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        六盤水市一次強降水天氣過程分析

        2011-12-22 06:42:02康學(xué)良池再香
        中低緯山地氣象 2011年2期
        關(guān)鍵詞:梁子盤縣水城

        康學(xué)良,池再香

        (貴州省六盤水市氣象局,貴州 六盤水 553001)

        六盤水市一次強降水天氣過程分析

        康學(xué)良,池再香

        (貴州省六盤水市氣象局,貴州 六盤水 553001)

        利用EC數(shù)值預(yù)報、FY2C云圖、區(qū)域自動站、多普勒雷達(dá)以及實況資料,對2009年6月8日傍晚到10日08:00時發(fā)生在貴州省六盤市的強降水天氣過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明:位于盤縣坪地東北面的牛棚梁子(主峰2 865 m)和水城與赫章之間的韭菜坪(主峰2 901 m)在此次強降水過程中,對天氣系統(tǒng)具有阻擋作用;地面輻合線對此次強降水落區(qū)有很好的指示作用;區(qū)域自動站、新一代天氣雷達(dá)、衛(wèi)星云圖等資料以及本地開發(fā)的暴雨預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)和區(qū)域內(nèi)各站點近地面能量的變化,對臨近預(yù)警、短時預(yù)報準(zhǔn)確率的提高起到關(guān)鍵作用,從而可為復(fù)雜地形下的局地暴雨預(yù)報起到重要的參考意義。

        地形;輻合線;強降水;六盤水

        1 引言

        夏季暴雨是不同尺度相互作用的復(fù)雜非線性問題。在不同尺度的影響系統(tǒng)中,暴雨的產(chǎn)生要有一定的大尺度環(huán)境背景,它可以提供中尺度天氣系統(tǒng)形成的條件及環(huán)境場,而中尺度系統(tǒng)(MCS)才是直接造成暴雨的影響系統(tǒng)[1-2]。只有在有利的大尺度背景下滿足一定的物理條件,才能激發(fā)產(chǎn)生強對流天氣[3],但地形的加熱不均勻也會引起局地環(huán)流[4],使災(zāi)害天氣的發(fā)生更加頻繁,并且強降水的落區(qū)與地形關(guān)系有著密切的關(guān)系[5]。

        貴州六盤水市地處烏蒙山脈,中部有牛棚梁子(主峰2 865m),西北部有韭菜坪(主峰2 901m),是個典型的高海拔山區(qū),地形地勢復(fù)雜,山體高大,連綿不斷,切割劇烈,谷地幽深,相對高度差多達(dá)500m以上。由于地形的復(fù)雜多樣,造成局地暴雨很難預(yù)報。本文利用EC數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品資料、常規(guī)觀測資料、區(qū)域自動站資料、雷達(dá)資料、物理量場資料、FY2C云圖以及本臺開發(fā)的暴雨預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)等,對2009年6月8—10日發(fā)生在貴州省六盤水市的強降水天氣過程進(jìn)行分析,探討局地強降水的預(yù)報方法。

        2 過程概況及災(zāi)情

        2009年6月8日傍晚到10日08:00時,受低槽、切變線影響,六盤水市出現(xiàn)了當(dāng)年入汛以來最強降水,局地雷雨中夾降冰雹,降水主要集中在8日夜間,在六盤水市的中部呈自西向東帶狀強降水區(qū)(見圖1);隨后強降水區(qū)域減弱南下,9日白天到夜間降水主要集中在盤縣南部。8日08:00時—10日08:00時,全市共出現(xiàn)大暴雨1站、暴雨14站、大雨25站以及中雨17站,以水城縣的蟠龍鄉(xiāng)114.5mm為最大。同時,8日14:10—14:30時,水城縣的蟠龍鄉(xiāng)發(fā)生冰雹災(zāi)害,冰雹持續(xù)時間20min,冰雹最大直徑為10mm;15:00時,水縣城的果布戛鄉(xiāng)楓香村的4位村民在地里鎬玉米,4人同時被雷擊倒受輕傷;19:25—21:40時水縣城的營盤鄉(xiāng)發(fā)生風(fēng)災(zāi),導(dǎo)致玉米被大風(fēng)吹倒或吹斷。此次風(fēng)雹災(zāi)害,造成水城縣6 074人受災(zāi),農(nóng)作物受災(zāi)面積138 hm2,絕收18 hm2,倒塌房屋4間,直接經(jīng)濟(jì)損失46.35萬元。此次暴雨致洪災(zāi)害,造成六枝32 094人受災(zāi),死亡1人,農(nóng)作物受災(zāi)面積1 388 hm2,絕收73hm2,直接經(jīng)濟(jì)損失345萬元,其中農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失325萬元。

        3 強降水過程分析

        3.1 環(huán)流形勢與影響系統(tǒng)分析

        由EC數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品資料分析:500hPa圖上(圖略),7日20:00時,四川西部有高空槽,未來東移影響貴州省東部;8日20:00時,高空槽東移到陜西南部—重慶—貴州省東部—廣西南部;9日20:00時,高空槽在貴州省東部,貴州省主要受偏西北氣流影響,10日 20:00時,貴州省受西北氣流影響。700hPa圖上(圖略),7日20:00時,貴州省西南氣流加強,陜西北部—甘肅南部—成都附近有低渦切變,未來東南移影響貴州省;8日20:00時,低渦切變東南移到貴州省北部,未來繼續(xù)東南移,貴州省西南氣流減弱;9日20:00時,低渦切變線東南至貴州省東南部,10日20:00時,貴州省受高壓環(huán)流影響。850hPa圖上(圖略),7日20:00時,寧夏—四川東部—云南昭通有低渦切變,貴州省偏南氣流加強;8日20:00時,低渦切變線南壓至貴州省中部一線,貴州省偏南氣流減弱;9日20:00時,切變線南壓至廣西境內(nèi),貴州省轉(zhuǎn)為西北氣流;10日20:00時,貴州省為高壓環(huán)流影響。地面氣壓場(圖略),7日20:00時,有弱冷空氣影響貴州省;8日20:00時影響貴州省的倒槽鋒生系統(tǒng)維持;9日20:00時倒槽減弱;10日20:00時,有弱冷空氣補充影響貴州省。

        圖1 8日08:00時—9日08:00時六盤水市降水(單位:mm)分布實況

        總之,六盤水市此次強降水天氣過程主要是受500hPa槽后西北氣流、850hPa位于昭通的低渦切變和地面倒槽鋒生系統(tǒng)的共同影響。

        3.2 地形作用

        六盤水市自南向北一直到赫章為烏蒙山脈,在烏蒙山脈上,盤縣西北部與水城西南部交界處主峰(牛棚梁子)有2 865m,水城西北部與赫章南部交界處有2 901m的主峰(韭菜坪)。在此次強降水過程中,牛棚梁子和韭菜坪共同阻擋了8日08:00時及前4 d的東南氣流,使東南氣流轉(zhuǎn)為東北氣流。由于地形抬升作用,在牛棚梁子以東、韭菜坪以南地區(qū)造成上升運動,有利于該區(qū)的對流發(fā)生和發(fā)展。由此可見,此次強降水落區(qū)與該地形的作用有很好的對應(yīng)關(guān)系(見圖1)。

        3.3 雷達(dá)回波分析

        8日16:00時,貴陽雷達(dá)反映出六枝東南角和西南角有對流回波生成(圖2a),隨后加強、發(fā)展并南壓,16:50時發(fā)展成一對流回波帶在六枝南部(圖2b),該對流回波帶一直維持到17:20時,隨后緩慢東移,18:00時移出六枝并影響普定南部與鎮(zhèn)寧北部之間地區(qū);該對流回波帶的滯留、移動與六枝16:00—17:00時的強降水(1h降22.0mm)以及其后持續(xù)降水有很好的對應(yīng)關(guān)系。22:02時,畢節(jié)雷達(dá)反映出在水城的西南部有對流回波生成(圖3a),此處應(yīng)為牛棚梁子的東北方,但22:22時對流回波減弱消失。9日00:43時畢節(jié)雷達(dá)反映出在水城的南部自西向東呈帶狀對流回波(圖3b),該對流回波位于韭菜坪與牛棚梁子之間,并且維持到01:58時減弱消失,01:38時在水城的北部有弱對流回波生成,該對流回波位于韭菜坪南側(cè),且一直持續(xù)到05:48時減弱消失。該對流回波的滯留以及減弱消失與水城站逐時降水分布一致。

        圖2 貴陽雷達(dá)8日16:00時(a)和16:50時(b)回波變化趨勢

        3.4 衛(wèi)星云圖分析

        從FY2C云圖上看到,8日15:20時,在威寧、水城、六枝的西南部有對流云團(tuán)生成(圖4a),該小尺度對流云團(tuán)在源地發(fā)展、加強;16:20時該小尺度對流云團(tuán)在發(fā)展、加強過程中合并為一中尺度且呈東西帶狀對流云團(tuán)在水城—六枝一帶(圖4b);由于受牛棚梁子和韭菜坪山峰的阻擋,該中尺度對流云團(tuán)未向西、向北發(fā)展,而是緩慢地南下,17:20時分在水城的中部以南至六枝的中部以南地區(qū)(圖4c),隨后該中尺度對流云團(tuán)一直維持在這一帶,造成8日夜間強降水主要分布在水城的中部以南至六枝的中部以南地區(qū)。由此可見,該中尺度對流云團(tuán)與此次強降水落區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系。9日04:20時該中尺度對流云團(tuán)減弱并東南移,到06:20時移出六盤水市(圖4d),該市的強降水天氣過程隨之減弱。

        3.5 地面輻合線分析

        8日08:00時地面圖上,貴州省北部邊緣有弱輻合,而六盤水市為西南風(fēng),加上高低空天氣系統(tǒng)偏北偏東,故六盤水市沒有具備強降水的天氣條件;到11:00時,水城站突然轉(zhuǎn)為東北風(fēng),盤縣維持西南風(fēng),輻合線位于水城與盤縣交界處—安順附近—遵義一線(圖5a);14:00時地面輻合線的東段南壓至貴陽以南地區(qū),而西段仍然維持在水城與盤縣之間(圖5b),維持在水城與盤縣交界處的輻合線位置與8日夜間的強降水落區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系。因此,地面圖時間尺度短,可作為短時預(yù)報的重要工具。

        圖5 地面形勢場8日11:00時(a)和14:00時(b)變化特征

        3.6 本地化分析

        8日14:00時,根據(jù)六盤水市氣象臺開發(fā)的暴雨預(yù)報預(yù)警系統(tǒng),得到六盤水市水城和六枝上空(700hPa)的比濕為11.1g/kg,而盤縣為10.4 g/kg,說明水城和六枝上空的水汽條件比盤縣的好;且水城和六枝上空(700hPa)的總能量為70.1℃,而盤縣為68.4℃,說明水城和六枝上空的能量比盤縣的高。得出的結(jié)論是“六盤水市北部具備產(chǎn)生強降水的水汽、能量條件”。同時利用六盤水市各站點8日08:00時和14:00時的近地面溫度、水汽壓和本站氣壓計算得到,08:00時近地面能量:水城74℃、六枝73℃、盤縣68℃,到14:00時,水城80℃、六枝77℃、盤縣71℃;由此可知,六盤水市中部以北地區(qū)的能量比中部以南地區(qū)的增加明顯,為強降水提供了充足的水汽和能量條件。所以,暴雨預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)的提示以及近地面能量的反應(yīng),與此次強降水落區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系。

        4 討論

        在此次強降水天氣過程中,天氣影響系統(tǒng)偏北偏東,對六盤水市影響不明顯,但六盤水市氣象臺根據(jù)自己開發(fā)的暴雨預(yù)報預(yù)警系統(tǒng),并結(jié)合本地各站點近地面能量,作出“8日夜間到9日白天,全市陰有陣雨或雷雨,雨量一般中雨,北部(水城)和東部(六枝)局地有大到暴雨,個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)有暴雨;9日夜間到10日白天,陰有陣雨,南部(盤縣)局地中到大雨。”的預(yù)報結(jié)論。經(jīng)與實況進(jìn)行比較,前24h,在強降水落區(qū)以及量級上,預(yù)報結(jié)論與實況相吻合;后24h,在強降水落區(qū)上,預(yù)報結(jié)論與實況相吻合,但預(yù)報量級較實況略偏大。

        由于六盤水市無雷達(dá),只能參考畢節(jié)、黔西南和貴陽的雷達(dá)資料。受地形影響,畢節(jié)雷達(dá)只能反映水城中部以北上空的對流狀況,黔西南雷達(dá)只能反映盤縣中部以南上空的對流狀況,貴陽雷達(dá)又只能反映六枝中部以東上空的對流狀況,造成水城與盤縣、水城與六枝交界處為盲區(qū),而水城與盤縣交界處受牛棚梁子山峰阻擋,常常有對流系統(tǒng)生成、發(fā)展及停滯,易造成此處降水量級預(yù)報的偏差;并且曾多次在此處發(fā)生的強降水無法從雷達(dá)圖上獲取,而云圖資料時空尺度較長,且常常資料不全,給六盤水市局地暴雨短時臨近預(yù)報帶來困難。因此,六盤水市氣象臺常常根據(jù)區(qū)域自動站降水量來判斷該盲區(qū)的降水強度以及持續(xù)時間進(jìn)行天氣預(yù)報服務(wù)。在服務(wù)過程中,難免有點被動和偏差。

        5 小結(jié)

        ①當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件,特別是山脈走向,對天氣系統(tǒng)具有觸發(fā)或阻擋作用。此次強降水落區(qū)與牛棚梁子和韭菜坪的地形有著密切的關(guān)系。

        ②地面實況圖、區(qū)域自動站、多普勒雷達(dá)、衛(wèi)星云圖等資料,對臨近預(yù)警、短時預(yù)報準(zhǔn)確率的提高起到關(guān)鍵作用。

        ③本地化系統(tǒng)在此次強降水天氣過程中起到很好的指示作用。

        [1] 陶詩言,丁一匯,周曉平.暴雨和強對流天氣的研究[J].大氣科學(xué),1979,4(3):227-238.

        [2] 馬艷,程麟生.暴雨中尺度系統(tǒng)不穩(wěn)定理論的數(shù)值試驗[J]. 高原氣象,1996,15(4):414-424.

        [3] 朱官忠.山東盛夏的一次強風(fēng)暴過程的中尺度分析[J].氣象,1991,17(12):22-26.

        [4] 葉萌,張東,何夏江.“05.6”廣東致洪暴雨過程的預(yù)報著眼點[J]. 廣東氣象,2006,34(1):35-38.

        [5] 池再香,白慧,黃紅,等.夏季黔東南州局地暴雨與西太副高環(huán)流的關(guān)系[J]. 高原氣象,2008,27(1):176-183.

        P458

        B

        1003-6598(2011)02-0022-04

        2010-05-31

        康學(xué)良(1962-),男,工程師,主要從事氣象綜合管理工作。

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