孫夢霞
摘 要:利用常規(guī)觀測資料、NCEP再分析資料等分析2015-07-29山西省晉中市強(qiáng)對流天氣過程,結(jié)果表明,這次強(qiáng)對流天氣主要是受西風(fēng)槽和副熱帶高壓外圍暖濕氣流的共同影響,伴隨強(qiáng)降雨和雷雨大風(fēng)。主要影響系統(tǒng)是西風(fēng)槽、切變線和低空急流;低空急流促進(jìn)熱力不穩(wěn)定增長、水汽輸送和低空垂直切變線維持,釋放不穩(wěn)定能量增強(qiáng)抬升運(yùn)動,促進(jìn)強(qiáng)對流天氣發(fā)生發(fā)展;充沛的水汽和穩(wěn)定水汽輸送是產(chǎn)生大范圍強(qiáng)降水天氣的必要條件;強(qiáng)大的氣旋式切變和濕斜壓,在熱力和動力共同作用下促使上升運(yùn)動增強(qiáng),觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放,在山西省晉中市北部形成強(qiáng)降雨中心。
關(guān)鍵詞:強(qiáng)對流天氣;環(huán)流形勢;物理量場;西風(fēng)槽
中圖分類號:P458.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.027
強(qiáng)對流天氣是指出現(xiàn)短時強(qiáng)降水、雷雨大風(fēng)、冰雹和龍卷風(fēng)等現(xiàn)象的災(zāi)害性天氣,通常出現(xiàn)在對流云系或單體對流云塊中,主要受中小尺度天氣系統(tǒng)影響所致。這種天氣下的水平尺度低于200 km,有的甚至只有幾千米,它的主要特點(diǎn)是影響范圍小、發(fā)展速度快、持續(xù)時間短、危害嚴(yán)重。雖然說強(qiáng)對流天氣是一種局部災(zāi)害性天氣,但也是最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。近年來,越來越多的氣象學(xué)者對強(qiáng)對流天氣進(jìn)行了大量研究,并得出了許多有意義的結(jié)論。例如,王堅(jiān)紅等對2008-06-25天津的強(qiáng)對流降水過程進(jìn)行研究,得出了中尺度露點(diǎn)鋒是此次強(qiáng)對流降水的重要機(jī)制,其對應(yīng)的低層氣流輻合所形成的強(qiáng)烈上升運(yùn)動及相對應(yīng)的強(qiáng)烈發(fā)展的對流云團(tuán),是此次天津強(qiáng)對流降水的直接影響系統(tǒng);張凌云等對柳州“2012.4.12”強(qiáng)對流天氣過程進(jìn)行了診斷分析,得出了此次強(qiáng)對流天氣發(fā)生在高空槽、低空切變線和地面冷空氣共同影響的大環(huán)流背景下,高低空急流耦合、槽前正渦度平流和鋒面抬升是此次強(qiáng)對流天氣的主要觸發(fā)機(jī)制。2015-07-29,山西省晉中市出現(xiàn)了一次強(qiáng)對流天氣過程,部分地區(qū)出現(xiàn)大風(fēng)天氣。本文針對此次強(qiáng)對流天氣過程進(jìn)行分析,以提升人們對強(qiáng)對流天氣的認(rèn)識,并從中總結(jié)出一些有意義的指標(biāo),為今后預(yù)報(bào)強(qiáng)對流天氣提供理論依據(jù)。
1 環(huán)流形勢
在強(qiáng)對流天氣出現(xiàn)的過程中,海上副熱帶高壓在日本上空呈塊狀分布,副熱帶高壓外圍的暖濕空氣為強(qiáng)對流天氣的出現(xiàn)提供了充足的水汽和不穩(wěn)定能量。西風(fēng)槽因受到副熱帶高壓的阻擋,在河北、山西交界處始終維持不變。冷空氣在擴(kuò)散的過程中,與副熱帶高壓外圍的暖濕氣流交匯,推動了強(qiáng)對流天氣的發(fā)生、發(fā)展。與此同時,700 hPa低空處的切變線也有重要作用,對水汽輻合和上升運(yùn)動的加強(qiáng)十分有利。
通過分析強(qiáng)對流天氣的中尺度系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn),2017-07-29,500 hPa高空冷槽和850 hPa低空暖槽的重疊區(qū)內(nèi)是發(fā)生強(qiáng)對流天氣的區(qū)域,此時的強(qiáng)對流天氣主要分布在850 hPa低空暖脊左側(cè)的末端。同時,與500 hPa高空干區(qū)和850 hP低空濕區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系,這種上干冷下暖濕的垂直空間分布形式,促進(jìn)對流不穩(wěn)定層結(jié)的建立。700 hPa中低空以下的西南低空急流仍舊維持穩(wěn)定,此時的晉中市恰好在低空急流的左前方。低層暖濕平流輸送推動了不穩(wěn)定層結(jié)的產(chǎn)生,再加上晉中市在正切變渦度區(qū)內(nèi),促進(jìn)了對流天氣的發(fā)生、發(fā)展。另外,2015-07-29T23:00,在晉中市上空存在有一輻合中心,地面中尺度輻合線為強(qiáng)對流天氣提供了抬升動力條件。
2 物理量場診斷分析
2.1 熱力條件
在強(qiáng)對流天氣還沒有出現(xiàn)之前,晉中市在副熱帶高壓外圍處,氣溫偏高,2015-07-26—2015-07-29這段時間內(nèi)的氣溫超過34 ℃,高溫天氣使得大量的熱量集聚,有利于后期熱能的轉(zhuǎn)換。在2015-07-29T20:00,850 hPa溫度場中,晉中市大部分地區(qū)在暖舌軸線北側(cè),同時伴隨有強(qiáng)降水和大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣。到了2015-07-30T20:00,暖舌仍舊存在,但強(qiáng)度有明顯的減弱趨勢,晉中市的對流強(qiáng)度減弱。2015-07-29T20:00,850 hPa和500 hPa高空處的溫度均在25 ℃以上,這種垂直的熱力分布為大氣層結(jié)的不穩(wěn)定提供了有利條件。2015-07-29T20:00,低層725 hPa以下的濕度比較大,中層500~700 hPa范圍內(nèi)空氣偏干,這種上濕下干的垂直分布,為強(qiáng)對流天氣的發(fā)生、發(fā)展提供了有利條件。
2.2 水汽條件
由2015-07-29T20:00這個階段850 hPa的水汽通量和風(fēng)場疊加圖可知,這個時段來自南海的大量水汽在水汽通道的作用下一直向北移動,在晉中北部輻合,為晉中市北部地區(qū)的短時強(qiáng)降水提供了充足的水汽條件。結(jié)合850 hPa低空處的比濕場,晉中市上空的比濕都在14 g/kg以上,本地良好的水汽條件與水汽輸送條件的配合,為2015-07-29強(qiáng)降水天氣的發(fā)生、發(fā)展提供了有利條件。
2.3 動力條件
2015-07-29T20:00,此時的晉中市在低空急流軸的左側(cè),同時,還有強(qiáng)大的氣旋式切變和濕斜壓存在,在熱力和動力的共同作用下,使得上升運(yùn)動增強(qiáng),觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放,晉中市北部地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)降雨中心。從散度場垂直剖面圖中可以看出,2015-07-29T20:00在晉中市上空存在低空輻合高空輻散,進(jìn)而形成了良好的抽吸作用,強(qiáng)有力的抬升條件進(jìn)一步觸發(fā)了強(qiáng)對流天氣的發(fā)生。
3 結(jié)論
2015-07-29,出現(xiàn)在晉中市的強(qiáng)對流天氣主要是受西風(fēng)槽和副熱帶高壓外圍暖濕氣流的共同影響,伴隨有強(qiáng)降雨和雷雨大風(fēng),主要影響系統(tǒng)是西風(fēng)槽、切變線和低空急流。
低空急流促進(jìn)了熱力不穩(wěn)定增長、水汽輸送和低空垂直切變線的維持,釋放的不穩(wěn)定能量增強(qiáng)抬升運(yùn)動,在強(qiáng)對流天氣的發(fā)生方面發(fā)揮著非常重要的作用。
本地充足的水汽條件可以引發(fā)局地強(qiáng)降雨天氣,充沛的水汽和穩(wěn)定水汽輸送是產(chǎn)生大范圍強(qiáng)降水天氣的必要條件。
強(qiáng)大的氣旋式切變和濕斜壓存在,在熱力和動力的共同作用下,使得上升運(yùn)動增強(qiáng),觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放,使得晉中市北部地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)降雨中心。
參考文獻(xiàn)
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