摘要:利用2017年7月25日至26日地面及高空觀測資料,對2017年7月26日土右旗一次暴雨過程進行分析。結(jié)果表明:這次暴雨發(fā)生在500hPa 高空槽前西南氣流里,暴雨區(qū)與切變線平行,降水在切變線到地面鋒線之間。地面河套地區(qū)北部有低壓系統(tǒng)存在,降水過程發(fā)生在負散度中心和負垂直速度中心的南側(cè)、正渦度中心的西南側(cè),陰山迎風(fēng)坡的地形抬升作用顯著。
關(guān)鍵詞:高空槽;低壓倒槽;地形
1 氣候概況
土右旗歷年平均降水量355.3毫米,降水分布不均勻,7月降水量最多為93.1 毫米;7~9月為230.8毫米,為多雨季節(jié),約占年降水量的2/3。年降水量最多為613.8毫米,出現(xiàn)在2003年。年降水量最少為156.4毫米,出現(xiàn)在1965年。月最大降水量為218.7毫米,出現(xiàn)在1981年7月,日最大降水量為190.5毫米,出現(xiàn)在2008年6月13日。
2 降水實況
2017年7月25日07時至26日07時,土右旗發(fā)生了一次降水天氣過程,共出現(xiàn)5個站暴雨,暴雨落區(qū)在土右旗偏南地區(qū),最大降水量出現(xiàn)在明沙淖鄉(xiāng)為83.0毫米。此次暴雨過程降水出現(xiàn)在25日23時至26日09時,主要降水時段集中在26日00時至03時,最大小時雨強為40.7毫米/小時(01~02時)出現(xiàn)在明沙淖鄉(xiāng)。
3 環(huán)流形勢分析
3.1 高空
25日20時,500hPa歐亞大陸為兩槽一脊環(huán)流形勢,烏拉爾山高壓脊呈東北走向,高壓脊前為弱槽,河套地區(qū)位于槽前正渦度平流區(qū);西太平洋副熱帶高壓(以下簡稱副高)西伸北抬,副高脊線位于30°N以北,河套地區(qū)處于副高外圍北上的暖濕西南氣流控制中。700hPa貝加爾湖附近出現(xiàn)閉合性低值系統(tǒng),河套地區(qū)處于西高東低的環(huán)流形勢,河套地區(qū)有明顯的東北西南向切變線。
3.2 地面
26日02時貝湖南部為高壓控制,西南部地面倒槽向北移動,土右旗位于地面倒槽頂部,弱冷鋒鋒前,地面流場分析存在西北東南向地面輻合線。25日17點開始到26日03時對流云團控制土右旗,此次暴雨發(fā)生的主要時段和區(qū)域即受對流云團影響的時段和區(qū)域。
3.3 主要影響系統(tǒng)
3.3.1低空急流
25日夜間700hPa上有西南低空急流生成,且在26日凌晨逐漸加強,暴雨區(qū)則出現(xiàn)在低空急流的左側(cè)100 km~200 km范圍內(nèi),西南低空急流不僅為此次暴雨提供了所需的水汽,而且維持了暴雨區(qū)的不穩(wěn)定層結(jié),并觸發(fā)對流不穩(wěn)定能量。
3.3.2切變線
25日河套西部700hPa存在冷性切變線,冷性切變線位于副高西北方向,呈東北西南向。25日20時冷切在河套西部生成,26日23時移入40~42°N,105~115°E地區(qū),強降水區(qū)基本與切變線平行,且在切變線到地面冷鋒之間。[1]
3.3.3地面系統(tǒng)
河套地區(qū)北部有低壓系統(tǒng)存在,河套西北至蒙古南部地區(qū)為冷性高壓,其與河套低壓之間的等壓線密集,與蒙古國交界的地區(qū)為一致的西北風(fēng),暴雨中心主要集中在倒槽頂部地面輻合線附近。
4 物理量場分析
4.1 水汽條件
由于副高的北抬西伸,外圍的暖濕氣流北上,形成了由南往北的水汽通道;25日20時的比濕場顯示土右旗水汽條件較好,濕層深厚,700hPa土右旗南部比濕達到8g/kg,850hPa比濕達到12g/kg以上,水汽充足;700hPa水汽通量散度顯示土右旗處于負值區(qū),水汽的輻合和積聚為暴雨的發(fā)生提供了良好的水汽條件。[2]
4.2 動力條件
25日20時正渦度區(qū)位于500hPa以下,400hPa以上均為負渦度。從渦度值上看,低層正渦度值更大,既氣旋性更強,強降雨區(qū)發(fā)生在正渦度中心的西南側(cè),有利于暴雨天氣系統(tǒng)的維持。26日02時散度場顯示,土右旗700百帕以下為散度負值區(qū),700百帕以上為散度正值區(qū),低層輻合高層輻散利于上升運動的發(fā)展,該時次土右旗南部地區(qū)垂直速度整層都為負值,上升運動強烈。25日20時~26日08時河套上空上升運動持續(xù)增強,垂直速度最大值達到25×103hPa·S 1,位于400hPa附近,為暴雨的出現(xiàn)提供了有利的垂直環(huán)流條件。
4.3 不穩(wěn)定層結(jié)條件
25日20 時土右旗K指數(shù)達到32℃以上,高空槽引導(dǎo)南下的弱冷空氣和副高外沿暖濕氣流造成上干冷下暖濕的不穩(wěn)定層結(jié)。對流有效位能可以反映對流潛勢的大小,分析25日20 時單站探空圖可知,土右旗CAPE值在300J/kg左右,沙氏指數(shù)都小于零,不穩(wěn)定能量進一步累積。低層為西南氣流,中高層為偏西氣流,風(fēng)速切變利于對流的組織和發(fā)展,為暴雨的產(chǎn)生和發(fā)展提供不穩(wěn)定層結(jié)條件。
5 地形強迫抬升作用
土右旗位于陰山南坡,山脈迎風(fēng)坡的阻擋作用有利于暖濕氣流的集聚輻合,山脈強迫抬升的作用有利于上升運動的發(fā)展,[3]觸發(fā)對流發(fā)展釋放不穩(wěn)定能量,此次降水過程暴雨的落區(qū)與地形關(guān)系密切,地形作用對此次暴雨的產(chǎn)生發(fā)展至關(guān)重要。另一方面地形能夠?qū)Υ髿膺\動產(chǎn)生不同的動力、熱力效應(yīng),陰山南坡地形的強迫抬升作用也是暴雨觸發(fā)條件之一。
6 小結(jié)
7月25日至26日土右旗暴雨的主要發(fā)生時段是26日00至03時,是一次由高空槽和地面倒槽共同影響產(chǎn)生,具有時間短、強度大的特點。高空槽東移引導(dǎo)弱冷空氣和副高邊緣的暖濕空氣交匯形成不穩(wěn)定層結(jié);槽前正渦度平流,700hPa和850hPa切變線,地面低壓倒槽、輻合線,以及地形抬升共同作用產(chǎn)生強烈的上升運動;地面東高西低的形勢以及850hPa下游脊的阻擋,為降水過程提供充足的作用時間。
參考文獻:
[1]溫市耕.切變線類暴雨發(fā)生的天氣背景和觸發(fā)機制[J].氣象,1999,25(2):4448.
[2]馬梁辰.東北地區(qū)典型暴雨個例的水汽輸送特征分析.高原氣象,2017(04):967968.
[3]劉冀彥.地形對華西致災(zāi)暴雨的強迫效應(yīng)研究.南京信息工程大學(xué),2013.2728.
作者簡介:劉艷麗(1969),女,工程師,主要從事氣象觀測預(yù)報服務(wù)工作。