閆瑞琪
摘 要:分析實況場、歐洲數值預報場及降水預報產品都顯示在7月25日夜間到26日上午烏蘭察布南部有大雨,個別站點可達暴雨,北部地區(qū)為中雨,但是實際情況只在烏蘭察布北部地區(qū)沒有降水出現(xiàn),南部地區(qū)出現(xiàn)小雨,西南部地區(qū)中雨,個別站點出現(xiàn)大雨。為了找到此次天氣過程空報的原因,再次分析當時實況場、歐洲數值預報場及各種物理量,結果表明:850hPa切變線位置偏北,對烏蘭察布市的影響較小;水汽通量散度場輻合區(qū)伸展高度不好,水汽輻合不強,也是不利于產生較大范圍的強降水的重要因素;另外假相當位溫隨高度減小維持的時間不長,大氣層結逐漸趨于穩(wěn)定,導致強的上升運動維持時間短,這也是導致烏蘭察布不利于出現(xiàn)大雨。
關鍵詞:大雨; 空報
6-8月是烏蘭察布市雨季的主要時期,烏蘭察布市雨季的降水具有局地性強、降水時段集中、降水強度大等特點。目前我市氣象預報員在大雨及以上量級的預報中,應用的資料主要是數值預報產品,這是大雨及以上量級降水空報、漏報的主要原因。
2017年7月25日08時到26日08時烏蘭察布市大雨預報出現(xiàn)了空報現(xiàn)象,本文在已有的經驗及成果的基礎上,對此次烏蘭察布大雨的空報過程,從環(huán)流形勢及物理要素進行診斷分析,探討其原因,為日后烏蘭察布大雨及以上量級的降水預報及落區(qū)總結經驗。
一、大雨預報及實況
2017年7月25日08時預報降水在25日08時-26日08時之間,主要時段為25日20時-26日08時,受高空槽、副高、地面倒槽的共同影響,烏蘭察布市自南向北將出現(xiàn)伴有短時強對流的混合性降水,南部地區(qū)為大雨,北部地區(qū)為中雨,局部區(qū)域站點可能達到暴雨量級。實況降水從20時之后開始出現(xiàn),但只在烏蘭察布南部和偏西地區(qū)出現(xiàn),中雨主要分布在烏蘭察布西南部,而大雨出現(xiàn)在涼城縣個別自動站點(圖1為預報和實況對比)。
二、強降水預報思路分析
1.實況天氣形勢分析
由7月25日20時500hPa、700hPa、850hPa、地面實況圖可知,烏蘭察布處于高空冷槽前,副高位于烏蘭察布東南側,阻擋高空槽東移,是一種典型的華北暴雨的形勢;在中層700 hPa烏蘭察布存弱的切變,850hPa烏蘭察布處于人字形切變偏南,700、850hPa副高外圍的偏南氣流一致影響烏蘭察布;在地面倒槽不斷東北擴展,控制烏蘭察布;同時500hPa冷槽配合850hPa暖區(qū),有利于短時強對流天氣的出現(xiàn)。這種高低空的系統(tǒng)配置,有利于在烏蘭察布形成明顯的降水天氣過程。
2.水汽條件分析
一般當烏蘭察布700hPa比濕達到6g/kg,850Pa比濕達到12g/kg以上時,就會出現(xiàn)大雨以上量級降水。在7月25日20時700hPa比濕在6-8g/kg之間,850hPa比濕在10-16g/kg之間,南部地區(qū)達到了12g/kg以上,同時由于烏蘭察布受副高外圍一致偏南氣流影響,烏蘭察布水汽輸送條件良好,所以有利于明顯降水天氣過程的發(fā)生。
3.數值預報產品分析
(1)數值預報形勢場分析。從7月24日20時起報的EC數值預報產品,預報未來24小時天氣形勢可知,25日20時烏蘭察布市處于高空槽前,槽的強度比實況要弱,同時副高依然處于烏蘭察布的南側,依然對上游的槽有阻擋作用;在850hPa上,烏蘭察布處于暖式切變線南側,這個位置有利于降水產生,同時副高外圍的偏南氣流指向烏蘭察布市,有利水汽的輸送;在地面上,烏蘭察布市處于地面倒槽的東側;所以通過分析數值預報形勢場可知,除了高空槽比實況弱一些外,其他方面同實況相差不大。
(2)數值預報比濕場及垂直速度場分析。在 7月25日20時數值預報比濕場烏蘭察布700hPa比濕在8g/kg以上,850hPa比濕在10g/kg以上,尤其南部地區(qū)在12-14g/kg之間;在7月25日20時數值預報垂直速度場上烏蘭察布700hPa垂直速度幾乎為負值,也就是說都為上升運動,中心值為-12*10-6*s-1,在850hPa垂直速度強度更強,中心值為-36*10-6*s-1,但是位置位于烏蘭察布的西北部,與預報大的降水中心不重合,并且比濕與上升運動一值維持到26日08時,同時考慮陰山地形的阻擋作用,迎風坡降水偏大,所以考慮在烏蘭察布南部地區(qū)有大雨,北部有中雨。
(3)降水預報產品分析。T639的格點降水預報在7月25日08時-26日08時,烏蘭察布的南部為50毫米以上的暴雨量級,北部為10毫米以上的中雨量級;EC格點降水預報在烏蘭察布的南部為大雨量級,北部為中雨量級。
三、大雨空報分析
從上述分析可知,數值預報在大的環(huán)流背景、比濕場、垂直速度場及降水預報產品上分析,都得出預報結論為烏蘭察布南部地區(qū)有大雨,北部有中雨,同過數值預報場與實況場對比,發(fā)現(xiàn)850hPa實況場上的切變線位置偏北,對烏蘭察布影響不大,其他方面二者相差不大,下面將通過分析其他指示降水的物理量,找出此次大雨空報的原因。
1.水汽通量場分析
從烏蘭察布市南部一個點的水汽通量時間垂直剖面圖上可以看出(圖3),水汽通量散度從25日20時之后開始轉為負值,也就是水汽通量輻合,但是強度不強到26日05時左右水汽通量散度場變?yōu)樗枯椛^(qū),降水結束,在25日20時-26日08時期間,水汽通量輻合區(qū)的高度伸展不高,水汽輻合不強,雖然有大量水汽向烏蘭察布輸送過來,但是水汽在烏蘭察布區(qū)域內不能大量輻合上升有效凝結,也就不能產生較強的大范圍降水。
2.假相當位溫分析
強的上升運動只有在不穩(wěn)定能量建立釋放時才能形成,假相當位溫隨高度增大時,大氣層結為穩(wěn)定,假相當位溫隨高度減小時,大氣層結為不穩(wěn)定,從烏蘭察布市南部一個點的假相當位溫時間垂直剖面圖上可以看出(圖4),25日20時-26日08時期間,只有在25日20時-23時這個時段內假相當位溫是隨高度減小的,數值從71減小到68,強度不強,說明不穩(wěn)定能量弱,并且維持時間短,從25日23時之后假相當位溫轉為隨高度增大,說明不穩(wěn)定能量釋放完,大氣層結變?yōu)榉€(wěn)定層結。
四、結語
本次天氣過程雖然從大的環(huán)流形勢背景下有利于大的降水的發(fā)生,但是從具體物理量出發(fā),特別是從水汽通量散度場分析,不利于大的降水天氣發(fā)生,這是此次在做預報時參考物理要素不足,而導致大雨及以上量級降水的空報重要原因,同時常用的各家降水預報產品對此次降水預報偏大,也是導致對降水量級預報偏大及降水落區(qū)把握不準的原因。
所以在今后的降水預報過程中,更應該仔細,參考全面的資料,進行診斷分析,不能過分依賴數值預報產品,并且需在以后,不斷總結分析,為將來能夠更好應用數值預報產品及做好預報打下基礎。
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