李雪梅++王自英
摘 要 利用MICAPS平臺提供的各種產品詳細分析2009年5月29—31日連續(xù)強降雨天氣,得出這次強降雨天氣主要是南支低壓槽東移,槽前西南暖濕氣流和西太平洋副熱帶高壓外圍的西南暖濕氣流匯合,在滇緬一帶產生較強的對流不穩(wěn)定天氣,而維西縣又處于西南氣流的迎風坡上,特殊的地理環(huán)境,使得維西縣境內的降水得到進一步增強。
關鍵詞 天氣形勢;水汽;能量;衛(wèi)星云圖
中圖分類號:P458.121.1 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.09.060
維西縣地處青藏高原東南側,屬低緯高原山地氣候,干濕季分明,6—9月為雨季,年雨量的85%集中在該時段,11月至次年5月為干季,此時段的總雨量僅占年雨量的15%[1]。俗話說:“春雨貴如油”,春季強降水天氣過程的氣候概率較低(特別是相對較干的5月),預報難度相比汛期要大得多。分析春季強降水天氣的形成機制和產生條件,總結預報經驗,準確預報春季強降水天氣過程,為地方政府提供更準確、及時的氣象服務是十分必要和有意義的[2-3]。本文將從不同角度分析2009年5月29—31日中到大雨天氣過程產生的物理機制,以期對今后預報此類強降水天氣有一定的幫助。
1 天氣實況
2009年5月29—31日維西出現連續(xù)較強降水天氣見表1,此次強降水是3月以來維西縣出現的第一場連續(xù)降水,有效地緩解了全縣的旱情,為農業(yè)生產創(chuàng)造了有利條件,同時宣布維西縣汛期開始。
2 環(huán)流背景分析
2.1 500 hPa形勢分析
由圖1a可看出,在5月29日08:00的500 hPa上,中高緯度為兩脊一槽,貝巴之間為寬廣的冷槽控制,槽后冷空氣南下影響青海一帶,位置較偏北。低緯度孟灣北部為一低壓,低壓前部西南氣流控制高原南側,副高較強,云南省為副高外圍西南氣流控制,維西正處于孟灣低壓前西南氣流與副高外圍西南氣流交匯地帶,降水達最強。
由圖1b可看出,30日08:00的500 hPa上,中高緯度,貝巴之間冷槽東移,中高緯度形勢調整為兩槽一脊,低緯度孟灣低壓減弱北縮,在高原南側90°E附近形成一弱槽,副高少動,云南西部仍為副高外圍西南氣流控制。31日08:00(圖略),副高進一步增強,云南省至高原南側均為高壓外圍氣流控制,高原南側小槽進一步減弱,維西為單一副高外圍氣流影響,降水逐漸減小,過程結束。
2.2 700hPa形勢分析
5月29日08:00的700 hPa圖上(圖略),從新疆到四川東北部為冷高壓控制,四川大部為東北風;迪慶州北部至巴塘為308低壓;云南西南部為312高壓控制,云南大部為高壓外圍東南風,兩高間輻合切變線位于維西-麗江-曲靖一線,維西降水達最大。30日08時至31日08時,副高不斷增強,云南大部為312高壓控制,滇西轉為副高外圍西南氣流控制,降水減小,過程結束??v觀這次強降水過程前后,在500 hPa、700 hPa上,中高緯度由兩脊一槽逐漸轉為兩槽一脊,槽后的西北氣流引導冷空氣南下但位置偏北。中低緯度,孟加拉灣北部低壓減弱為弱南支槽東移,副高不斷增強,南支槽前的西南暖濕氣流與副高外圍的西南氣流在滇西匯合。強降水天氣就出現兩股氣流的輻合區(qū)域內,由于北方冷空氣偏北,故此次降水強度不是很大,只出現了一站次大雨,當南支減弱,副高不斷增強控制云南省,高原南側逐漸轉為受單一的高壓外圍氣流影響時,維西縣降水也隨之減小,過程結束。
3 水汽條件
3.1 700 hPa比濕場
水汽是產生降水的最基本條件,強降水的產生需要本地上空有大量水汽積累和源源不斷的水汽輸送。比濕能直接反映大氣中水汽的含量,比濕越大,大氣中的水汽含量就越多。在實際工作中,一般常用700 hPa比濕場來分析大氣中的水汽情況[1]。5月28日08:00,緬甸到滇西比濕較小,僅為6 g/kg,10 g/kg高濕區(qū)位于滇東南。29日,10 g/kg高濕區(qū)西北移,緬甸到滇西均位于高濕區(qū)中;500 hPa比濕也達4 g/kg。29-31日,滇緬間比濕一直維持在8 g/kg以上。隨著低層水汽不斷輻合向中高層輸送,29日在滇緬一帶垂直方向上具備了較深厚的水汽層,并且中低層一致的西南氣流將水汽不斷輸送過來,從而產生29日強降雨。30-31日,雖然低層維持高濕狀態(tài),但500 hPa比濕減小到2 g/kg,中低層水汽配合不如29日好,故降水也沒29日大。
3.2 溫度露點差場、相對濕度場
溫度露點差、相對濕度反映大氣中水汽的飽和程度。通常(t-td)≤2 ℃為飽和區(qū),(t-td)≤0 ℃為濕區(qū)。5月29日500 hPa高原東南側至云南省均為(t-td)≤0 ℃的大濕度區(qū)控制,30日一直維持這種狀態(tài),水汽達到飽和。從相對濕度的變化同樣可以看到(圖略):大雨出現前一天相對濕度小于60%,而29—31日相對濕度達到90%,說明大氣中的水汽已接近飽和。
4 大氣穩(wěn)定度分析
K指數、SI指數是判斷大氣能量和大氣穩(wěn)定度的物理量,一般K指數越大,大氣不穩(wěn)定能量越大,當K指數大于34 ℃時就具備了較高的不穩(wěn)定能量;SI小于0時,表示大氣不穩(wěn)定,絕對值越大,大氣越不穩(wěn)定[2]。選取90°~100°E,20°~30°N區(qū)域作為關鍵區(qū)來分析這次強降水過程的K指數、SI指數的演變情況(圖略):大雨開始前一天28日K指數為28 ℃,29日8:00升到36 ℃,30—31日維持在32~36 ℃,6月1日減?。?8日關鍵區(qū)中SI指數在0~-1 ℃,29日8時SI指數<-2 ℃。K指數、SI指數的變化表明,大雨前此關鍵區(qū)中大氣層結處于中性或弱不穩(wěn)定,不穩(wěn)定能量隨時間累積增大,至29日達到最大,對應的29日降水最強。
5 衛(wèi)星云圖分析
衛(wèi)星云圖是分析天氣時必不可少的產品。云圖上云系的變化可以直觀地看出天氣系統(tǒng)的演變情況。從2009年5月29—31日每小時的云圖上可以清晰地看到:云系自西南向東北移動,孟加拉灣北部90°~95°E,25°N附近不斷有對流云團生成、并發(fā)展東北移。29日08:00(圖2a)對流云團生成并影響維西縣,隨著對流云團的不斷加強并東移,07:00—09時維西出現強降雨,14:00后對流云團東移減弱,降水隨之減弱。31日08:00,在95°~100°E,25°~28°N區(qū)域內對流云團發(fā)展東移(圖2b),第二次強降水時段開始,一直持續(xù)到15:00結束。從對流云團不斷生成、發(fā)展的區(qū)域看,它與垂直速度負中心和水汽通量散度負中心基本重合。與大氣層結極不穩(wěn)定區(qū)域一致。
6 結論
第一,這次強降水天氣的主要影響系統(tǒng)是南支槽與西太平洋副熱帶高。強降水區(qū)主要集中在南支槽前西南暖濕氣流與副高外圍西南氣流的輻合帶中。
第二,強降雨天氣出現前后,K指數、SI指數有明顯變化,當K指數不斷上升>36 ℃,SI指數不斷下降<-2 ℃時,開始出現強降雨。
第三,上升運動出現在南支槽前,大雨區(qū)出現在上升運動最大區(qū)域,最大上升運動區(qū)與最大水汽輻合區(qū)一致。
第四,從每小時的衛(wèi)星云圖上可以直觀地看中尺度對流云團發(fā)生、發(fā)展及移動情況。對流云團生成發(fā)展的區(qū)域正是上升運動最強的區(qū)域,也是水汽輻合最強的區(qū)域。
參考文獻
[1]朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學原理和方法[M].北京:氣象出版社,2000.
[2]亓翠蕓,王西磊.一次連續(xù)性強降水天氣過程的診斷分析[J].山東氣象,2008,28(1):18-21.
(責任編輯:趙中正)
收稿日期:2017-02-26
作者簡介:李雪梅(1973—),女,云南維西人,本科,工程師,從事氣象測報工作。