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        西太平洋副熱帶高壓控制下湖南一次短時(shí)強(qiáng)降水成因分析

        2022-09-23 08:43:42蘭明才尹依雯
        干旱氣象 2022年4期
        關(guān)鍵詞:郴州強(qiáng)降水對(duì)流

        蘭明才,周 莉,蔣 帥,尹依雯,許 霖

        (1.湖南省氣象臺(tái),湖南 長(zhǎng)沙 410118;2.氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410118;3.湖南省岳陽市氣象局,湖南 岳陽 414000)

        引言

        湖南地處東亞季風(fēng)區(qū),同時(shí)受亞熱帶季風(fēng)氣候影響,短時(shí)強(qiáng)降水事件頻發(fā),因其降水強(qiáng)度大,在季風(fēng)季節(jié)往往造成城市內(nèi)澇、山洪、泥石流等多種災(zāi)害,給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重影響[1-2]。湖南三面環(huán)山,東有羅霄山脈,南有南嶺,西有武陵和雪峰山脈,中部多為丘陵和盆地,北部為洞庭湖平原,復(fù)雜的馬蹄型地形環(huán)境給湖南短時(shí)強(qiáng)降水精準(zhǔn)化預(yù)報(bào)帶來挑戰(zhàn)[3-6],提升短時(shí)強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)能力對(duì)湖南防災(zāi)減災(zāi)意義重大。

        長(zhǎng)江中下游地區(qū)春、夏季短時(shí)強(qiáng)降水一般在西太平洋副熱帶高壓(簡(jiǎn)稱“西太副高”)、低渦和低空急流等多種系統(tǒng)共同影響下發(fā)生[7-9],作為東亞夏季風(fēng)的主要環(huán)流系統(tǒng),西太副高發(fā)揮著重要作用,它將熱帶海洋的水汽輸送到東亞地區(qū),促使偏南暖濕氣流與冷空氣易在西太副高西部邊緣交匯形成雨帶[10-12],東亞夏季風(fēng)的建立和撤退與西太副高的季節(jié)和季節(jié)內(nèi)變化密切相關(guān),因此西太副高對(duì)長(zhǎng)江中下游乃至東亞地區(qū)的降水有重要影響[13-15]。除西太副高、低空急流等大尺度影響系統(tǒng)外,有組織的中尺度對(duì)流系統(tǒng)是長(zhǎng)江中下游地區(qū)對(duì)流性暴雨的直接影響系統(tǒng)[16-21],而典型的環(huán)流配置則為中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展提供高能高濕和強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)等環(huán)境條件,有利于短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生。

        研究發(fā)現(xiàn),夏季西太副高脊附近的下沉氣流抑制了副高控制區(qū)的局地降水,并對(duì)東亞雨帶北擴(kuò)起到調(diào)節(jié)作用,不易產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水天氣,一般來說西太副高西伸所到之處對(duì)應(yīng)晴天[22-25]。但觀測(cè)事實(shí)表明,西太副高控制區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水天氣時(shí)有發(fā)生,在業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中容易漏報(bào),尤其是局地短時(shí)特大暴雨,給長(zhǎng)江中游地區(qū)夏季短時(shí)暴雨預(yù)報(bào)帶來更大挑戰(zhàn)。西太副高控制下的短時(shí)強(qiáng)降水歷時(shí)短、雨強(qiáng)大、降水集中,具有明顯的中尺度特征[26-27],但缺乏明顯的槽、急流等大尺度特征,與湖南汛期暴雨的一般概念模型有所不同[28-29],在業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中對(duì)此類短時(shí)強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)能力有限及其突發(fā)災(zāi)害的應(yīng)變能力不足。為進(jìn)一步加深對(duì)西太副高控制下湖南短時(shí)強(qiáng)降水的認(rèn)識(shí),探究其成因和觸發(fā)機(jī)制,本文選取2018年9月6日發(fā)生在湖南的一次西太副高控制下的短時(shí)強(qiáng)降水過程,分析其天氣學(xué)特征和中尺度對(duì)流系統(tǒng)形成及發(fā)展機(jī)制,凝煉西太副高控制下的短時(shí)強(qiáng)降水形成原因,以期為預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)提供思路。

        1 數(shù)據(jù)

        所用資料主要包括:(1)湖南省97個(gè)國家基本氣象觀測(cè)站和3400余個(gè)自動(dòng)氣象觀測(cè)站逐小時(shí)降水量;(2)NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)逐6 h再分析資料,包括位勢(shì)高度場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、比濕、相對(duì)濕度、垂直速度、假相當(dāng)位溫、渦度等物理量,空間分辨率為1°×1°;(3)郴州站多普勒天氣雷達(dá) 觀 測(cè) 資 料;(4)FY-2F衛(wèi) 星 逐1 h云 頂亮 溫(black body temperature,TBB)資料;(5)長(zhǎng)沙、懷化、郴州站探空數(shù)據(jù)。中國及其?。ㄊ?、區(qū))行政邊界基于國家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號(hào)為GS(2017)3320號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖無修改。

        2 環(huán)流背景與中尺度系統(tǒng)特征

        2.1 天氣實(shí)況

        2018年9月6日湖南出現(xiàn)一次短時(shí)強(qiáng)降水天氣過程,強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)段為07:00—20:00(北京時(shí),下同),湘中及其以北地區(qū)小到中雨為主,部分地區(qū)出現(xiàn)大雨和暴雨,湘南地區(qū)為中到大雨,局地出現(xiàn)暴雨到大暴雨[圖1(a)]。其中,大雨167站,暴雨44站,大暴雨2站,最大累計(jì)降水量(114.1 mm)出現(xiàn)在郴州市臨武縣的萬水鄉(xiāng)三十六灣站,該站降水主要集中在13:00—14:00(82.4 mm)[圖1(b)]。從表1看出,全省區(qū)域站1 h降水量大于等于20 mm的有203站,大于等于50 mm的有19站,最大小時(shí)雨量同樣出現(xiàn)在萬水鄉(xiāng)三十六灣站,為82.4 mm;3 h降水量大于等于50 mm的有93站,最大3 h雨量出現(xiàn)在邵陽武岡市,為103.4 mm。

        2.2 環(huán)流背景

        圖1 2018年9月6日07:00—20:00湖南省自動(dòng)站累計(jì)雨量(a,單位:mm)和11:00—17:00三十六灣站逐小時(shí)降水量(b)Fig.1 The accumulative precipitation at automatic weather stations of Hunan Province from 07:00 BST to 20:00 BST(a,Unit:mm)and hourly precipitation at Sanshiliuwan station from 11:00 BST to 17:00 BST(b)on September 6,2018

        表1 2018年9月6日07:00—20:00湖南省區(qū)域自動(dòng)站降水統(tǒng)計(jì)Tab.1 The statistics of rainfall at regional automatic weather stations of Hunan Province from 07:00 BST to 20:00 BST on September 6,2018

        圖2 2018年9月6日08:00(a、c)和14:00(b、d)500 hPa(a、b)和925 hPa(c、d)位勢(shì)高度場(chǎng)(等值線,單位:dagpm)及風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿,單位:m·s-1)Fig.2 Geopotential height field(isolines,Unit:dagpm)and wind field(wind shafts,Unit:m·s-1)at 500 hPa(a,b)and 925 hPa(c,d)at 08:00 BST(a,c)and 14:00 BST(b,d)on September 6,2018

        圖2為2018年9月6日08:00、14:00的500 hPa和925 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)??梢钥闯?,6日500 hPa湘北地區(qū)處于西太副高北部。08:00,500 hPa西太副高呈塊狀分布并控制湖南至福建地區(qū),中高緯地區(qū)低壓槽東移發(fā)展,引導(dǎo)槽后冷空氣南下[圖2(a)];700 hPa湖南受偏南和偏西南氣流控制,弱切變線位于湖北北部(圖略);925 hPa湘中以南存在較明顯的風(fēng)速風(fēng)向輻合區(qū)[圖2(c)];地面上,位于貝加爾湖以西的冷高壓中心氣壓達(dá)1032.5 hPa,湖南處于冷高壓底部,鋒面自北向南影響湘南(圖略)。14:00,西太副高仍控制著湖南地區(qū)[圖2(b)],850 hPa與700 hPa環(huán)流形勢(shì)較為相似,弱切變線位于湘南(圖略),925 hPa湘中以南的輻合區(qū)略有南移[圖2(d)],輻合區(qū)位置與降水區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。6日20:00,輻合區(qū)南移出湖南;7日02:00,湖南高低空一致轉(zhuǎn)為北風(fēng)(圖略),降水結(jié)束。

        2.3 中尺度對(duì)流系統(tǒng)特征

        6日07:30,湖南受西太副高控制且無明顯系統(tǒng)[圖3(a)];12:30,受地面輻合線的動(dòng)力抬升作用,湘西有小塊對(duì)流云團(tuán)出現(xiàn),而湘南有大片的對(duì)流云團(tuán)發(fā)展,中心云頂亮溫達(dá)-68℃,結(jié)構(gòu)較分散,云團(tuán)最大直徑約200 km[圖3(b)];15:30,對(duì)流云團(tuán)擴(kuò)大,基本控制了湘南地區(qū),云團(tuán)最大直徑為400 km,中心云頂亮溫達(dá)-76℃,形成中尺度對(duì)流系統(tǒng)并達(dá)到鼎盛階段,盡管其組織性不強(qiáng),但在分裂后又在原地不斷產(chǎn)生新的對(duì)流云團(tuán)[圖3(c)],給湘南地區(qū)帶來較長(zhǎng)時(shí)間的降水;22:00以后,對(duì)流云團(tuán)迅速減弱消失[圖3(d)]。

        3 水汽條件和穩(wěn)定度特征

        圖4 2018年9月6日08:00沿三十六灣站(112.55°E,25.27°N)的比濕(a,單位:g·kg-1)、相對(duì)濕度(b,單位:%)和假相當(dāng)位溫(c,單位:K)經(jīng)向垂直剖面Fig.4 The meridional vertical section of specific humidity(a,Unit:g·kg-1),relative humidity(b,Unit:%)and pseudo-equivalent potential temperature(c,Unit:K)along Sanshiliuwan station(112.55°E,25.27°N)at 08:00 BST on September 6,2018

        圖4是2018年9月6日08:00沿過程最大累計(jì)降水量三十六灣站(112.55°E,25.27°N)的比濕、相對(duì)濕度和假相當(dāng)位溫經(jīng)向垂直剖面??梢钥闯觯?日08:00,28°N以南地區(qū)850 hPa以下比濕等值線密集,其值在15 g·kg-1以上;受冷空氣影響,32°N—33°N范圍存在濕度鋒區(qū)[圖4(a)],對(duì)應(yīng)切變線及冷空氣南下位置,湘南地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。同時(shí),相對(duì)濕度大于60%的高濕區(qū)從地面一直延伸到對(duì)流層頂[圖4(b)],北方干冷空氣和南海暖濕空氣在湘東南地區(qū)交匯,干冷空氣從底層楔入,暖濕空氣被迫抬升,利于不穩(wěn)定能量積蓄,且整個(gè)降水過程中湘東南始終處于水汽輻合區(qū),降水強(qiáng)度大,925 hPa水汽輻合區(qū)與降水落區(qū)較為一致(圖略)。由于冷空氣補(bǔ)充南下,08:00,850~700 hPa假相當(dāng)位溫密集帶位于28°N附近,對(duì)應(yīng)鋒面位置,鋒面前側(cè)因低層干冷空氣侵入,使得25°N—28°N范圍內(nèi)348 K假相當(dāng)位溫特征線向上凸起,有顯著的上升運(yùn)動(dòng);同時(shí),湘南地區(qū)(25°N附近)925~700 hPa假相當(dāng)位溫隨高度遞減[圖4(c)],表明中低層為對(duì)流性不穩(wěn)定層結(jié),而700~500 hPa為中性層結(jié)。值得注意的是,25°N—28°N范圍850 hPa以下假相當(dāng)位溫存在多個(gè)上凸和下凹,正對(duì)應(yīng)著多個(gè)上升與下沉運(yùn)動(dòng),與湘南地區(qū)東西向多條雨帶有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

        表2統(tǒng)計(jì)了上述3站08:00和20:00的對(duì)流物理量參數(shù),包括對(duì)流有效位能(convective availablepotential energy,CAPE)、對(duì)流抑制能量(convective inhibition,CIN)、K指數(shù)、沙氏指數(shù)(Showalter index,SI)、對(duì)流性穩(wěn)定度指數(shù)(instability convection index,IC)、對(duì)流溫度(convective temperature,Tc)、抬升凝結(jié)高度(lifting condensation level,LCL)和自由對(duì)流高度(level of free convection,LFC)。可以看出,郴州、懷化站Tc低且湖南中低層水汽豐富,冷空氣侵入疊加熱力抬升促使對(duì)流天氣更易發(fā)生。盡管懷化、郴州站2個(gè)時(shí)刻對(duì)流物理量參數(shù)值不完全一致,但總體上08:00(暴雨發(fā)生前)暴雨區(qū)K≥39℃、CAPE>600.0 J·kg-1、CIN<100.0 J·kg-1、SI<-1.0℃、IC<-10.0℃、LCL較低,易形成質(zhì)心較低的高效降水云團(tuán)。由于LFC和Tc較低,午后在太陽輻射增溫作用下氣溫易達(dá)到對(duì)流發(fā)生的臨界溫度而觸發(fā)對(duì)流天氣。長(zhǎng)沙站K指數(shù)、SI和IC條件雖好,但CAPE為0.0 J·kg-1、Tc約36℃(遠(yuǎn)大于最高氣溫),很難觸發(fā)對(duì)流天氣。

        表2 2018年9月6日08:00和20:00郴州、懷化、長(zhǎng)沙探空站對(duì)流物理量參數(shù)統(tǒng)計(jì)Tab.2 The statistics of convective physical parameters at Chenzhou,Huaihua and Changsha radiosonde stations at 08:00 BST and 20:00 BST on September 6,2018

        4 大尺度動(dòng)力條件和觸發(fā)機(jī)制

        圖5是2018年9月5—7日三十六灣站(112.55°E,25.27°N)垂直速度、散度和渦度的時(shí)間-高度剖面及6日14:00天氣形勢(shì)示意圖。可以看出,6日08:00,三十六灣站低層垂直速度為正,且存在一定的正渦度區(qū)但厚度較薄,而中高層為垂直速度較弱的負(fù)值區(qū);14:00,垂直上升速度增加,最大上升速率為0.68 m·s-1,低層散度轉(zhuǎn)為負(fù)值,且向上伸至500 hPa附近,低層輻合、高層輻散有利于上升運(yùn)動(dòng)的維持。從6日14:00天氣形勢(shì)圖不難看出,850 hPa及以上天氣系統(tǒng)位置偏北,湖南強(qiáng)降水的動(dòng)力觸發(fā)系統(tǒng)為925 hPa切變線和地面輻合線。隨著鋒面移近,鋒面輻合使得正渦度增大、輻合增強(qiáng)且向上延伸??傮w而言,湖南上空垂直運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),有利于渦度向上輸送,中低層輻合不斷加強(qiáng),配合高層輻散,利于上升運(yùn)動(dòng)的維持和降水的增強(qiáng)。

        圖5 2018年9月5—7日三十六灣站(112.55°E,25.27°N)垂直速度(a,單位:Pa·s-1)、散度(b,單位:10-4 s-1)和渦度(c,單位:10-5 s-1)的時(shí)間-高度剖面以及6日14:00天氣形勢(shì)示意圖(d)Fig.5 The time-height section of vertical velocity(a,Unit:Pa·s-1),divergence(b,Unit:10-4 s-1)and vorticity(c,Unit:10-5 s-1)at Sanshiliuwan station(112.55°E,25.27°N)from 5 to 7 September and sketch map of weather situation at 14:00 BST on September 6(d),2018

        與典型的汛期強(qiáng)降水過程相比,此次過程的大尺度動(dòng)力強(qiáng)度較弱,但由于抬升凝結(jié)高度和自由對(duì)流高度較低,且低空對(duì)流抑制能量較弱(表2),使得對(duì)流觸發(fā)不需要太強(qiáng)的抬升機(jī)制,僅近地面層的輻合抬升就足以觸發(fā)對(duì)流性降水。

        受弱冷空氣影響,6日08:00,懷化、邵陽、永州、郴州一帶有一條地面輻合線,受近地面輻合線引起的抬升作用,懷化、永州地區(qū)有小塊對(duì)流云團(tuán)生成發(fā)展并向北緩慢移動(dòng);11:00,地面輻合線略有北抬,湘中以南出現(xiàn)降水并逐漸發(fā)展加強(qiáng);14:00,地面輻合線南壓,湘中以南地區(qū)降水持續(xù);17:00,地面輻合線南移越過湘南,湖南降水逐漸減弱消失(圖6)??梢?,近地面輻合抬升是觸發(fā)此次短時(shí)強(qiáng)降水的重要機(jī)制。

        結(jié)合探空物理量參數(shù)(表2)發(fā)現(xiàn),郴州、懷化的對(duì)流溫度較低(低于當(dāng)日最高氣溫)利于午后熱對(duì)流產(chǎn)生,熱力抬升作用同樣有利于觸發(fā)短時(shí)強(qiáng)降水,而長(zhǎng)沙對(duì)流溫度較高(高于當(dāng)日最高氣溫),午后升溫不足以觸發(fā)熱對(duì)流。

        圖6 2018年9月6日08:00(a)、11:00(b)、14:00(c)、17:00(d)地面風(fēng)場(chǎng)(單位:m·s-1)Fig.6 The surface wind field at 08:00 BST(a),11:00 BST(b),14:00 BST(c)and 17:00 BST(d)on September 6,2018(Unit:m·s-1)

        5 多普勒天氣雷達(dá)回波特征

        圖7是2018年9月6日湖南省及周邊多普勒天氣雷達(dá)3 km高度回波拼圖演變。可以看出,6日08:00,懷化、永州有2塊較強(qiáng)的降水回波緩慢向北移動(dòng);13:00,郴州南部有零散的雷暴單體發(fā)展、合并,形成中-β尺度的回波單體,回波基本穩(wěn)定維持在臨武、宜章地區(qū),造成暴雨天氣。隨后,永州地區(qū)的塊狀降水回波繼續(xù)向北、向東發(fā)展,并影響永州北部、衡陽、郴州北部、株洲南部地區(qū)(圖略),16:00降水回波的前部又有新的雷暴單體生成,并與原來的降水回波連成一線,逐漸發(fā)展成線狀多單體回波,給上述地區(qū)帶來強(qiáng)降水天氣。18:00后,除株洲南部以外,湖南其他地區(qū)降水回波基本減弱消失。綜上可見,湘中以南地區(qū)降水回波在11:00—18:00明顯增強(qiáng),這可能是午后近地面氣溫升高,不穩(wěn)定能量增大,在地面輻合線和熱力抬升共同作用下對(duì)流發(fā)展更加旺盛。

        圖7 2018年9月6日08:00(a)、13:00(b)、16:00(c)、18:00(d)湖南省及周邊地區(qū)3 km高度多普勒天氣雷達(dá)回波拼圖(單位:dBZ)Fig.7 The mosaic map of Doppler radar echo at 3 km height in Hunan Province and its surroundings at 08:00 BST(a),13:00 BST(b),16:00 BST(c)and 18:00 BST(d)on September 6,2018(Unit:dBZ)

        對(duì)于降水量最大的郴州地區(qū),6日12:00以前,臨武縣中南部有分散的小塊對(duì)流回波緩慢向北移動(dòng);12:00后,在臨武縣北部(分散回波的前側(cè))有雷暴單體迅速生成發(fā)展,與原有的分散回波合并成較大范圍的降水回波并維持。其中,13:16(圖8),2.4°仰角上40 dBZ以上的回波位于臨武縣西北部且持續(xù)了17個(gè)體掃(約102 min);盡管回波頂高達(dá)14 km,但回波質(zhì)心和強(qiáng)回波高度均在5 km以下。結(jié)合郴州探空資料(圖略),0℃和-20℃層高度分別為5.5、8.8 km,說明此風(fēng)暴單體降水為暖性高效降水。與此同時(shí),累積液態(tài)水含量基本在10 kg·m-2以上,最大為30 kg·m-2,低層輻合維持時(shí)間較長(zhǎng),且高層有輻散,雷暴單體具有一定的組織性。結(jié)合最強(qiáng)降水時(shí)段的雷達(dá)風(fēng)廓線(圖略)發(fā)現(xiàn),6日08:00,3個(gè)探空站400 hPa(7.6 km)以下環(huán)境風(fēng)(水平風(fēng))和垂直風(fēng)切變較小,基本為2~4 m·s-1,其中2~3 km高度上甚至出現(xiàn)靜風(fēng),弱環(huán)境風(fēng)盡管不利于對(duì)流組織化,卻使風(fēng)暴移速緩慢,有利于在同一地區(qū)形成長(zhǎng)時(shí)間降水。

        綜上可見,雷暴單體含有一定的水汽(液態(tài)含水量為10~30 kg·m-2),低仰角(3 km左右)下40~55 dBZ回波持續(xù)近2 h,且風(fēng)暴移動(dòng)緩慢,致使在同一地區(qū)形成長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)降水,是臨武縣出現(xiàn)大暴雨的原因,其中萬水鄉(xiāng)三十六灣站14:00的小時(shí)雨量達(dá)82.4 mm。

        圖8 2018年9月6日13:16郴州站雷達(dá)2.4°仰角基本反射率(a,單位:dBZ)、1.5°仰角徑向速度(b,單位:m·s-1)、回波頂高(c,單位:km)、垂直積分液態(tài)水含量(d,單位:kg·m-2)及反射率(e,單位:dBZ)和徑向速度(f,單位:m·s-1)垂直剖面Fig.8 The base reflectivity on 2.4°elevation angle(a,Unit:dBZ),radial velocity on 1.5°elevation angle(b,Unit:m·s-1),echo top height(c,Unit:km),vertical integral liquid water content(d,Unit:kg·m-2)and vertical section of reflectivity(e,Unit:dBZ)and radial velocity(f,Unit:m·s-1)at Chenzhou radar station at 13:16 BST on September 6,2018

        6 結(jié)論與討論

        強(qiáng)盛的西太副高脊區(qū)內(nèi)不易觸發(fā)短時(shí)強(qiáng)降水天氣,且由于缺乏明顯的槽、低空急流等大尺度特征,其預(yù)報(bào)難度較湖南典型暴雨過程更大,容易漏報(bào)。本文利用地面自動(dòng)站、多普勒天氣雷達(dá)觀測(cè)資料和FY-2F云頂亮溫及NCEP再分析資料等,針對(duì)2018年9月6日一次西太副高控制下的湖南短時(shí)強(qiáng)降水成因開展研究??傮w上,在豐沛水汽、較高的不穩(wěn)定能量以及一定的抬升條件下,強(qiáng)盛的副高脊區(qū)反氣旋環(huán)流內(nèi)可觸發(fā)短時(shí)暴雨天氣。主要結(jié)論如下:

        (1)此次過程大尺度環(huán)流形勢(shì)主要表現(xiàn)為500 hPa中高緯地區(qū)兩槽一脊,副高呈塊狀控制著湖南大部分地區(qū),不斷加深的高空槽引導(dǎo)西北氣流南下,致使副高斷裂。

        (2)此次過程觸發(fā)機(jī)制體現(xiàn)在兩方面:一是低層弱切變線配合地面中尺度輻合線引起近地面動(dòng)力抬升觸發(fā)對(duì)流性降水;二是午后受太陽輻射增溫作用影響,地面氣溫達(dá)到對(duì)流發(fā)生的臨界溫度,能夠自由觸發(fā)熱對(duì)流。

        (3)豐沛的水汽和較高的不穩(wěn)定能量為此次過程提供有利條件。弱冷空氣南下與暖濕氣流匯合產(chǎn)生輻合上升并形成鋒區(qū),暖濕氣流受到抬升觸發(fā)不穩(wěn)定能量,中低層為能量較大的對(duì)流性不穩(wěn)定層結(jié);低層比濕大且等值線密集,濕層深厚(高濕區(qū)向上延伸至對(duì)流層頂),降水落區(qū)與925 hPa水汽通量輻合區(qū)一致。

        (4)盡管此次過程的動(dòng)力條件較汛期典型強(qiáng)降水過程明顯偏弱,但正渦度及低層輻合區(qū)在降水發(fā)生后都有向上延伸的特點(diǎn),有利于垂直上升運(yùn)動(dòng)的維持。另外,雷達(dá)回波質(zhì)心和強(qiáng)回波高度均較低,為明顯的低質(zhì)心高效降水回波。同時(shí),環(huán)境風(fēng)及其垂直切變小,不利于對(duì)流風(fēng)暴有組織地發(fā)展,但雷暴單體移動(dòng)緩慢,有利于降水在同一地區(qū)較長(zhǎng)時(shí)間維持。

        夏季,西太副高脊線伸至長(zhǎng)江中下游,近地面輻合線的抬升作用導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)罕見的短時(shí)強(qiáng)降雨事件。目前,數(shù)值模式對(duì)此類天氣的預(yù)報(bào)能力較差,預(yù)報(bào)員對(duì)模式預(yù)報(bào)缺乏訂正能力,加之時(shí)間短促、致災(zāi)性強(qiáng),無法及時(shí)給出合理有效的應(yīng)對(duì)措施。盡管本文僅是一次個(gè)例分析,但得到的定量化環(huán)境特征[即中低層為高濕高能區(qū)(q>15 g·kg-1、CAPE>600.0 J·kg-1、K≥39℃)以及午后地表氣溫超過對(duì)流溫度閾值、顯著的地面輻合線]可作為西太副高控制下的長(zhǎng)江中下游地區(qū)短時(shí)暴雨事件的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo),從而為預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)提供思路。然而,對(duì)此類事件作出精準(zhǔn)預(yù)報(bào)(降水發(fā)生時(shí)間和落區(qū))仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),還需通過更多的個(gè)例建立此類事件的天氣概念模型,形成可供業(yè)務(wù)應(yīng)用與借鑒的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。

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