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        阿拉善盟2016年兩次相鄰降水過程對比分析

        2019-10-21 10:26:57王成帥劉婉清
        科學(xué)與信息化 2019年2期
        關(guān)鍵詞:相對濕度比濕

        王成帥 劉婉清

        摘 要 利用常規(guī)氣象資料,分析2016年5月中旬(過程Ⅰ)和6月上旬(過程Ⅱ)阿拉善盟兩次降水過程。結(jié)果表明:過程Ⅰ為穩(wěn)定性降水,環(huán)流形勢維持時(shí)間長,比濕及相對濕度條件均較好,且降水大值區(qū)與相對濕度達(dá)90%以上的區(qū)域?qū)?yīng)。過程Ⅱ?yàn)閷α餍越邓?,環(huán)流形勢維持時(shí)間短,比濕條件較好,相對濕度僅50%左右,但此次過程不穩(wěn)定能量強(qiáng)。因此針對穩(wěn)定性降水應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注相對濕度,對流性降水因重點(diǎn)關(guān)注比濕及不穩(wěn)定能量。

        關(guān)鍵詞 穩(wěn)定性降水;對流性降水;相對濕度;比濕

        1 降水實(shí)況

        過程Ⅰ:19日17時(shí)至23日07時(shí),全盟大部地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)性降雨天氣,阿騰敖包、諾日公及其以北地區(qū)、賀蘭山北寺地區(qū)累計(jì)降雨量25.3~40.6毫米,阿右旗東部、阿左旗大部10.0~24.9毫米,其余地區(qū)10.0毫米以下。此次降水主要以普雨為主,個(gè)別站點(diǎn)出現(xiàn)陣性降水,三天的連續(xù)降水都主要集中在08時(shí)至23時(shí),出現(xiàn)三個(gè)峰值區(qū),最大降水強(qiáng)度4.7mm/h(銀根)。

        過程Ⅱ:1日09時(shí)至3日09時(shí),全盟出現(xiàn)降雨天氣,阿左旗北部、阿右旗東北部、巴彥浩特(12.5毫米)及賀蘭山山區(qū)降雨偏大,累計(jì)降雨量11.1~19.2毫米,其余地區(qū)不足10毫米此次降水以陣雨為主,降水主要集中出現(xiàn)在2日08時(shí)至2日17時(shí),最大降水強(qiáng)度為5.9mm/h。

        相同:①全盟性降水,以小雨為主,降水大值區(qū)均出現(xiàn)在左旗北部。 ②降水量主要集中時(shí)段相近,都為08時(shí)至23時(shí)。

        不同點(diǎn):過程Ⅰ持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度均強(qiáng)于過程Ⅱ,總量遠(yuǎn)超過程Ⅱ,但過程Ⅱ小時(shí)雨強(qiáng)最大值強(qiáng)于過程Ⅰ。②過程Ⅰ主要以普雨為主,過程Ⅱ以陣雨為主[1]。

        2 環(huán)流背景對比分析

        過程Ⅰ:500hPa圖上20日08時(shí)中高緯度呈兩脊一槽的環(huán)流形勢,兩脊分別位于烏拉爾山和鄂霍次克海,高空槽位于貝加爾湖地區(qū)至新疆北部,我盟位于槽前西南氣流控制區(qū)。20日20時(shí)高空冷槽加強(qiáng)為高空冷渦,持續(xù)維持在新疆東北部與蒙古國交界地區(qū),我盟長時(shí)間處于冷渦東南象限控制。23日08冷渦轉(zhuǎn)為高空橫槽,偏西氣流影響我盟,大范圍降水天氣結(jié)束。700hPa上,20至21日兩天,風(fēng)場切變在諾日公一帶持續(xù)維持,偏東風(fēng)水汽輸送在諾日公一帶形成輻合中心。21日夜間偏東風(fēng)水汽輸送減弱,偏南風(fēng)水汽輸送增強(qiáng),但850hPa偏南風(fēng)水汽輸送存在切斷。22日700hPa風(fēng)場切變由諾日公一帶移至左旗東南部,東南部地區(qū)出現(xiàn)中雨降水。此次降水過程降水大值區(qū)與風(fēng)場切變線位置對應(yīng)較好。地面圖上20日08時(shí)河套氣旋生成,后期緩慢東移北抬。蒙古冷高壓位于蒙古國中西部(中心強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)為1040hPa),不斷分裂冷空氣南下,我盟長時(shí)間處于冷暖空氣交匯處,造成連陰雨天氣。

        過程Ⅱ:6月1日08時(shí),中高緯度呈兩槽一脊,兩槽位于烏拉爾山和鄂霍次克海,一脊位于貝湖地區(qū)。兩槽發(fā)展強(qiáng)度強(qiáng),形成高空冷渦,高壓脊發(fā)展較弱。位于西邊的高空冷渦,分裂出的冷空氣在新疆北部地區(qū)形成弱高空槽,與甘肅西部的高原槽和孟灣槽形成階梯槽形勢。此時(shí)110°E附近副高588線位于28°N附近,阻擋孟灣槽的東移。1日20時(shí)至2日20時(shí),副高南退至25°N附近,南支槽與高原槽相互配合東移,我盟此時(shí)段內(nèi)處于槽前上升運(yùn)動(dòng)區(qū),有利于降水天氣發(fā)生。3日08時(shí)副高南退至23°N附近,高空槽移出我盟,我盟受西北氣流控制,大范圍降水天氣結(jié)束。700hPa圖上,過程發(fā)生前,西南渦在四川西部形成,發(fā)展加強(qiáng),2日08時(shí)移動(dòng)至四川東部,與北支槽形成北槽南渦的形勢,加強(qiáng)了我盟東部地區(qū)的偏東風(fēng)水汽輸送及垂直上升運(yùn)動(dòng)。同時(shí)在我盟東部地區(qū)形成明顯切變,配合北槽南渦的形勢,使得此時(shí)段內(nèi)降水強(qiáng)度增強(qiáng),巴彥浩特及孿井灘一帶出現(xiàn)中雨。但因?yàn)槲髂蠝u位置偏東,系統(tǒng)持續(xù)時(shí)間短,因此未造成大雨及以上量級。從地面圖分析,降水發(fā)生時(shí)段,我盟受鞍形氣壓場影響,大氣斜壓性強(qiáng)。

        相同點(diǎn):

        (1)降水大值區(qū)均在700hPa切變線附近

        (2)都主要受偏東風(fēng)水汽輸送影響,將黃海或東海地區(qū)水汽向我盟輸送。偏南風(fēng)水汽輸送受到不同程度的阻斷。

        不同點(diǎn):

        (1)過程Ⅰ高空形勢為兩脊一槽,高空槽較強(qiáng),后期發(fā)展成冷渦,對我盟造成持續(xù)影響;過程Ⅱ?yàn)閮刹垡患?,高空脊較弱,西部冷槽分裂冷空氣與高原槽和南支槽配合影響我盟,副高的南退使系統(tǒng)東移,700hPa上形成北槽南渦的形勢,配合切變線及偏東風(fēng)的水汽輸送,造成我盟大范圍強(qiáng)降水天氣。分析可知:過程Ⅰ中高空冷渦發(fā)展加強(qiáng),長時(shí)間維持,是造成此次連陰雨的主要原因;過程Ⅱ中南北兩支系統(tǒng)相互配合,形成北槽南渦的形勢,是造成中雨以上降水的主要原因。

        (2)過程Ⅰ地面為西高東低的形勢,河套倒槽持續(xù)維持,使我盟長時(shí)間處于冷暖空氣交匯處,是降水長時(shí)間持續(xù)的主要原因;過程Ⅱ主要受鞍形氣壓場影響 ,因此過程Ⅱ大氣斜壓性更強(qiáng),是出現(xiàn)對流性降水的重要原因[2]。

        3 物理量對比分析

        3.1 水汽條件(比濕、相對濕度、水汽通量散度、低空急流)

        兩次過程水汽條件均較好。700hPa比濕均為4-6g/kg,相對濕度最大達(dá)到90%以上。但過程Ⅰ相對濕度達(dá)90%區(qū)域持續(xù)時(shí)間長與降水區(qū)配合好。但過程Ⅱ相對濕度大值區(qū)持續(xù)時(shí)間短,中雨地區(qū)的相對濕度也僅60%左右。兩次過程主要受到偏東風(fēng)的水汽輸送,偏南風(fēng)水汽輸送在850hPa或700hPa受到不同程度的阻斷,因此這也是這兩次過程未形式大雨及以上量級的原因。

        3.2 動(dòng)力條件(渦度平流/散度/垂直速度、高低空急流)

        兩次過程散度均對應(yīng)低層輻合高層輻散,過程Ⅰ中500hPa以下均對應(yīng)輻合區(qū),500hPa以上對應(yīng)輻散區(qū),過程Ⅱ輻散合可伸展至250hPa左右。從垂直速度分析,兩次過程降水發(fā)生時(shí)整層均為上升運(yùn)動(dòng),降水集中時(shí)段,垂直速度發(fā)展達(dá)到最強(qiáng),中心位于400hPa左右。因此兩次過程動(dòng)力條件相似。

        3.3 不穩(wěn)定條件(差動(dòng)溫度平流/K指數(shù))

        過程Ⅰ中K指數(shù)為24~28℃,假相當(dāng)位溫為36~44℃;過程Ⅱ種K指數(shù)為28~36℃,假相當(dāng)位溫為52℃左右。從溫度平流分析,過程I種400hPa以上為暖平流,400hPa以下為冷平流,這種情況不利于對流性天氣的發(fā)生;過程Ⅱ中300hPa~600hPa為冷平流,600hPa以下為暖平流,上冷下暖的差動(dòng)溫度平流使局地大氣不穩(wěn)定度增強(qiáng),有利于對流性天氣的發(fā)生。

        通過上述分析可知:

        相同點(diǎn):

        (1)兩次過程主要都受到偏東風(fēng)的水汽輸送影響,比濕達(dá)到4-6g/kg。

        (2)兩次過程動(dòng)力條件相似,散度和垂直速度對應(yīng)均較好。

        不同點(diǎn):

        (1)程Ⅰ相對濕度較大,達(dá)90%以上且持續(xù)時(shí)間長,降水區(qū)與相對濕度大值區(qū)對應(yīng)較好;過程Ⅱ相對濕度90%以上區(qū)域持續(xù)時(shí)間短,范圍小,中雨量級基本發(fā)生在相對濕度為60%的地區(qū)。

        (2)過程Ⅰ不穩(wěn)定能量較差,差動(dòng)溫度平流不利于不穩(wěn)定度的增強(qiáng);過程Ⅱ不穩(wěn)定能力強(qiáng),差動(dòng)溫度平流非常有利于大氣不穩(wěn)定度的增強(qiáng)[3]。

        4 結(jié)束語

        (1)過程Ⅰ降水持續(xù)時(shí)間長,降水總量大,以普雨為主。過程Ⅱ相比過程Ⅰ時(shí)間短,降水總量小,以陣雨為主。

        (2)過程Ⅰ中高空冷渦發(fā)展加強(qiáng),地面倒槽長時(shí)間維持,是造成此次連陰雨的主要原因;過程Ⅱ中南北兩支系統(tǒng)相互配合,形成北槽南渦的形勢,對應(yīng)地面鞍形氣壓場是造成對流性中雨的主要原因。

        (3)過程Ⅰ冷空氣強(qiáng)度強(qiáng),過程Ⅱ冷空氣強(qiáng)度弱,因此兩次過程比濕相同的情況下,過程Ⅱ比過程Ⅰ相對濕度條件差,但過程Ⅱ的小時(shí)降水量強(qiáng)度大于過程Ⅰ,因此對于對流性降水,應(yīng)著重關(guān)注比濕條件,比濕較好,相對濕度較弱的情況下,也會產(chǎn)生較強(qiáng)降水。

        (4)過程I中大氣不穩(wěn)定性較過程Ⅱ差,且差動(dòng)溫度平流不利于不穩(wěn)定的增強(qiáng),而過程Ⅱ差動(dòng)溫度平流非常有利于大氣不穩(wěn)定性的增強(qiáng),因此過程Ⅱ中大氣斜壓不穩(wěn)定性明顯強(qiáng)于過程Ⅰ,這是過程I為連陰雨過程Ⅱ?yàn)殛囉甑闹饕颉?/p>

        參考文獻(xiàn)

        [1] 朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學(xué)原理與方法[M].3版.北京:氣象出版社,2000:59.

        [2] 顧潤源,孫永剛,韓經(jīng)緯,等.內(nèi)蒙古自治區(qū)天氣預(yù)報(bào)手冊[M].北京:氣象出版社,2012:19.

        [3] 閆軍,尤莉.1960-2012年內(nèi)蒙古阿拉善盟平均氣溫和降水量變化特征分析[J].畜牧與飼料科學(xué),2013,34(9):1-4.

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