李斌斌,姜 虹
(牡丹江市氣象局,黑龍江 牡丹江 157000)
受東北低渦的影響,從2008年5月29日開始,黑龍江省自西向東出現(xiàn)降水,到5月30日系統(tǒng)加強(qiáng),東部地區(qū)降水明顯,其中牡丹江、寧安、海林、穆棱、林口24 h雨量達(dá)大到暴雨程度。
27日20時,歐亞大陸中高緯度呈兩槽兩脊形勢,黑龍江西部有一冷渦,到28日08時極地冷空氣大舉南下,在貝加爾湖南部形成弱低壓環(huán)流,由于鄂霍次克海附近阻塞高壓強(qiáng)盛,28日20時貝加爾湖南部低壓與黑龍江省西部低渦合并,西部冷空氣強(qiáng)勁補(bǔ)充,促使低渦加強(qiáng),到29日20時主體冷空氣前沿已經(jīng)到達(dá)40°N附近,低渦中心強(qiáng)度達(dá)到548 gpm,黑龍江省西部大部地區(qū)降水已經(jīng)開始,到30日08時低渦中心加強(qiáng)到544 gpm,低渦中心位于齊齊哈爾附近,鋒區(qū)壓在東部地區(qū),東部地區(qū)降水逐漸開始,西部地區(qū)降水逐漸減弱(圖1)。伴隨高空冷渦移動,地面低壓西南向北控制黑龍江省地區(qū),降水落區(qū)主要在地面低壓的北部和東部 (圖2)。
圖1 2008年5月30日08時500 hPa高空圖
圖2 2008年5月30日08時地面圖
30日04時,冷鋒云系和暖鋒云系分為南北兩部分,伴隨著低渦的旋轉(zhuǎn),到08時冷暖鋒云系逐漸合并,形成西北-東南向云帶,覆蓋東部大部地區(qū),伴隨兩塊云系的合并,這次系統(tǒng)性降水也進(jìn)入強(qiáng)盛時期。
高空正渦度平流是促使地面低壓發(fā)展的動力因子。地面低壓發(fā)展必伴有上升運(yùn)動及高層輻散、低層輻合。分析渦度平流可見(圖3a、b),30日08時,東部地區(qū)上空200 hPa為正渦度平流,850 hPa為負(fù)渦度平流。200 hPa上正渦度平流最大值在牡丹江附近,在 6×10-9.~9×10-9s-1。 在高層強(qiáng)烈的正渦度平流作用下,高層輻散抽吸作用使低層輻合,產(chǎn)生上升運(yùn)動,有動力強(qiáng)迫作用,擾動不穩(wěn)定得到發(fā)展,觸發(fā)低層降水云團(tuán)發(fā)展,促使大到暴雨發(fā)生。
充足的水汽是產(chǎn)生大降水最主要的條件之一,大降水的發(fā)生不但要求有很好的局地水汽條件,還要有源源不斷的水汽補(bǔ)充。大量的水汽在降水落區(qū)輻合,大降水才有可能發(fā)生。從水汽供應(yīng)的角度,分析了30日08時700 hPa水汽通量和水汽通量散度兩個物理量。從圖4可看出,大值中心位于牡丹江地區(qū),大值區(qū)軸線呈南北向,從08時700 hPa風(fēng)場上來看(圖略),吉林東部-牡丹江-伊春一線,有大于12 m·s-1的南風(fēng),正好與水汽通量軸線方向一致,致使日本海水汽源源不斷的從日本海輸送到東部地區(qū)。水汽通量散度表明東部地區(qū)處在水汽輻合區(qū)(圖5)。
圖3 2008年5月30日08時渦度平流
圖4 2008年5月30日08時700 hPa水汽通量
圖5 2008年5月30日08時700 hPa水汽通量散度
圖6 2008年5月30日08時沿45°N垂直速度剖面圖
水汽通量散度是一個與垂直運(yùn)動密切相關(guān)的物理量,水汽通量輻合區(qū)與垂直上升運(yùn)動區(qū)往往是一致的。將30日08時垂直速度沿45°N做垂直剖面圖可見(圖6),127°E以東為垂直上升區(qū),而且從低層到高層,東部地區(qū)都是一致的上升運(yùn)動,在500 hPa高度上垂直速度中心最大值達(dá)到-4×10-2hPa·s-1。強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動為大到暴雨提供了有利的動力條件。
(1)鄂霍次克海附近阻塞高壓強(qiáng)盛,貝加爾湖冷空氣不斷補(bǔ)充,促使低渦發(fā)展加強(qiáng),為降水的產(chǎn)生提供了有利的環(huán)流形勢。
(2)高空有正渦度平流、低空有負(fù)渦度平流時,將產(chǎn)生強(qiáng)烈的動力作用,配合垂直速度場有強(qiáng)烈上升區(qū),為這次大到暴雨的產(chǎn)生提供了有利的動力條件。
(3)水汽通量大值區(qū)和水汽通量散度負(fù)值區(qū)與降水落區(qū)對應(yīng)比較一致。