李陽 顧天紅 田人妃 孟慶怡 范倩 唐浩鵬
摘要 利用常規(guī)觀測資料、ERA-5再分析資料等,診斷分析一次典型的突發(fā)性暴雨過程,揭示了黔西南州夏季突發(fā)性暴雨的有利形勢、水汽條件、熱力動力條件及對流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征。通過分析了黔西南州2015年5月20日凌晨的特大暴雨天氣過程表明此次暴雨過程副熱帶高壓穩(wěn)定,同時大槽東移引導冷空氣南下,冷暖氣流在黔西南州上空交匯,在與中低層低渦切變共同影響下造成了此次大暴雨過程。在發(fā)生暴雨前,低層輻合高層輻散的形勢,促進強降水的發(fā)生;在發(fā)生暴雨時,暖濕氣流為降水提供了有利條件;暖濕不穩(wěn)定的層結(jié),使強降水持續(xù)發(fā)生。
關(guān)鍵詞 黔西南州;特大暴雨;天氣學;成因分析
中圖分類號:P426.621 文獻標識碼:B 文章編號:2095–3305(2021)04–0108–02
加強分析突發(fā)性暴雨的特征和機理對認識突發(fā)性暴雨意義重大[1]。許多學者廣泛研究了我國暴雨氣候變化,深入研究了西南地區(qū)的暴雨天氣,但是對云貴高原地區(qū)及貴州地區(qū)的暴雨的研究相對較少[2-3]。因此,研究突發(fā)性暴雨有助于防災、減災。
1 降水實況
2015年5月19日夜間—20日夜間,黔西南州發(fā)生了一次局地特大暴雨天氣。全州共有256個監(jiān)測點出現(xiàn)降水(圖1),主要降水時段為5月19日20:00~23:00和5月20日03:00~06:00。最大降水出現(xiàn)在貞豐縣挽瀾站,為251 mm。其中,特大暴雨1站,大暴雨3站,暴雨21站,大雨以上量級降水主要集中在興仁、貞豐、望謨。
2 天氣尺度環(huán)流背景
這次特大暴雨過程是高空槽與副熱帶高壓配合低層低渦系統(tǒng)和切變共同影響,加上西南-東北向的水汽通道不斷輸送水汽而產(chǎn)生的結(jié)果。5月19—20日500 hPa中高緯為高壓脊控制,我國東北地區(qū)為低渦影響,黃河以北地區(qū)以經(jīng)向環(huán)流為主。川西高原和孟加拉灣各存在一個高空槽,貴州處于槽前西南氣流帶內(nèi),副熱帶高壓588線位于20°N;700 hPa川滇交界有南北向切變,貴州位于西南急流帶左側(cè),急流中心位于兩廣地區(qū);850 hPa切變線呈西南-東北向位于江南地區(qū)中部見圖2。20:00 500 hPa川西高空槽東移至川渝交界,低層切變線發(fā)展西伸,700 hPa切變線位于貴州中北部,850 hPa切變線西伸至貴州東南部地區(qū)。地面14:00貴州西部受云南熱低壓影響,高空槽東移,槽后冷空氣從貴州東北部進入,在畢節(jié)南部-貴陽-黔東南中部有明顯輻合線生成并維持,20:00輻合線緩慢南壓,西段進入黔西南東部。
3 物理量分析
從5月19日20:00開始,黔西南州500 hPa都為正渦度區(qū),并且正渦度區(qū)不斷增強,有利于低層的輻合上升運動和系統(tǒng)的發(fā)展,使近地層的暖濕空氣與能量傳輸?shù)礁邔?,造成濕層加厚,促進強降水的發(fā)生。5月19日20:00~20日20:00黔西南州的k指數(shù)都在35以上,并且有加強的趨勢,說明黔西南州處于不穩(wěn)定的大氣中,有利于出現(xiàn)強對流天氣,配合低層的水汽條件,為暴雨的產(chǎn)生提供了兩個重要條件。5月19日23:00~20日05:00,700 hPa、850 hPa黔西南州均處于假相當位溫密集區(qū)域,假相當位溫值隨高度逐漸增大,且增大明顯,說明黔西南州一直保持在高溫高濕位勢不穩(wěn)定的層結(jié),有利于產(chǎn)生暴雨。
4 水汽條件
5月19日20:00~20日20:00,貴州省整層溫度露點差均在3℃以下。各層比濕來看,500 hPa均在4~6 g/g;700 hPa均在10 g/g以上;850 hPa均在14 g/g以上,絕對水汽含量達到貴州省暴雨標準。850~700 hPa整層濕層較厚,有利于維持暴雨天氣(圖2)。
5 結(jié)論
通過以上分析,此次過程主要產(chǎn)生原因如下:
(1)副熱帶高壓穩(wěn)定少動,阻擋了高層500 hPa大槽東移,同時槽的東移引導了冷空氣南下,造成天氣系統(tǒng)疊加影響,長時間停滯在黔西南州上空,為強降水發(fā)生提供有利的環(huán)流條件。
(2)中低層低渦切變線長時間維持,低空西南建立急流,急流與暴雨的正反饋作用增強系統(tǒng)、暴雨。
(3)高層正渦度區(qū),配合低層700 hPa上低渦、850 hPa低渦切變及地面輻合線,系統(tǒng)疊加作用使增強上空發(fā)生強烈上升運動。
(4)黔西南州位于低空急流的左側(cè),并且急流在夜間逐漸增強,低空急流不斷地輸送水汽,急流軸上形成明顯的風速和風向的輻合和切變,有充足的水汽和能量的供應,西南暖濕空氣在黔西南州上空形成了強烈的輻合上升形勢,加大層結(jié)不穩(wěn)定度。
(5)黔西南州處于高溫高濕位勢不穩(wěn)定層結(jié),淺薄弱冷空氣的侵入低層,造成冷暖空氣交匯,觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放,產(chǎn)生了局地的特大暴雨天氣。
參考文獻
[1] 鮑名,黃榮輝.近40年我國暴雨的年代際變化特征[J].大氣科學, 2006(6): 1057-1067.
[2] Qian T, Zhao P, Zhang F, et al. Rainy-season precipitation over the Sichuan Basin and adjacent regions in Southwestern China[J]. Monthly Weather Review, 2015, 143(1): 383-394.
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責任編輯:黃艷飛