喬 琪

(貴州省氣象臺(tái)，貴州 貴陽 550002)

2008-08-15貴州暴雨天氣過程診斷分析

喬 琪

(貴州省氣象臺(tái)，貴州 貴陽 550002)

該文應(yīng)用NCEP 1°×1°資料，從中尺度系統(tǒng)及物理量的角度對(duì)2008年8月15日夜間到16日貴州的一次暴雨天氣過程進(jìn)行分析，得出這次過程強(qiáng)降水時(shí)段集中在15日22時(shí)—16日02時(shí)，雨強(qiáng)達(dá)23～56 mm/h，降水強(qiáng)度強(qiáng)、時(shí)間短，表現(xiàn)出了中尺度系統(tǒng)的特征，在省中部及東部均有能夠引起很大雨強(qiáng)的東北風(fēng)與東南風(fēng)構(gòu)成的中尺度切變線，云圖上沿地面切變形成一對(duì)流云帶，在云帶上有MCS云團(tuán)發(fā)展;貴州省處于南亞高壓前部的強(qiáng)輻散區(qū)，對(duì)低層產(chǎn)生強(qiáng)的抽吸作用，加強(qiáng)了對(duì)流上升運(yùn)動(dòng);強(qiáng)降水發(fā)生前高溫高濕主要集中在中低層以下，為強(qiáng)降水的發(fā)生積聚了充足的潛在不穩(wěn)定能量，短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)段過后θse高能舌躍到了500 hPa，不穩(wěn)定能量向上擴(kuò)散，能量的快速耗散使得降水的強(qiáng)度趨于減弱;短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生前，垂直上升運(yùn)動(dòng)高度高，對(duì)流發(fā)展旺盛，而短時(shí)強(qiáng)降水過后，垂直上升運(yùn)動(dòng)速度雖增強(qiáng)，但高度明顯降低，對(duì)流主要在中低層;CAPE值的猛增可視為產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水的一個(gè)指標(biāo)。

暴雨;中尺度系統(tǒng);θse;CAPE

1 引言

暴雨的發(fā)生是多種中尺度系統(tǒng)相互作用的結(jié)果，大尺度環(huán)流對(duì)暴雨的發(fā)生發(fā)展有明顯的制約作用，而中尺度系統(tǒng)則是造成暴雨的直接影響系統(tǒng)，造成暴雨的中尺度系統(tǒng)包括中尺度低渦、中尺度地面氣旋、切變線和中尺度對(duì)流復(fù)合體等。近年來，人們?cè)谠S多方面就暴雨中尺度系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展動(dòng)力學(xué)問題進(jìn)行了廣泛的研究和探索，取得了一些重要進(jìn)展。

2 天氣概括

2.1 暴雨實(shí)況

15日白天到夜間，貴州省中部東北部出現(xiàn)暴雨，6縣(市、區(qū))出現(xiàn)大暴雨，18個(gè)縣(市、區(qū))出現(xiàn)暴雨，最大雨量為貴定縣的185.4 mm，16日白天到夜間，降水區(qū)東南移，省東南部的錦屏縣出現(xiàn)大暴雨(100.4 mm)，榕江縣出現(xiàn)暴雨(84.9 mm)，省東南部和西南部10縣出現(xiàn)大雨。

2.2 環(huán)流形勢(shì)

造成此次暴雨天氣過程的主要影響系統(tǒng)是西南低渦切變線。500 hPa位于川東—云南東部的高空冷槽東移，引導(dǎo)中低層西南渦出動(dòng)，西南渦東移路徑沿川東—重慶北部—湖南一線，導(dǎo)致貴州省雨區(qū)主要在省的中部及東北部。15日08時(shí)中低層省中部以南到兩廣維持強(qiáng)盛的西南低空急流。低空急流是產(chǎn)生暴雨的一個(gè)決定性因素，它是向暴雨區(qū)輸送水汽、熱量和不穩(wěn)定能量的快速輸送帶，是暴雨落區(qū)預(yù)報(bào)中是一個(gè)重要因子。我省的暴雨落區(qū)往往發(fā)生在西南低空急流的西北側(cè)。從圖1可見，850 hPa重慶—貴州北部維持一低渦，西南急流軸位于廣西—貴州東部—湖南，急流軸北部—貴州北部有風(fēng)向風(fēng)速的輻合，此輻合線在貴州北部—西部維持，配合水汽通量散度，貴州西部、西北部的水汽輻合中心東移到省中部一線，輻合線及水汽輻合中心的南側(cè)對(duì)應(yīng)強(qiáng)降水中心。

圖1 2008-08-15 T 20 850 hPa水汽通量散度及風(fēng)場(chǎng)

3 中尺度特征分析

3.1 中尺度特征

從貴州省自中部向東北選取4個(gè)暴雨站點(diǎn)，從逐時(shí)降水量(圖2)可看出，強(qiáng)降水時(shí)段集中在15日22時(shí)—16日02時(shí)，雨強(qiáng)達(dá)23 mm/h～56 mm/h。降水強(qiáng)度強(qiáng)、時(shí)間短，表現(xiàn)出了中尺度系統(tǒng)特征［1］。

圖2 15日20時(shí)-16日08時(shí)站點(diǎn)逐時(shí)降水量

圖3 (a)8月15日23時(shí)地面風(fēng)場(chǎng)，(b)15日23時(shí)紅外云圖

15日白天地面從省的西北部形成中尺度切變線，逐步南壓，15日19時(shí)，在省的中部銅仁—甕安—清鎮(zhèn)切變線維持并緩慢南壓。在強(qiáng)降水集中時(shí)段，中尺度切變線一致在余慶—長(zhǎng)順及銅仁—鎮(zhèn)遠(yuǎn)維持(圖3a)。15日23時(shí)到16日01時(shí)逐時(shí)自動(dòng)站(圖3b)，在我省中部及東部均有東北風(fēng)與東南風(fēng)構(gòu)成的中尺度切變線存在，這種東風(fēng)切變線引起的雨強(qiáng)很大。云圖上沿地面切變形成一對(duì)流云帶，在云帶上有MCS云團(tuán)發(fā)展。

3.2 不穩(wěn)定條件

暴雨的產(chǎn)生通常伴隨著不穩(wěn)定能量的釋放。在暴雨出現(xiàn)前15日20時(shí)，θse高能舌伸展到700 hPa，700 hPa以下θse隨高度的增加明顯降低，大氣處于對(duì)流不穩(wěn)定狀態(tài)，阻擋了暖濕氣流向上擴(kuò)散，使高溫高濕主要集中在中低層以下，為強(qiáng)降水的發(fā)生積聚了充足的潛在不穩(wěn)定能量。短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)段過后，16日02時(shí)，θse高能舌躍到了500 hPa，不穩(wěn)定能量向上擴(kuò)散，能量的快速耗散使得降水的強(qiáng)度趨于減弱［3］。

圖4 沿107°E θse剖面 (a)15日20時(shí) (b)16日02時(shí)

暴雨發(fā)生前15日20時(shí)貴陽站的CAPE猛增，不穩(wěn)定能量得以明顯積蓄，為強(qiáng)對(duì)流暴雨提供了大量的動(dòng)能轉(zhuǎn)化能量，20時(shí)后由于高空冷槽的觸發(fā)，位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，為暴雨的產(chǎn)生及持續(xù)提供了動(dòng)力。16日08時(shí)，降雨的產(chǎn)生及雨勢(shì)減弱，CAPE值迅速減小。

圖5 貴陽站CAPE變化曲線

3.3 上升運(yùn)動(dòng)

暴雨的形成需要有比較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)。從暴雨區(qū)上空垂直運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間的連續(xù)演變來看，上升氣流的出現(xiàn)較好地對(duì)應(yīng)了暴雨的發(fā)生、發(fā)展。在強(qiáng)降水發(fā)生前15日20時(shí)，強(qiáng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)主要在28°N，即我省的遵義中部，最大的上升速度中心在350 hPa及200 hPa，到16日02時(shí)，短時(shí)強(qiáng)降水基本結(jié)束后強(qiáng)垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)南移到27°N，即貴陽北部息烽、開陽附近，上升速度明顯增大，由0.4增加到0.7，但最大的上升速度中心高度降低到650 hPa，650 hPa到400 hPa隨高度的增加垂直速度逐漸減小。說明短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生前，垂直上升運(yùn)動(dòng)高度高，對(duì)流發(fā)展旺盛，而短時(shí)強(qiáng)降水過后，垂直上升運(yùn)動(dòng)速度雖增強(qiáng)，但高度明顯降低，對(duì)流主要在中低層。［2］

我省處于南亞高壓前部的強(qiáng)輻散區(qū)，高層輻散、低層輻合，對(duì)低層產(chǎn)生強(qiáng)的抽吸作用，加強(qiáng)了對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)。

圖6 沿107°E垂直速度剖面(a)15日20時(shí) (b)16日02時(shí)

4 小結(jié)

①500 hPa高空冷槽、西南低空急流、西南渦切變線是這次暴雨天氣尺度的主要影響系統(tǒng)。

②強(qiáng)降水時(shí)段集中在15日22時(shí)—16日02時(shí)，強(qiáng)度強(qiáng)、時(shí)間短，有中尺度系統(tǒng)影響，地面我省中部中尺度切變線維持移動(dòng)緩慢，沿切變線的云帶上有MCS云團(tuán)發(fā)展。

③我省處于南亞高壓前部的強(qiáng)輻散區(qū)，對(duì)低層產(chǎn)生強(qiáng)的抽吸作用，加強(qiáng)了對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)。

④強(qiáng)降水發(fā)生前高溫高濕主要集中在中低層以下，為強(qiáng)降水的發(fā)生積聚了充足的潛在不穩(wěn)定能量，短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)段過后，θse高能舌躍到了500 hPa，不穩(wěn)定能量向上擴(kuò)散，能量的快速耗散使得降水的強(qiáng)度趨于減弱。

⑤暴雨發(fā)生前CAPE值猛增，不穩(wěn)定能量得以明顯積蓄為強(qiáng)對(duì)流暴雨提供了大量的動(dòng)能轉(zhuǎn)化能量，降雨的產(chǎn)生及雨勢(shì)減弱后，CAPE值迅速減小，CAPE值的猛增可視為產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水的一個(gè)指標(biāo)。

⑥短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生前，垂直上升運(yùn)動(dòng)高度高，對(duì)流發(fā)展旺盛，而短時(shí)強(qiáng)降水過后，垂直上升運(yùn)動(dòng)速度雖增強(qiáng)，但高度明顯降低，對(duì)流主要在中低層，垂直上升運(yùn)動(dòng)中心的降低可以預(yù)報(bào)強(qiáng)降水時(shí)段。

［1］ 曾志云，潘益農(nóng)，等.“2004.6”湘西北低空急流暴雨的中尺度分析［J］. 氣象科技，2007：27，158.

［2］ 李登文，楊靜，喬琪.2006-06-13貴州望謨縣大暴雨的診斷分析［J］. 南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2008：31(4)，518.

［3］ 毛冬艷.貴州南部一次突發(fā)性大暴雨的中尺度分析［J］.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，30(5)：607.

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1003-6598(2011)04-0015-03

2011-06-13

喬琪(1978-)，女，工程師，主要從事短期天氣預(yù)報(bào)工作。