王維 等
烏日圖牧仁? 喬驛媛
摘要:作者運用專業(yè)知識、結合工作經(jīng)驗分析了2019年6月廣州地區(qū)的1次暴雨過程,包括了過程概述、環(huán)流背景、物理機制分析等,為從事相關工作的氣象預報科技人員提供參考。
關鍵詞:典型案例;暴雨;環(huán)流背景;物理機制
2019年6月8日08時—9日06時(北京時間,下同),華南地區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性降水天氣過程。此次暴雨過程,降水量大,突發(fā)性強,分布不均勻等特點。以廣州地區(qū)降水量分布為例,9日14~20時,降水中心主要集中在廣州西北部地區(qū),降水量在25~50 mm。6月9日20時至10日02時,廣州東北部降水量在50~100 mm。雨帶維持與緩慢東移。
1 暴雨過程概述
2019年6月8—9日,華南部分地區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性降水天氣過程。此次暴雨過程具有突發(fā)性強,降水量大,分布不均勻等特點。華南地區(qū)湖南和江西降雨尤為強烈,降水量在6月8日20時~9日20時達到了100~250 mm,廣東地區(qū)降水量在10~50 mm。以廣州地區(qū)降水量分布為例,9日14~20時,降水中心主要集中在廣州西北部地區(qū),降水量在25~50 mm。隨著時間的推移到了6月9日20時至10日02時,廣州東北部降水量在50~100 mm。雨帶維持與緩慢東移。
2 環(huán)流背景
2.1 高空形勢分析
一般來說,暴雨的發(fā)生離不開有利的大尺度環(huán)流背景和各種影響系統(tǒng)的有利配置。6月8日20時,500 hPa(圖2.1.1)中高緯度地區(qū)主要受兩槽一脊的影響:烏拉爾山附近有一處低壓槽 ,槽后有明顯的溫度槽配合,溫度場與高度場的配置形勢有利于槽的加深發(fā)展,槽后的西南氣流有短波槽東移活動。東槽自我國東北、日本一帶延伸至華北,呈東北--西南向,脊自蒙古伸向貝湖東北側,有時可伸至東西伯利亞,脊的南方云貴高原附近有南支槽東移,副高脊至110°E,華南已出現(xiàn)負變高。
6月9日8時,500 hPa高緯度地區(qū)多短波槽活動,高壓脊穩(wěn)定在110°E~120°E的副高向內(nèi)陸加深,徑向度加大,中心強度不變;廣州正處于槽前旺盛的西北氣流控制中,西北氣流的輸送是形成暴雨的有利條件。6月9日8時,500 hPa圖上(圖2.1.2),副高繼續(xù)深入內(nèi)陸,中高緯度的系統(tǒng)整體東移發(fā)展。在副高延伸的情況下,有利于暖濕氣流向華南輸送,之后,副高開始減弱,華南出現(xiàn)負變高,有利冷空氣南下。
2.2 中低空形勢分析
850 hPa上,低空切邊線的變化是與地面圖上冷鋒的移動相配置的。切線呈東北--西南向傾斜狀,對于地面冷鋒的變化如地面填圖(圖2.2.2)所示。暖性切變線:在廣東省到湖南一帶出現(xiàn)由東南風與西南風構成的暖性切變線。云貴高原東側至廣州地區(qū),中心強度增強;冷鋒隨之東移,廣州逐漸與冷鋒位置接近;槽后有冷平流,廣州受暖空氣的影響,降水強度加強。鋒面兩側風向呈明顯氣旋式切邊,氣象要素存在巨大的差異。
3 物理機制分析
3.1 水氣條件分析
暴雨的產(chǎn)生,主要與水氣的平流和輻合運動有關。水氣通過大規(guī)模的平流運動輸送到降水區(qū)。水氣通量的值越大,表示從原地輸送到降水區(qū)的水氣量越大,可降水量越大;反之亦然。從圖3.1.1中可以看出,水氣輸送從太平洋輸送進來途經(jīng)華南地區(qū)向偏東北方向發(fā)展。此刻我國華南地區(qū)大致受偏北風控制,帶來的水氣條件為廣東的降水帶來了有利的條件。
水氣通量是隨著風帶大值區(qū)的移動而移動的,即水氣通量大值區(qū)隨著西南風的加強而向偏東方向移動。9日8時(圖3.1.1a),華南地區(qū)有1個很大的冷氣團還有2個較小的冷氣團,華南地區(qū)的風向密密麻麻,從太平洋輸送進來大量的水氣,為廣東的降水帶來了極大的有利條件。9月20時( 圖3.1.1b)華南地區(qū)此時有2個大的冷氣團和1個小的冷氣團,風向通道持續(xù)帶來降水,沒有減弱的趨勢,依然在源源不斷地為廣東地區(qū)帶來有利的降水條件。
3.2 能量條件分析
強對流天氣預報常用K指數(shù)和假相當位溫(θse)來反映大氣節(jié)點的溫濕度。K指數(shù)越大,層結越不穩(wěn)定,出現(xiàn)對流天氣的可能性越大。θse是反映大氣節(jié)點穩(wěn)定性的另一個重要物理量。θse的密集帶通常表示強烈的溫度、濕度梯度和可能存在的鋒面區(qū)域。使用Δθseθ=θse500 - se700或500 hPa和700 hPa層結θse差異,Δθse值越小,表示θse隨高度越大,對流的不穩(wěn)定。
圖3.2.1是6月9日08時和9日20時的能量條件K值。從圖3.2.1a中可以看得出來,廣東的西部附近有一個K指數(shù)高值中心,K指數(shù)向外逐漸遞減,廣東處于K指數(shù)等值線為35°C值區(qū)邊緣的地帶。圖3.2.1b,廣東附近的高值中心降低到了40~45,廣東仍處于K指數(shù)等值線為35°C值區(qū)的邊緣的地帶。這種能量場的分布為
6月9日的降水的發(fā)生提供了有利條件。
圖3.2.2 6月9日20時500 hPa溫度場和700 hPaT-Td疊加圖。廣東部分地區(qū)位于θse的低值范圍在0~2,邊緣地帶處于3,θse值大約為0℃,呈西南船狀,上半部基本都是0℃下半部則為3~4℃,大氣層結比較穩(wěn)定。K指數(shù)與θse的分布有著一定的對稱性,在這種情況的影響下,確定了6月9日晚的降水能量的釋放。
綜上所述,能量指數(shù)密集帶通過逐漸影響廣東地區(qū)而改變廣東地區(qū)的位勢穩(wěn)定度,從而造成強對流天氣的發(fā)生。總的來說,廣東北部的不穩(wěn)定指數(shù)
(K、θse、Δθse)大于南部,說明不穩(wěn)定能量聚積得更多。這也解釋了廣東北部地區(qū)日降水量大于南部的原因。
4 結論
這次廣東暴雨的形成是受兩槽一脊、中緯度副熱帶高壓、華南附近的冷鋒、流場、輻合線的共同作用有關。廣東地區(qū)受到偏西氣流的控制;高中低各層系統(tǒng)間的相互配置、相互作用,為暴雨的發(fā)生發(fā)展提供了有組織的環(huán)流條件。廣東處于華南地區(qū),汛期要比其他地方早很多,而且持續(xù)時間長。前汛期存在華南準靜止鋒暴雨,如果是鋒面暖區(qū)往往會有更大的暴雨。在流場圖中,我們可以看到,廣東地帶剛好處于東南風和西南風的混合氣流中,有利于形成廣東的降雨現(xiàn)象。
不穩(wěn)定指數(shù)對流性天氣的發(fā)生發(fā)展具有較好的指示作用。此次暴雨開始于不穩(wěn)定能量鋒區(qū)的邊緣密集區(qū),隨著不穩(wěn)定能量等值線的數(shù)值減弱和密度減小而強度減弱。此次廣東北部的不穩(wěn)定指數(shù)大于南部的不穩(wěn)定指數(shù),解釋了這次廣東北部地區(qū)降水更多、更大的原因。
參考文獻
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