陈志雄1周云2
1.芦溪县气象局江西萍乡337002
2.萍乡市气象局江西萍乡337002
摘要:利用MICAPS3.1软件系统、多普勒雷达、卫星红外云图以及常规物理量要素等资料对2015年3月29日~30日萍乡地区春季局地性暴雨过程进行了分析。分析结果表明:由于乌拉尔山阻塞高压的存在,在巴尔喀什湖以西切断低压不断分裂小槽引导冷空气南下,西太平洋副高位于南海稳定少动,其西北侧的强盛西南暖湿气流在湘赣中北部上空剧烈交汇,在中低层辐合线及低涡切变的作用下,暖湿气流携带源源不断的水汽进入我市上空,降水云团在切变线附近不断的生成、发展并向东北移动,循环重复,造成萍乡地区少见的春季暴雨过程。由于过程前期预报模式的不稳定性,让预报变得较为困难,同时由于各个模式对于此次暴雨落区的预报和分析,也有一定的出入和分歧,暴雨落区的预报还有待进一步的研究和发展。
关键词:春季暴雨形势稳定切变线
1.暴雨实况
2015年3月29日08时—30日08时萍乡市出现了一次局地性的暴雨过程,暴雨出现在我市中部地区,主要降水时段为29日夜间至30日早上,4个国家站中芦溪站24小时降水达80.3mm,萍乡站为54.6mm,上栗站22.1mm,芦溪站12mm。58个区域站中有1站大暴雨(湘东区龙头站102.3mm)、8站暴雨、23站大雨,大雨以上降水主要分布在我市的中部一线(如图1)。萍乡地区地势复杂,加上此次过程数值预报的不稳定性,对此次暴雨的准确预报有较大难度。
图12015年3月29日08时-30日08时降水分布
2.天气形势特征分析
通常而言,暴雨的形成条件是:一有充分的水汽供应,二有强烈的上升运动,三有较长的持续时间。暴雨的形成和大型的环流背景有着密切的联系。从不同层次形势来看:
高层(200HPa):副热带西风急流较为强盛,在华南北部达到40m/s,我市处在槽前西南急流控制之下,槽前有正涡度平流输送,水平流场辐散,这种高空急流的“抽吸作用”有利于中低层上升气流的加强和维持,有利于降水的加强。
中层(500HPa):在高纬度地区,乌拉尔山附近有一高压暖脊,并逐渐发展增强,暖脊增强成阻塞高压,西风带低槽导高空弱冷空气不断南下,我市处在槽前西南气流控制,副高稳定少动;由于南支槽较为稳定,槽前西南暖湿气流有利于将孟湾地区及南海地区的水汽输送水汽我市上空,为持续性暴雨提供源源不断的水汽。
低层(700HPa、850HPa):29日20时的700HPa上从湖南西北部地区伸展出两条切变线。低空西南急流最大风速达到20m/s(长沙站),我市处于西南急流控制,位于切变南侧,西南急流左侧。850HPa低涡中心位于湖南北部,低涡北侧有弱冷空气侵入。由于西南急流的强盛以及副高的稳定少动,低涡及低涡切变的主要移动方向为东移发展,因此低涡切变的南段将东移扫过我市,引起降水的发生。
边界层及地面(925HPa及地面):29日20时,925HPa上有一倒T字型切变,其中切变的东段在我市南部附近摆动。切变南部南风强盛,超低空急流最大速度达到12m/s(郴州站)。在地面图上,29日23时,与925HPa切变线相对应的是东北-西南走向的倒槽,地面辐合线在我市南部地区摆动,地面倒槽锋生发展,上升气流加强,有利于降水的加强和维持。
3.中尺度分析和不稳定条件分析
图22013年5月8日20时500hPa位势高度场与850hPa风场的中尺度分析,图中灰色为925hPa系统,红色为850hPa系统,棕色为700hPa系统,蓝色为500hPa系统
从29日20时的中尺度分析(图2)来看,各层西南气流强盛,500HPa西风带扰动(低槽)对于此次过程具有指示作用。500HPa干区位置与低槽位置相配合,当低槽东移时,伴随着弱冷空气的南下,造成上干下湿、上冷下暖的形势,增强了大气不稳定,有利于形成对流性降水天气。低层(700HPa和850HPa)湿区(T-Td<5℃)较为深厚且范围较大,伴随着强盛的西南气流对水汽的强烈输送,给此次暴雨过程提供了充足的水汽。西南急流从南海输送水汽到湘赣地区,萍乡地区处在水汽输送带上,在低空形成高湿区,有利于降水的形成与加强。从各层切变位置来看,500HPa低槽移动缓慢,各层切变与低槽垂直方向距离较近,坡度陡,层结非常不稳定,在切变线与急流之间将产生较强的雷暴、短时强降水等强对流天气,但结合环流形势来安,此次强对流天气落区整体位置偏北。
4.雷达回波分析
从长沙多普勒雷达在29日至30日不同时次的雷达回波组合反射率因子(四个时次图略),上游不断有新的对流云团生成、东移、发展、与回波主体合并。可以清楚的看见,影响我市的这次暴雨,是以积状和层状混合云降水回波为主(0.5°仰角)。从29日20时开始,从湖南中南部一带就不断有分散的对流回波向东北移入萍乡境内,至30日午夜,降水主要是由回波东南部边缘的混合降水回波引起,落区集中在辖区中北部地区,此时间段内降水强度较小。30日03时对流云团开始合并,此时回波主体也东移南压到境内,形成了大片的以积状回波为主混合云降水回波,其最大组合反射率因子达到55dBZ以上,此后的约3-4个小时内,降水强度明显加强。
5.卫星云图分析
从卫星云图中可以看到,高空低槽带来的弱冷空气南下与西南暖湿气流在湘赣皖一带相遇形成高空槽前盾状云系,呈现为东北-西南走向带状分布,萍乡地区处在云带南端,主要由层状云系覆盖。随着冷空气南下以及低涡东移发展,低涡中心云团有一高亮云区,发展为MCC(中尺度云团),切变云系呈现为东北-西南走向的狭长的对流云带,云带上有对流云团的发生发展,萍乡地区处在对流云带轴上,有对流云团发生发展,并沿着西南气流移动,经过境内并产生降水。
6.预报检验
从降水实况来看,主要的暴雨落区位于萍乡地区中部地区,南北部均只有小到中雨量级的降水。从28日20时起报的数值预报场(图略)来看,两家模式差异比较大,由于副高的稳定及西南气流的强大,整体降水落区偏北移动。EC模式给出大雨量级的预报,与实况更为接近,而T639模式只预报了小雨量级的降水。
从降水过程来看,只在中部地区形成暴雨过程,与本地较为独特的地形有密切的关系,这也成为了萍乡地区暴雨预报的一大难点,关于地形对境内降水的影响,还需要以后进一步的分析研究。
7.结论
1.在此次春季暴雨过程中,中高纬度环流形势稳定,西风带扰动低槽东移南下引导弱冷空气南下,低纬副高西北侧的暖湿气流为长江中下游地区提供源源不断的水汽输送。因此,北方的弱的干冷空气和南方的强盛暖湿气流剧烈交汇,使得暴雨有了持续性的基本形势。
2.暴雨过程是需要一定的热力、动力条件。热力条件包括水汽的辐合上升和不稳定层结的存在,前期的升温及对流参数的变化,可以看到暴雨过程前是有明显的不稳定能量累积,不稳定能量越高,释放不稳定能量时天气也会伴随越剧烈的现象。动力条件有低槽、切变线、低涡等各种尺度系统,对暴雨过程有触发作用,
3.多普勒雷达和卫星云图资料对暴雨的预报有着明显的指示意义。从这次过程来看,急流左侧不断有对流云团的生成发展,并与切变线云团合并,使得云团增强并且降水持续时间较长,而当切变线云团东移南下经过我市时,较强的降水造成了此次暴雨过程。
4.对于此次暴雨过程,数值预报具有一定不确定性,由于萍乡地区地势复杂,造成了我市暴雨过程的预报难点。
参考文献:
[1].朱乾根,林锦瑞,寿绍文,唐东昇,天气学原理和方法,北京:气象出版社
[2].李侃,2013年5月萍乡地区一次局地暴雨过程分析,萍乡市气象台