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        2012年初秋邵陽大暴雨天氣成因分析

        2016-12-01 00:35:38唐婭瓊
        中國科技縱橫 2016年18期
        關(guān)鍵詞:邵陽低層急流

        唐婭瓊

        (邵陽市氣象局,湖南邵陽 422000)

        2012年初秋邵陽大暴雨天氣成因分析

        唐婭瓊

        (邵陽市氣象局,湖南邵陽422000)

        利用常規(guī)觀測資料、衛(wèi)星云圖資料、多普勒雷達(dá)資料和NCEP1°×1°再分析資料,對2012年9月8日發(fā)生在邵陽的大暴雨過程進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明:此次初秋邵陽大暴雨發(fā)生在帶狀副熱帶高壓北側(cè)和中緯度槽前西南氣流形勢下,其天氣尺度影響系統(tǒng)為高空槽、中低層有切變線、低空急流、地面倒槽;強(qiáng)降水落區(qū)主要發(fā)生在低層θse能量鋒區(qū)、中低層為上負(fù)下正的垂直螺旋度的大值中心與較高對流有效位能相配合的區(qū)域。

        大暴雨中尺度切變線低空急流垂直螺旋度對流有效位能

        1 降水實(shí)況

        2012年9月7日20時-8日20時(北京時),邵陽出現(xiàn)了一次大范圍的大暴雨天氣過程,降水集中在8日02-17時,落區(qū)呈東西帶狀,最強(qiáng)降水集中在8日13-16時(最大雨強(qiáng)為8日13-14時新邵93.0mm/h),并伴有雷電、短歷時強(qiáng)降水等強(qiáng)對流性特征。由于前期持續(xù)干旱少雨,此次大暴雨過程有效地緩解了邵陽的旱情,利于各類水利設(shè)施蓄水。

        2 環(huán)流形勢及主要影響系統(tǒng)

        2012年9月8日02時500hPa高空圖上(圖略),亞洲高緯環(huán)流為兩槽一脊型,副高呈東西帶狀,588dagpm線控制長江及以南地區(qū)。高原東部為一低槽,8日08時,海上副高主體北抬,受其阻擋,東槽加深并形成一個冷渦,西槽東移順轉(zhuǎn)成一東北-西南向的低槽且有所發(fā)展,邵陽處在東、西兩槽及副高邊緣強(qiáng)盛的西南氣流中。8日14時,西槽并入東槽后形成前傾態(tài)勢,槽前西南氣流達(dá)最強(qiáng);8日20時(圖略),西槽并入東槽后系統(tǒng)東移南壓,副高北界南退明顯,邵陽處偏西氣流中,降水結(jié)束。

        9月8日08時中分析圖,500hPa邵陽處于副高邊緣和槽前西南氣流中,700hPa四川東部到襄陽有一條東西向切變線,急流自貴州伸向邵陽,邵陽處于低層急流出口區(qū)的左側(cè)、切變線的右側(cè),850hPa邵陽處東風(fēng)急流與西南風(fēng)急流形成的較強(qiáng)切變線中,水汽輻合及上升運(yùn)動顯著,且700hPa干線疊加在850hPa高濕區(qū)之上,形成“上干下濕”不穩(wěn)定層結(jié)配置。

        3 大暴雨形成機(jī)制分析

        3.1充足的水汽供應(yīng)和較強(qiáng)的輻合

        2012年9月8日08-20時中低層水汽通量演變可知,來自孟加拉灣與南海的水汽在副高西南側(cè)匯合后,沿其西北側(cè)強(qiáng)盛的西南氣流一直輸送到邵陽地區(qū)。8日08時邵陽低層為高溫高濕,從相對濕度和溫度剖面可知:邵陽上空濕層深厚。低層有一個-14×10-7g/(cm2﹒hPa﹒s)的水汽通量散度輻合中心,表明強(qiáng)降水開始時邵陽水汽輻合明顯;從風(fēng)矢量場看,大暴雨開始及過程中,長江流域中低層有一垂直經(jīng)向環(huán)流,其北側(cè)有一支較強(qiáng)上升氣流自南向北傾斜,將長江流域強(qiáng)盛的西南暖濕氣流源源不斷地輸送到邵陽地區(qū),從而保證了大暴雨產(chǎn)生所需要的水汽條件。

        3.2不穩(wěn)定條件分析

        3.2.1單站探空資料分析

        由于此次大暴雨過程是在副高西北側(cè)產(chǎn)生的,中低層影響系統(tǒng)呈東北-西南向,在T-lnP圖上的正面積從850hPa伸至200hPa,表明邵陽上空大氣積蓄了大量的不穩(wěn)定能量,CAPE值為1820.4J/kg,K指數(shù)≥39℃,SI指數(shù)≤-2.78℃,呈強(qiáng)對流性天氣特征。在副高邊緣西南氣流的引導(dǎo)下,上游對流性天氣系統(tǒng)產(chǎn)生后,不斷向邵陽移動,使邵陽出現(xiàn)強(qiáng)降水。

        3.2.2不穩(wěn)定能量分析

        從此次大暴雨過程對流有效位能CAPE的演變情況可以看出,強(qiáng)降水產(chǎn)生前(8日02-08時),湘西南一直存在CAPE大值中心,邵陽CAPE介于30~50×101J/kg,表明大暴雨發(fā)生前邵陽上空有不穩(wěn)定能量積聚。8日08時,隨著東北路冷空氣不斷擴(kuò)散南下,與倒槽交匯于邵陽地區(qū),誘發(fā)出一條地面中尺度切變線,觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放,降水開始產(chǎn)生,8日13-16時雨強(qiáng)達(dá)最強(qiáng)。8日14時,隨著強(qiáng)降水產(chǎn)生,CAPE值自東北向西南開始減小,表明強(qiáng)降水過程中,CAPE峰值出現(xiàn)時間比最大雨強(qiáng)出現(xiàn)時間早近6h。

        3.3動力條件分析

        8日08時114°E附近700hPa以下為一80×10-8hPa·s-2的正值中心,700-600hPa有-40×10-8hPa·s-2負(fù)值中心,邵陽附近上空垂直螺旋度配置恰好為低層正、中高層負(fù),對應(yīng)實(shí)況為邵陽出現(xiàn)短歷時強(qiáng)降水及雷暴天氣,但雨強(qiáng)并不是最強(qiáng)。至8日14時,邵陽垂直螺旋度下正上負(fù)的結(jié)構(gòu)消失,且垂直螺旋度減小為0,但卻出現(xiàn)了93mm/h的雨強(qiáng),表明最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在垂直螺旋度低層為正、中高層為負(fù)的結(jié)構(gòu)配置消失、垂直螺旋度迅速減小階段。

        4 結(jié)語

        (1)本次大暴雨過程是在中高緯呈兩槽一脊、副高西伸加強(qiáng)呈帶狀、中緯度有低槽東移的環(huán)流背景下,由低槽、中低層切變線、低空急流和地面倒槽等天氣尺度影響系統(tǒng)共同作用而產(chǎn)生,東路冷空氣對對流性強(qiáng)降水有觸發(fā)抬升作用。(2)此次大暴雨的水汽來源為孟加拉灣和南海,且主要集中在低層,低空急流為邵陽大暴雨輸送了充足的水汽。副高西伸加強(qiáng)呈帶狀為此次大暴雨提供了高溫高濕的環(huán)境場和大的對流有效位能,大暴雨發(fā)生在低層θse能量鋒區(qū)偏暖區(qū)一側(cè),低空急流為邵陽大暴雨輸送了充足的水汽,上負(fù)下正垂直螺旋度大值中心的有利配置為邵陽大暴雨提供了動力條件。(3)強(qiáng)降水落區(qū)主要發(fā)生在低層水平θse能量鋒區(qū)、中低層為上負(fù)下正的垂直螺旋度的大值中心與較高對流有效位能相配合的區(qū)域。中低層上負(fù)下正的垂直螺旋度、θse能量鋒區(qū)和較高對流有效位能相配合的區(qū)域?qū)︻A(yù)報(bào)暴雨落區(qū)和估計(jì)降雨強(qiáng)度有很好的指示意義,強(qiáng)降水過程中,CAPE峰值出現(xiàn)時間比最大雨強(qiáng)出現(xiàn)時間早近6h。

        [1]陶詩言,等.中國之暴雨.北京:科學(xué)出版社,1980.

        [2]謝義炳.中國夏半年幾種降水天氣系統(tǒng)的分析研究[J].氣象學(xué)報(bào),1956,27(1):1-23.

        [3]丁一匯.1993.1991年江淮流域持續(xù)性特大暴雨研究.北京:氣象出版社.

        唐婭瓊(1988—),女,漢族,湖南邵陽人,助理工程師,主要從事預(yù)報(bào)和農(nóng)氣工作。

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