房榮+馮洋+劉偉+張立霞
摘 要:利用常規(guī)觀測資料、雷達、云圖、風廓線等,對春節(jié)期間罕見降雨進行分析,結(jié)果表明:降水為鋒前暖區(qū)降水,高空槽和低層切變系統(tǒng)明顯,低層偏南急流和近地面東北風對降水有利;濕層深厚,水汽輻合,上升運動明顯,有利于產(chǎn)生較強降水,配合列車效應(yīng)導(dǎo)致新樂降水達到27 mm,超過同期歷史極值;降水前期升溫,降水時溫度高,致使降水性質(zhì)以雨為主。
關(guān)鍵詞:降水 冷鋒 偏南急流 東北風 列車效應(yīng)
中圖分類號:P458.1+21.1 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)07(c)-0065-02
受冷空氣和西南暖濕氣流共同影響,2016年2月12~13日石家莊市出現(xiàn)了一次同期少見的降雨過程,降雨量10.4 mm至27.8 mm。新樂和井陘日降水量分別為26.7 mm和13.1 mm,突破歷史同月最大值,其中新樂最大降水強度達到了4.6 mm/h,在這個季節(jié)是比較少見的。鑒于此次降水的特殊性,筆者對它的成因進行分析如下。
1 環(huán)流形勢分析
12日08時500 hPa歐亞大陸是一槽一脊形勢,在北部冷渦控制下,未來有冷空氣不斷南下影響河北省。地面形勢上,新疆北部有一地面冷高壓(中心1071.7 hPa),云貴交界有一地面暖低壓(中心1002.1 hPa),石家莊市處于鋒前暖區(qū),未來鋒面不斷東移南壓,造成該市降水。12日20時,200 hPa緯向度較大,盛行西南氣流;500 hPa高空槽在河套西部;700 hPa和850 hPa河北省西部均有明顯切變,且均處于明顯濕區(qū),700 hPa在河套西部有溫度槽,850 hPa河北省中東部存在溫度脊,有明顯的偏南急流;925 hPa石家莊市明顯的偏東風。整體條件來看,夜間該市尤其是西部山區(qū)降水十分有利。
2 中尺度分析
2.1 云圖
12日08時高空槽云系位于河套地區(qū),云系較分散,700 hPa在河套地區(qū)存在等溫線密集區(qū),風場與溫度線相交,有冷暖平流交匯,使得河套地區(qū)分散的云系合并發(fā)展加強。20時高空槽和溫度槽均加強,槽前強的渦度平流和槽后冷平流入侵,增強了大氣的斜壓性,21時30分高空槽云系發(fā)展成較為典型的斜壓葉狀云,對應(yīng)地面有冷鋒鋒生,地面降水明顯加強。
2.2 風廓線
從風廓線產(chǎn)品得到的垂直速度上看,500 m以下為下沉運動外,其他高度為一致的上升運動,最大的垂直速度在1 700 m左右(2.12 m/s),低層?xùn)|北風的動力抬升作用明顯。降水發(fā)生前,08時12分800 m以下風場為弱的西南風,到12時風向轉(zhuǎn)為偏北風,并且北風所在的高度逐漸增加,降水開始。22時36分北風加大開始,配合降水強度也明顯加大。到48分1 000 m北風為16 m/s,高度一直到3 000 m,北風達到的高度較高,以上為西南風,有利于降水加強。
2.3 雷達
降水開始時,回波零散,隨著系統(tǒng)加強,回波發(fā)展為層狀云降水回波,降水持續(xù)時間較長,最大回波強度在40 dBz以上,在2月這樣的強度比較少見。雷達回波源源不斷地經(jīng)過井陘、新樂,形成了“列車效應(yīng)”。最大強度≥40 dBz,降水強度大,持續(xù)時間長,使井陘和新樂突破了歷史極值。
3 物理量診斷分析
3.1 水汽條件
從12日探空來看,河北省南部中低層水汽充沛,濕層不斷加厚。20時700 hPa水汽輻散中心移至河北省中北部,850 hPa石家莊市處于水汽輻合區(qū),東部有明顯的水汽輻合中心(1×10-6g·(cm2·hPa·s)-1);中低層露點溫度差均為2 ℃,比濕也均大于4 g/kg,θse超過了40,在冬季已經(jīng)達到了強降水的指標。12日夜間水汽條件十分利于產(chǎn)生較大范圍的降水。
3.2 動力條件
從石家莊渦度垂直剖面看,在20時,850 hPa有一正渦度中心,300 hPa附近存在一負渦度中心,表明石家莊有顯著的垂直上升運動。而在垂直速度剖面上看,12日夜間石家莊700 hPa存在明顯的上升運動中心,有利于降水產(chǎn)生。
4 總結(jié)
4.1 降水量突破同期歷史極值原因
(1)動力條件較好:中低層偏南急流,低層偏東風;高低空系統(tǒng)配置好,低層?xùn)|北風,并且上升運動明顯。(2)水汽條件好:整層濕度大,中低層處于明顯濕區(qū),比濕達到4 g/kg。并且在井陘、新樂形成“列車效應(yīng)”造成了這次罕見降水。
4.2 降水相態(tài)以雨為主原因
(1)前期基礎(chǔ)溫度較高,7~11日平均氣溫6.0 ℃(歷史同期值1.0 ℃),對降雪不利。(2)降水發(fā)生時,850 hPa溫度和地面溫度都高,基本都在0 ℃以上。
5 工作建議及改進措施
這次降水,我們對降水時間和降水性質(zhì)預(yù)報較準確,但對降水量級的把握不好。咎其原因,一是指導(dǎo)預(yù)報對量級的預(yù)報不太準確,并且變動性較大;二是在歷年同時期這種全區(qū)中雨局地大雨的降水很少出現(xiàn),導(dǎo)致對降水量級預(yù)報偏小。
在以后的預(yù)報中,一要繼續(xù)做好數(shù)值預(yù)報的釋用,做好本地化的訂正;二要加強物理量和一些指標的對比,總結(jié)歸納預(yù)報指標;三要大量加強相似歷史個例的總結(jié)和對比,積累預(yù)報經(jīng)驗。
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