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        梅雨期兩次強對流天氣過程的對比分析

        2020-11-30 08:36:36周林
        科學(xué)與信息化 2020年31期
        關(guān)鍵詞:梅雨雷暴強降水

        周林

        摘 要 本文選取2020年6月12日和23日上海地區(qū)的兩次強對流天氣過程進(jìn)行對比分析,旨在初步建立梅雨期強對流天氣的天氣學(xué)模型,從而利于梅雨期強對流天氣更好的預(yù)報和服務(wù)。首先結(jié)合雷達(dá)、衛(wèi)星云圖和實況報文,可知兩次過程均出現(xiàn)雷暴和強降水,并伴有颮線天氣。然后重點分析兩次強對流天氣發(fā)生發(fā)展的環(huán)流形勢和探空曲線,發(fā)現(xiàn):12日過程是由江淮靜止鋒及其上的切變線所引起的,地面飚中系統(tǒng)為強對流發(fā)展提供了明顯的中尺度擾動;23日過程是由江淮氣旋入海后加強所引起的,且低層西南暖濕急流較為強盛;兩次過程發(fā)生前均出現(xiàn)較大的地面3小時負(fù)變壓,過程期間均具有較深厚的濕層和對流不穩(wěn)定層結(jié)以及較低的對流凝結(jié)高度。

        關(guān)鍵詞 梅雨;雷暴;強降水;靜止鋒;江淮氣旋

        引言

        江淮流域的梅雨期一般是在6月中旬到7月上旬,具有雨季長、降水較為連續(xù)、有時可達(dá)暴雨的天氣特點。每年的梅雨季天氣對航空運行帶來較大影響,因此做好梅雨期降水和對流天氣預(yù)報是保障梅雨季航班運行的重中之重。長江流域梅雨期降水受地面氣旋和鋒面氣旋影響[1],梅雨鋒暴雨發(fā)生時,一般有沿副熱帶高壓邊緣的東南季風(fēng)和來自孟加拉灣的西南季風(fēng)向長江中下游地區(qū)輸送水汽[2]。

        上海地區(qū)自2020年6月9日入梅,至7月21日出梅,梅雨期長達(dá)42天,期間降水雨量偏多,強降水過程頻繁,堪稱“暴力梅”。本文選取了梅雨期間上海地區(qū)兩次強對流天氣過程進(jìn)行對比分析,分別是6月12日和6月23日。這兩次強對流天氣過程均給虹橋機場、浦東機場以及上海終端區(qū)帶來了強降水以及雷暴天氣,對上海地區(qū)的進(jìn)出港航班造成了較大影響。

        1天氣過程概況

        通過雷達(dá)和衛(wèi)星云圖(圖略)和實況報文可知:

        (1)6月12日傍晚至上半夜,上海終端區(qū)出現(xiàn)了中到大陣雨和雷雨天氣,其中虹橋機場在19:30-21:30(北京時,以下同)出現(xiàn)了雷暴和強降水天氣,并伴有颮線,浦東機場在20:30-21:30出現(xiàn)了雷暴和強降水天氣。

        (2)6月23日傍晚至半夜前后,上海終端區(qū)出現(xiàn)了雷陣雨天氣,其中虹橋機場在20:00觀測到CB和閃電,對流云團(tuán)從機場北五邊劃過,這是第一波雷暴過程;虹橋機場在21:30-22:43出現(xiàn)了大雷雨天氣,浦東機場在22:30-23:30出現(xiàn)了中陣雨天氣,這是第二波強雷暴過程。

        2形勢分析

        500hPa環(huán)流形勢較為穩(wěn)定,從20時的形勢來看(圖略),12日中高緯度形勢為兩脊兩槽,烏拉爾山附近為暖性高壓脊,貝加爾湖和鄂霍次克海附近為低壓槽,我國東北地區(qū)為兩槽之間的弱脊控制,西太平洋副高588線位于浙南福建地區(qū),120°E的副高脊線位于約21°N附近,上海地區(qū)處副高北側(cè),受上游東移短波槽影響。6月23日中高緯度形勢與12日類似,副高呈帶狀分布,588線位于浙贛南部地區(qū),脊線位于約22°N附近,上海地區(qū)處副高北側(cè),受華東中北部高空槽前西南氣流控制,有正渦度平流。

        從中低層來看(圖略),12日在四川盆地東部存在發(fā)展較強的西南渦,在蘇皖北部有江淮切變線,上海地區(qū)處于切變南側(cè),700hPa存在西南急流;23日蘇皖中西部有江淮氣旋生成并東移發(fā)展,夜間從蘇皖北部東移入海,上海地區(qū)處于江淮氣旋底部,700hPa和850hPa同時存在西南暖濕急流,水汽輸送強盛,因此23日上海地區(qū)的強降水天氣持續(xù)時間更長。

        從地面來看(圖略),12日,在江淮流域有靜止鋒停滯,上海處低壓倒槽中、靜止鋒的暖區(qū)控制,同時從17時的地面形勢來看,在蘇南、太湖西北側(cè)地區(qū)地面降溫明顯,與太湖東側(cè)地面氣溫溫差達(dá)6~7℃,有明顯的飚中系統(tǒng),颮線過境引起強對流天氣。23日上海地面處于東移發(fā)展的江淮氣旋底部控制。

        從寶山站地面要素的時間變化來看(圖1),在強對流發(fā)生前,地面3小時變壓均連續(xù)出現(xiàn)較大的負(fù)值,有利于出現(xiàn)輻合的變壓風(fēng),變壓風(fēng)又進(jìn)一步加強輻合,從而使得邊界層抬升。當(dāng)天氣系統(tǒng)靠近3小時負(fù)變壓大值區(qū)時,容易激發(fā)中小尺度系統(tǒng)的發(fā)展和加強,從而產(chǎn)生強對流天氣。值得注意的是,12日當(dāng)颮線移近3小時負(fù)變壓大值區(qū)時,便造成了氣壓涌升、氣溫驟降以及強降水天氣。

        綜合天氣形勢來看,兩次過程都屬于較為典型的梅雨對流降水天氣,500hPa環(huán)流形勢穩(wěn)定,副高脊線穩(wěn)定在北緯20度-北緯25度之間,12日上海地區(qū)強對流天氣是由江淮靜止鋒及其上的江淮切變線所引起的,且地面的飚中系統(tǒng)為強對流的發(fā)展提供了明顯的中尺度擾動;23日上海地區(qū)強對流天氣是由于江淮氣旋入海后加強所造成的,850hPa和700hPa的西南暖濕急流為強降水天氣提供了較為強盛且持續(xù)的水汽輸送;兩次強對流天氣發(fā)生前均出現(xiàn)較大的地面3小時負(fù)變壓。

        3探空分析

        從探空分析來看(圖2),兩次過程上海地區(qū)中低層濕度較大,其中23日濕層更為深厚,對流凝結(jié)高度更低,降水效率更大,且對流不穩(wěn)定層結(jié)更為深厚,物理量(表1)及溫濕垂直廓線均有利于上海地區(qū)出現(xiàn)對流天氣,其中23日過程的對流與降水量均強于12日過程。

        4結(jié)束語

        本文對比分析了2020年6月12日和23日兩次上海地區(qū)強對流天氣過程,過程特點均出現(xiàn)了雷暴和強降水天氣,并伴有颮線。兩次過程均是較為典型的梅雨對流降水天氣過程,其表現(xiàn)在:

        (1)500hPa環(huán)流形勢穩(wěn)定,120°E副高脊線位置在北緯20度至北緯25度之間。

        (2)12日過程是由江淮靜止鋒及其上的江淮切變線所引起的,且地面的飚中系統(tǒng)為強對流的發(fā)展提供了明顯的中尺度擾動。

        (3)23日過程是由于江淮氣旋入海后加強所造成的,850hPa和700hPa的西南暖濕急流為強降水天氣提供了較為強盛且持續(xù)的水汽輸送。

        (4)兩次強對流天氣發(fā)生前均出現(xiàn)較大的地面3小時負(fù)變壓。

        (5)兩次過程對流不穩(wěn)定能量較大,且濕層深厚,物理量及溫室垂直廓線均有利于對流天氣的發(fā)生。

        (6)23日的濕層和對流不穩(wěn)定層結(jié)更深厚、對流凝結(jié)高度更低,且低空西南急流的水汽輸送更強,因此23日過程的影響范圍和持續(xù)時間均略大于12日過程。

        對2020年6月兩次典型的梅雨期強對流天氣過程的對比分析和討論總結(jié),充實重點天氣案例庫,有利于天氣學(xué)模型的建立,以期對后續(xù)梅雨期強對流天氣過程的預(yù)報提供一定的借鑒和參考意義,從而更好地進(jìn)行梅雨期的天氣預(yù)報和服務(wù)工作。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 侯俊,管兆勇.華東地區(qū)6-7月鋒生的氣候?qū)W特征及環(huán)流結(jié)構(gòu)[J].氣象學(xué)報,2013,71(1):1-22.

        [2] 倪允琪,周秀驥.我國長江中下游梅雨鋒暴雨研究的進(jìn)展[J].氣象,2005,31(1):9-12.

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