扈佳晨
摘 要:低空急流是指600hPa以下出現(xiàn)的強(qiáng)而窄的氣流。低空急流是水平動量集中的氣流帶,具有較大的水平風(fēng)速切變和垂直風(fēng)速切變。在我國東部的沿海地區(qū),受低空急流系統(tǒng)的影響常常產(chǎn)生對流天氣。東北沿海地區(qū)、華東沿海地區(qū)、東南沿海地區(qū)的強(qiáng)降水天氣與低空急流緊密相關(guān)。
關(guān)鍵詞:低空急流;強(qiáng)對流;暴雨
中圖分類號:P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 東北沿海地區(qū)受低空急流影響引起的降水
東北地區(qū)夏季極端降水過程類型繁多,情況較復(fù)雜,受低空急流影響降水過程也不盡相同[1-6],本節(jié)總結(jié)了東北沿海地區(qū)城市(丹東、營口、大連)近十年來降水部分個(gè)例[7-11]。
1.1 低空急流影響下的環(huán)流形勢(850hPa和700hPa)
1.1.1 偏南低空急流影響
在2007年8月大連地區(qū)中暴雨過程個(gè)例中,8月10日東海與黃海之間形成了一支較強(qiáng)的偏南低空急流,這支低空急流為此次降水提供了持續(xù)的水汽條件。
1.1.2 西南低空急流影響
(1)在臺風(fēng)“達(dá)維”影響營口地區(qū)特大暴雨過程個(gè)例中,西南低空急流是其中一個(gè)影響系統(tǒng)。03日08時(shí),副熱帶高壓偏西側(cè)有一支從山東半島到大連的西南急流,輸送了渤海海面的水汽,提供了充足水汽條件。至4日08時(shí)臺風(fēng)北移,低空急流把水汽和能量輸送到遼寧地區(qū)上空,與東移南下的冷空氣相匯,與急流輸送在營口地區(qū)的暖濕氣流匯合,因此強(qiáng)降水出現(xiàn)在低空急流的輻合區(qū),冷暖空氣相匯合處。(2)在2010年7月13日營口南部到大連北部地區(qū)一次暴雨過程中,西南急流是其中一個(gè)影響系統(tǒng)。12日08時(shí)營口地區(qū)受兩高壓之間切變線影響,受西南急流控制,直至12日20時(shí),切變線穩(wěn)定。(3)在2008年7月15日營口局部地區(qū)暴雨過程個(gè)例中,西南急流為一個(gè)影響系統(tǒng)。15日08時(shí)至20時(shí),遼寧大部分地區(qū)一直處于高空槽前。受西南急流影響,14日20時(shí),700hPa有強(qiáng)西南急流向遼寧地區(qū)輸送水汽,由于西南急流較為深厚,為此次暴雨提供了充足的水汽條件。
1.1.3 東南低空急流和西南低空急流共同影響
在2002年8月4日遼南特大暴雨個(gè)例中,東南急流和西南急流都是暴雨過程中的重要影響系統(tǒng)。2002年12號臺風(fēng)在我國廣東地區(qū)活動,與副熱帶高壓之間形成了東南急流,并朝著我國東北地區(qū)伸展。這支東南急流為此次降水提供了高能高濕,之后急流向東移進(jìn)入朝鮮半島地區(qū)。
1.2 低空急流影響下的地面形勢
受低空急流影響下的地面形勢,低空急流主要作用于高低空急流耦合,促進(jìn)上升運(yùn)動,再與低空急流作用下輸送的水汽和能量共同作用,有利于該地區(qū)強(qiáng)降水天氣現(xiàn)象的持續(xù)發(fā)展。
(1)在2002年8月4日遼南特大暴雨個(gè)例中,遼寧南部地區(qū)位于高空急流的右側(cè),低空急流的左側(cè),高空輻散和低空輻合相互配合產(chǎn)生上升運(yùn)動,有利于強(qiáng)降水。(2)在2007年8月大連地區(qū)中暴雨過程個(gè)例中,低空急流左側(cè)的輻合作用促進(jìn)上升運(yùn)動,有利于強(qiáng)對流活動。(3)在臺風(fēng)“達(dá)維”造成營口地區(qū)特大暴雨個(gè)例中,營口地區(qū)低層輻合、高層輻散利于該地區(qū)垂直運(yùn)動的發(fā)展。(4)在2010年7月13日營口南部到大連北部地區(qū)一次暴雨過程個(gè)例中,營口地區(qū)位于低壓后,冷空氣逐漸加強(qiáng),12日20時(shí)后出現(xiàn)地面冷鋒,13日20時(shí)該地區(qū)位于低壓倒槽內(nèi),降水發(fā)生前后時(shí)間與氣壓場的變化同步。(5)在2008年7月15日營口局部地區(qū)暴雨過程個(gè)例中,高空槽前及低空切變線南側(cè)的西南急流輸送水汽和能量。
1.3 低空急流對物理量場的影響
低空急流主要為發(fā)生降水過程提供水汽條件以及配合高空急流發(fā)展的垂直運(yùn)動,高層輻散中心與低層輻合中心相互配合,高層輻合、低層輻散產(chǎn)生上升運(yùn)動,直至降水過程的發(fā)生、發(fā)展和消失。
1.3.1 水汽條件
(1)在2002年8月4日遼南特大暴雨個(gè)例中,遼寧南部地區(qū)受臺風(fēng)影響,不斷向北輸送水汽。(2)在臺風(fēng)“達(dá)維”造成營口地區(qū)特大暴雨個(gè)例中,該地區(qū)暴雨過程中水汽通量散度中心對應(yīng)低空急流左前方的位置。3日08時(shí)至20時(shí),水汽通量散度最大值區(qū)從河北北部到山東東部一帶移至遼寧地區(qū),并在4日08時(shí)達(dá)到最高值,至20時(shí),隨著低層風(fēng)速的減小,急流逐漸消失,水汽通量逐漸變小。(3)在2010年7月13日營口南部到大連北部地區(qū)一次暴雨過程個(gè)例中,西南氣流在遼寧西南側(cè)850hPa的低層高度場上形成一個(gè)水汽的輸送帶,輸送暖濕氣流,遼寧上空的低空切變線阻礙了水汽向北移動,使得暖濕空氣逐漸堆積上升,形成暴雨。(4)在2008年7月15日營口局部地區(qū)暴雨過程個(gè)例中,遼寧大部分地區(qū)受西南急流影響,有著較好的水汽條件。(5)在2006年7月10日遼東半島地區(qū)暴雨過程個(gè)中例,9日20時(shí),西南急流從山東半島輸送至遼東半島,不斷輸送水汽。
1.3.2 動力條件
(1)在臺風(fēng)“達(dá)維”造成營口地區(qū)特大暴雨個(gè)例中,從200hPa散度場來看,遼寧中西部地區(qū)高層形成一個(gè)強(qiáng)的輻散中心與低層850hPa輻合中心相對應(yīng),低層輻合、高層輻散有利于遼寧地區(qū)暴雨天氣的產(chǎn)生。(2)在2010年7月13日營口南部到大連北部地區(qū)一次暴雨過程個(gè)例中,12日20時(shí),高層營口到大連地區(qū)位于正渦度較大的區(qū)域,低層遼寧處于負(fù)渦度區(qū),高低層渦度差的增大,有利于水汽的動力抬升。(3)在2008年7月15日營口局部地區(qū)暴雨過程個(gè)例中,高低空均存在西南急流,從低層到高層流的垂直性較好。(4)2006年7月10日遼東半島地區(qū)暴雨過程個(gè)例中,低層的西南低空急流為雨區(qū)輸送水汽和動量,半島上空東側(cè)有強(qiáng)冷空氣,對流層上部高空輻散,下部低空輻合相耦合,有利于上升運(yùn)動發(fā)展。
2 華東沿海地區(qū)受低空急流影響引起的降水
暴雨是江淮地區(qū)多發(fā)的極端天氣現(xiàn)象,特點(diǎn)是覆蓋范圍廣、強(qiáng)度較大、雨量較為集中。本節(jié)以華東沿海地區(qū)暴雨過程為例,進(jìn)一步探討降水對低空急流影響的過程,分析并進(jìn)行總結(jié)。
2.1 低空急流影響下的環(huán)流形勢(700hPa、850hPa和950hPa)
2.1.1 西南低空急流
(1)在2012年7月2-4日江蘇省持續(xù)性梅雨鋒暴雨過程個(gè)例中,850hPa高度上,2日08時(shí)西南急流位于江淮之間,3日08時(shí)西南急流所處位置無明顯變化,4日08時(shí)急流移至沿江以北地區(qū)。(2)2008年8月1-2日安徽東南部及江蘇西南部特大暴雨過程個(gè)例中,對流層中低層形成較強(qiáng)的西南急流,不斷向滁河地區(qū)輸送水汽,使得該地區(qū)不穩(wěn)定能量增加。
2.1.2 東北低空急流和偏南低空急流共同影響
在2006年5月18日08時(shí)0601“珍珠”臺風(fēng)倒槽造成的上海暴雨過程個(gè)例中,850hPa高度上,偏南低空急流和東北低空急流在中低層切變線兩側(cè)。這兩支低空急流將南海和東海的水汽輸送至本地上空,上升運(yùn)動發(fā)展。
2.1.3 西南低空急流和偏東低空急流共同影響
在2009年11月9日皖南、浙北及上海南部出現(xiàn)了一次暴雨、局地大暴雨過程個(gè)例中,南側(cè)低空西南急流輸送大量的暖濕氣流與北側(cè)偏東急流帶來冷空氣共同影響作用天氣。
2.1.4 超低空急流
在2012年7月2-4日江蘇省持續(xù)性梅雨鋒暴雨過程個(gè)例中,950hPa高度上,2-3日出現(xiàn)了超低空急流。
2.2 低空急流影響下的地面形勢
(1)在2006年5月18日08時(shí)0601“珍珠”臺風(fēng)倒槽造成的上海暴雨過程個(gè)例中,低值系統(tǒng)倒槽伸向上海,北側(cè)有弱冷空氣擴(kuò)散,冷暖空氣的交匯促進(jìn)強(qiáng)降水的產(chǎn)生。(2)在2008年8月1-2日安徽東南部及江蘇西南部特大暴雨過程個(gè)例中,在高空槽前正渦度平流和低層暖平流的左右下,地面有波動發(fā)展東移。(3)在2006年5月18日08時(shí)0601“珍珠”臺風(fēng)倒槽造成的上海暴雨過程個(gè)例中,偏南低空急流和東北低空急流共同作用,低層輻合、高層輻散,促進(jìn)發(fā)展上升運(yùn)動。
2.3 低空急流對物理量場的影響
本節(jié)主要將華東地區(qū)受低空急流影響下的降水物理量分為兩個(gè)部分進(jìn)行總結(jié),一方面為水汽條件,另一方面為動力條件。
2.3.1 水汽條件
(1)在2012年7月2-4日江蘇省持續(xù)性梅雨鋒暴雨過程個(gè)例中,暴雨區(qū)出現(xiàn)在急流移動的左側(cè),超低空急流為本次梅雨鋒暴雨提供了充足的水汽。(2)在2008年8月1-2日安徽東南部及江蘇西南部特大暴雨過程個(gè)例中,西南急流提供了充足的水汽條件。(3)在2006年5月18日08時(shí)0601“珍珠”臺風(fēng)倒槽造成的上海暴雨過程個(gè)例中,東北和偏南急流提供了充足的水汽。(4)在2009年11月9日皖南、浙北及上海南部出現(xiàn)的一次局地大暴雨過程中,槽前西南急流,中低層低渦切變線東移,南側(cè)低空西南急流輸送大量的暖濕氣流。
2.3.2 動力條件
(1)在2012年7月2-4日江蘇省持續(xù)性梅雨鋒暴雨過程個(gè)例中,超低空急流對強(qiáng)降水的產(chǎn)生有著重要作用,在急流左下方的風(fēng)速切變區(qū)極易誘發(fā)中尺度擾動,觸發(fā)對流。(2)在2008年8月1-2日安徽東南部及江蘇西南部特大暴雨過程個(gè)例中,暴雨天氣是由臺風(fēng)減弱形成的低壓系統(tǒng)再由冷空氣侵入而形成的,西南急流強(qiáng)盛,大氣對流不穩(wěn)定促進(jìn)對流性降水形成。(3)在2006年5月18日08時(shí)0601“珍珠”臺風(fēng)倒槽造成的上海暴雨過程個(gè)例中,東北急流帶來的弱冷空氣加強(qiáng)了斜壓不穩(wěn)定,與偏南急流匯合有利于暴雨的增幅和維持。
3 東南沿海地區(qū)受低空急流影響引起的降水
我國針對東南地區(qū)低空急流的有關(guān)研究較少,本節(jié)通過對東南沿海地區(qū)城市降水個(gè)例的分析總結(jié),為日后研究者開展東南地區(qū)低空急流的探索做好基礎(chǔ)。
3.1 低空急流影響下的環(huán)流形勢(700hPa、850hPa和950hPa)
3.1.1 偏南低空急流
在2006年7月17日廈門連續(xù)暴雨個(gè)例中,7月14日20時(shí)700hPa高度上,偏南低空急流將南海上空水汽輸送到廈門地區(qū)上空,使得登陸的風(fēng)暴有能量繼續(xù)維持,并引起低空風(fēng)場的輻合,這是重要的觸發(fā)機(jī)制。16日08時(shí),低空急流向北伸展。
3.1.2 西南低空急流
(1)2014年5月22日福建暴雨到大暴雨過程個(gè)例中,700hPa高度場上,西南急流軸穿過福建中南部。850hPa高度場上,從廣東、廣西延伸到福建沿海形成一支低空西南急流。925hPa高度場上,有一支超低空西南急流提供充足的水汽條件。(2)850hPa高度場上,14日20時(shí)850hPa高度場上,閩南地區(qū)處在切變線南側(cè)。
3.2 低空急流影響下的地面形勢
(1)在2006年7月17日廈門連續(xù)暴雨個(gè)例中,14日20時(shí)廈門地區(qū)維持低層輻合、高層輻散,產(chǎn)生上升運(yùn)動。(2)在2013年5月16日福建閩南地區(qū)大暴雨天氣過程個(gè)例中,15日08時(shí)華南處在低壓倒槽內(nèi),14時(shí)低壓倒槽維持在福建中部、江西南部、廣東北部。16日02時(shí)地面倒槽南壓至福建南部、廣東中南沿海。
3.3 低空急流對物理量場的影響
3.3.1 水汽條件
(1)在2006年7月17日廈門連續(xù)暴雨個(gè)例中,低空急流使得廈門上空有持續(xù)的水汽輸送。(2)2014年5月22日福建暴雨到大暴雨過程個(gè)例中,低空急流及超低空急流持續(xù)向暴雨區(qū)輸送水汽。
3.3.2 動力條件
(1)在2006年7月17日廈門連續(xù)暴雨個(gè)例中,冷空氣與偏南低空急流相互作用形成觸發(fā)機(jī)制,低空急流與高空急流形成上升運(yùn)動。(2)在2014年5月22日福建暴雨到大暴雨過程個(gè)例中,低層水汽輻合、中高層水汽輻散有利于底層暖濕空氣的上升凝結(jié)釋放潛熱,促進(jìn)降水的產(chǎn)生。
4 結(jié)語
我國東部沿海地區(qū)主要受偏南或西南低空急流以及西南急流與東南急流共同影響作用。低空急流影響下的地面形勢主要是由于低空急流輸送水汽,配合高低空急流耦合,利于上升運(yùn)動的發(fā)展。
華東沿海地區(qū)主要受西南低空急流、東北低空急流和偏南低空急流共同作用、西南低空急流和偏東低空急流共同作用,時(shí)而引起超低空急流共同作用影響天氣系統(tǒng)。低空急流影響下的地面形勢:一方面受臺風(fēng)影響下,倒槽生成于降水地區(qū)上空,冷空氣導(dǎo)入,冷暖氣流匯合與高低空急流配合。另一方面,高低空耦合,低層輻合、高層輻散,垂直性較好。
東南沿海地區(qū)主要受偏南或西南低空急流影響天氣。低空急流影響下的地面形勢主要是與低空急流輸送的水汽相配合,高低空急流耦合,上升運(yùn)動發(fā)展,產(chǎn)生降水。低空急流系統(tǒng)與副熱帶高壓共同影響天氣。
低空急流在物理量場的作用主要表現(xiàn)在水汽和動力作用,提供能,輸送暖濕水汽,大氣層結(jié)不穩(wěn)定性增加,低層的擾動隨之增加,觸發(fā)不穩(wěn)定機(jī)制。
本文所選個(gè)例只代表部分地區(qū)降水過程,不能覆蓋東部沿海地區(qū)全部,可作為今后研究的部分參考。
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