風(fēng)急流在 40～45°N之間穩(wěn)定時(shí),山西北中部處于急流軸南側(cè)的高空輻散區(qū),對(duì)流層低層低值系統(tǒng)不斷在該地區(qū)生成和維持,使得連陰雨天氣持續(xù)。

圖 2 200hPa風(fēng)速(m/s)沿 110°E時(shí)間緯向剖面圖

4 中低層物理量場分析

4.1 熱力條件分析

圖 4為 3—10日 850hPaθse沿 36°N的時(shí)間經(jīng)度剖面圖,陰影區(qū)為能量鋒區(qū)所在。從圖中可以看出,在山西北中部連陰雨期間,沿北緯 36°N在 107～113E°之間假相當(dāng)位溫 (θse)維持著高值帶,特別是 5—6日,從河套到山西中部地區(qū)存在著≥340K的能量鋒區(qū)。高能帶與能量鋒的形成和發(fā)展與水汽輸送和冷空氣活動(dòng)密切相關(guān)。連陰雨期間,影響山西的西南暖濕氣流和東路冷空氣活動(dòng)加劇了能量鋒的強(qiáng)度,促使不穩(wěn)定能量釋放,造成了山西北中部區(qū)域性對(duì)流強(qiáng)降水,形成暴雨天氣。

圖 3 3—10日 850hPaθse沿 36°N時(shí)間經(jīng)度剖面圖

4.2 水汽條件分析

對(duì) 3—11日逐日 700 hPa和 850hPa水汽通量散度進(jìn)行分析,山西連陰雨過程期間,從河套南部到山西北中部地區(qū)一直有 <-60×10-7g·hPa-1·cm-2·s-1的水汽輻合帶,充沛的水汽沿西太平洋副熱帶高壓外圍的偏東氣流輸送到山西北中部地區(qū),從而保證了連陰雨所需的水汽條件。從 6日 08時(shí) 850hPa水汽通量散度圖(圖略),可以看到,山西省中部的強(qiáng)度高達(dá) -93×10-7g·hPa-1·cm-2·s-1。

5 小結(jié)

①此次連陰雨過程降水特點(diǎn)是降水落區(qū)和時(shí)間相對(duì)集中,且降水強(qiáng)度大、降水持續(xù)時(shí)間長。連陰雨天氣過程期間的 500hPa環(huán)流特征,明顯表現(xiàn)為西風(fēng)帶低槽活動(dòng)頻繁、副高位置適中穩(wěn)定使得冷、暖氣流持續(xù)交匯于山西北中部地區(qū),造成持續(xù)連陰雨天氣。

②此次連陰雨過程期間,西太平洋副熱帶高壓脊線基本在 28°N附近徘徊,副熱帶高壓穩(wěn)定少動(dòng),致使陰雨天氣在山西境內(nèi)維持,而副熱帶高壓的短時(shí)北抬西伸,是造成山西北中部陰雨期間出現(xiàn)部分地區(qū)暴雨天氣的直接原因。

[1] 周一鶴,施友功,王余初 .山西天氣預(yù)報(bào)手冊[M].北京:氣象出版社,1989.

[2] 丁一匯 .天氣動(dòng)力學(xué)中的診斷分析方法[M].北京:科學(xué)出版社,1989.

[3] 錢林清,鄭炎謀,等 .山西氣候 [M].北京:氣象出版社,1990.

P458

B

2010-03-09

溫漢光 (1961-),男,工程師,主要從事應(yīng)用氣象研究工作。

1003-6598(2010)04-0024-02