路平平,周 鑫,鐘 波,張玉成
(牡丹江市氣象臺,黑龍江 牡丹江 157000)
暴雨是北方夏季主要災害性天氣之一, 連續(xù)的暴雨則會產生泥石流等嚴重的地質災害。 城市內也常因暴雨而排水不暢,道路積水,交通阻塞。 局地性暴雨也常導致中、小河流汛期農作物減產。 強對流性天氣也是牡丹江地區(qū)主要的災害性天氣之一, 是在大尺度環(huán)流背景下產生的中小尺度天氣系統(tǒng), 很多強對流天氣產生的降水達不到暴雨標準, 但由于具有突發(fā)性強,天氣變化劇烈等特點,經常造成嚴重的經濟損失,它是預報業(yè)務的重點和難點。 因此提高對流性天氣和暴雨預報水平, 對防災減災工作有非常重要的現實指導意義。 本文從高低空環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)對2013年7月24日和2014年7月23日牡丹江地區(qū)兩次強降水過程進行對比分析。 探討不同的對流系統(tǒng)帶來的強降水特征,找出演變規(guī)律,以提高預報準確率。
2013年7月23-26日(以下簡稱“7.24”),由于受東北冷渦和副熱帶高壓的共同影響, 牡丹江地區(qū)出現了一場較大范圍的暴雨,過程降水量見表1。 23日20時-24日20時24 h 降水量牡丹江市83.9 mm,寧安84.0 mm, 海林55.4 mm, 林口44.2 mm, 穆棱44.3 mm,東寧33.9 mm,綏芬河56.5 mm。凡日降水量達到和超過50 mm 的降水稱為暴雨,其中牡丹江、寧安、海林、綏芬河降水量超過50 mm,達到暴雨標準。鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動雨量站23-26日降水超過100 mm 的有17個站,其中有兩個站超過150 mm:磨刀石150.4 mm、馬河177.9 mm。
表1 7月23日-26日過程降雨量單位(mm)
2014年7月23日08-20時(以下簡稱“7.23”),牡丹江市12 h 降水量30.2 mm,海林38.9 mm,東寧17.5 mm,綏芬河29.9 mm,寧安7.1 mm,林口1.9 mm,穆棱7.7 mm。 主要降水時段在23日午后到傍晚,分布特點是北部少南部多,但寧安相對偏少。
過程前期7月23日08時500 hPa 天氣圖上,歐亞中高緯地區(qū)為兩槽一脊型, 巴爾喀什湖以北為低渦,河套上游貝加爾湖以南地區(qū)為高壓脊,內蒙古東北部為氣旋性環(huán)流。 我國長江中下游地區(qū)受副熱帶高壓影響,河套高壓與副高之間為高空槽。 23日20時冷渦形成,中心位于內蒙古東北部,中高緯緯向環(huán)流加強,西太平洋副熱帶高壓脊進一步西伸,副熱帶高壓脊穩(wěn)定在35°N 附近,從吉林西部經遼寧、渤海、山東到副高后部為深厚的高空槽控制, 黑龍江與吉林交界處有偏東風和西南向的切變。 700 hPa 天氣圖上切變線位于牡丹江上空, 較強的輻合上升運動條件,是產生降水的觸發(fā)機制,牡丹江在切變線以北,東南氣流將海上水汽源源不斷向牡丹江輸送, 有利強降水的產生。 隨后冷渦緩慢東移北抬影響牡丹江降水持續(xù)較均勻,直到26日低渦東移入海牡丹江處于低渦后部偏東風氣流中仍有小到中雨。
過程前期21日20時500 hPa 天氣圖上,歐亞中高緯地區(qū)為兩槽一脊的倒Ω 型, 烏拉爾山地區(qū)為深厚的低壓系統(tǒng),貝加爾湖以西為高壓脊,西伯利亞冷空氣沿高壓脊前西北氣流不斷下滑, 在高壓脊前底部貝加爾湖附近形成東北-西南向的橫槽,貝加爾湖以東到鄂霍次克海之間為高空低渦, 槽線位于黑龍江西部與蒙古交界處,槽后風場與溫度場接近垂直,較強冷平流有利于槽加強發(fā)展, 下游西太平洋副熱帶高壓588 dagpm 線控制在黃河以南地區(qū)。22日08時影響黑龍江省的低壓加深緩慢北抬。 貝加爾湖處橫槽由于冷空氣補充加深旋轉略有南壓, 西太平洋副熱帶高壓穩(wěn)定維持少動。 22日20時橫槽轉豎,高壓脊前-16 ℃冷中心位于冷渦中心東南部, 與此同時850 hPa 有24 ℃的暖空氣位于高壓脊前內蒙古東部。 23日08時低渦南壓中心位于大興安嶺地區(qū),槽線位于內蒙古東部,850 hPa 槽線位于黑龍江西部,該槽為前傾槽,槽前有20 ℃的暖舌,形成上冷下暖的不穩(wěn)定層結。 但低層850 hPa 沒有較好的水汽通道,只有在近地面層在黑龍江東南部和吉林形成氣旋性環(huán)流, 牡丹江受偏東風暖濕氣流影響有較充沛的水汽條件,配合上冷下暖的不穩(wěn)定層結,低空切變線經過是這次降水的觸發(fā)機制。 雖然這次過程高低空系統(tǒng)比較明顯,但沒有較好的水汽通道,只有牡丹江南部地區(qū)降水達到大雨。
“7.24”過程中:23日08時地面天氣圖上,與高空冷渦相配合低壓中心位于內蒙古東北部, 低壓中心向南有較強冷鋒,冷鋒前有大范圍降水。 23日20時低壓中心位于內蒙古、吉林、遼寧交界處,牡丹江處于低壓前北部偏東氣流中,降水開始。 24日14時低壓中心在吉林境內,24日夜間到26日早低壓中心穩(wěn)定在牡丹江上空附近,牡丹江降水持續(xù),隨著低壓中心緩慢入海,牡丹江降水基本結束,但東部局部地區(qū)仍受其影響有小范圍的降水。“7.23”過程與前者相比低壓中心位置明顯偏北,沒有明顯的水汽通道。 雖然從500 hPa 到地面均存在閉合低值中心,高低空環(huán)流形勢比較明顯,但水汽條件不好,只有牡丹江南部近地面有偏東風,低空切變線經過,產生局地強對流天氣。
(1)相同點:兩次短時降水過程都出現在夏季7月份; 影響系統(tǒng)相同都是受高空低渦和地面低壓的影響,中低緯地區(qū)受副熱帶高壓控制。
(2)不同點: “7.24” 是連續(xù)性降水, 并且有四個站達到了暴雨標準。 “7.23” 降水是短時強降水,這是由于高空低渦持續(xù)時間和位置不同, “7.24”過程低渦持續(xù)時間長位置偏南, 牡丹江開始處于低渦北部偏東風氣流, 后來低渦中心一直持續(xù)在牡丹江上空附近。