王瑛
摘 要:2016年8月12日和8月14日忻州市發(fā)生了2次局地暴雨天氣。本文應用常規(guī)觀測資料、物理量場資料對2次降水天氣的高低空環(huán)流形勢、地面形勢及物理量場進行對比分析。
關鍵詞:暴雨;短時強降水;副熱帶高壓;低空切變線
中圖分類號:P458.1+21 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170733192
1 降水實況分析
2016年8月12日(簡稱8·12)、14日(簡稱8·14)忻州市局部地區(qū)出現暴雨?!?·12”暴雨落區(qū)在偏關,降水量為64.4mm,最強雨強達50mm/h。8·14暴雨落區(qū)在偏關、河曲、靜樂,降水量分別為59.5mm、54.5mm、56.7mm,靜樂最大雨強達32.2mm/h。
2次暴雨天氣都有局地性強、雨強大的特點,降水性質屬于混合性降水,但8·12暴雨以對流性降水為主,8·14暴雨以穩(wěn)定性降水為主。8·14暴雨中靜樂與8·12偏關暴雨特點相似,即雨強更大,降水持續(xù)時間更短更集中;偏關在2次過程中均出現暴雨,但雨強、降水持續(xù)時間有很大不同。
2 環(huán)流形勢對比分析
8·12暴雨,亞歐中高緯環(huán)流較平直,東北冷渦底部多短波槽活動,副高呈東西塊狀分布,8·14暴雨,東北冷渦東移減弱,中高緯環(huán)流平直多波動,副高由塊狀減弱呈東西帶狀,2次暴雨天氣過程與副高有重要關系,副高外圍的暖濕氣流提供了良好的水汽條件及熱力條件,配合西風帶短波槽提供動力機制,由于副高西脊點偏西,暖濕氣流沒有形成良好的水汽通道,因此不能形成區(qū)域性暴雨天氣;副高與短波槽的相對位置也直接影響暴雨的落區(qū)以及范圍,位于副高與短波槽之間的區(qū)域更容易出現強降水。
2次暴雨過程高低空系統(tǒng)配置呈前傾結構,有利于產生強對流;8·14暴雨忻州處于700hPa及850hPa切變線之間,較8·12暴雨配合的更好,更有利于多個測站出現暴雨,2層T-Td均小于2℃,但不利因素是均未形成低空急流源源不斷地輸送水汽,因此持續(xù)時間較短且不能形成區(qū)域性暴雨;此外,8·12暴雨沒有明顯的冷平流,而8·14暴雨中低空冷平流逐漸加強南下帶來冷空氣,有利于降水持續(xù)。
3 地面形勢
8·12暴雨冷高壓主體在貝加爾湖西側,中心強度為1022.5hPa,冷空氣位置偏北且勢力較弱;8·14暴雨倒槽逐漸向河套地區(qū)以北發(fā)展;15日08:00時,忻州受倒槽頂前部東南氣流影響,東路水汽及弱冷空氣輸送至山西。
4 物理量分析
4.1 水汽條件
2次暴雨過程濕層深厚,500hPa以下比濕均大于4g/kg,
8·12暴雨700~850hPa比濕為10~16g/kg,8·14暴雨為8~12g/kg,可見低層濕度大更有利于產生短時強降水。低層水汽通量顯示,水汽輸送條件較差,不能持續(xù)供應水汽,這與副高西伸位置偏西有關。
4.2 動力條件
渦度剖面圖上,2次暴雨天氣均發(fā)生在高層負渦度和低層正渦度疊置區(qū)域。垂直速度剖面圖上,除了8·12暴雨低層有弱下沉運動導致忻州局部地區(qū)出現短時大風天氣,2次暴雨過程忻州上空以上升運動為主。
4.3 不穩(wěn)定能量
8·12暴雨θse、K指數高于8·14暴雨,不穩(wěn)定能量更強。8·14暴雨14日08:00靜樂CAPE值達547.8J·kg-1,產生短時強降水;15日08:00,K指數、CAPE值減小,層結趨于穩(wěn)定,降水強度明顯減小。
5 地面自動氣象站資料分析
8·12暴雨發(fā)生時,從陜西北部、山西西北部可以分析出一條地面輻合線,偏關處于輻合線南側,地面輻合線的出現為偏關短時強降水提供了抬升觸發(fā)機制。而8·14暴雨過程中,忻州及臨近一帶地面圖上以偏北風為主,沒有明顯的觸發(fā)機制。
6 總結
2次暴雨天氣均屬于混合性降水,都出現了雨強大于20mm/h的短時強降水,且局部地區(qū)出現暴雨,但是8·12暴雨以對流性降水為主,屬于強對流暴雨,8·14暴雨以穩(wěn)定性降水為主。2次暴雨天氣均受副高外圍暖濕氣流、西風槽、低空切變線共同影響,由于副高西伸位置偏西,不能有效輸送暖濕空氣,因此未能出現區(qū)域性暴雨、降水持續(xù)時間也較短。副高與西風槽的相對位置、副高北側588dagpm線的位置、700hPa和850hPa切變線之間的區(qū)域以及冷空氣強度對預報暴雨落區(qū)有良好的指示意義。地面倒槽的形成有利于大范圍降水,而地面輻合線的出現為局部地區(qū)出現短時強降水提供了抬升觸發(fā)機制。配合抬升觸發(fā)機制、一定的不穩(wěn)定能量,即使沒有良好的水汽輸送條件,本地水汽高度飽和也可能造成短時強降水,進而達到暴雨量級。
參考文獻
[1]丁一匯.高等天氣學[M].北京:氣象出版社,1991.