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2017年6月3—6日陜西省區(qū)域性暴雨診斷分析

2018-01-22 15:21張淑敏邱寧剛劉躍峰
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017年24期
關(guān)鍵詞:低層急流強(qiáng)降水

張淑敏+邱寧剛+劉躍峰

摘要 應(yīng)用氣象觀測(cè)資料、FY-2D氣象衛(wèi)星資料、雷達(dá)資料,對(duì)2017年6月3—6日發(fā)生在陜西省區(qū)域性暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行診斷分析,結(jié)果表明,西風(fēng)槽東移加強(qiáng),槽前西南暖濕氣流和低槽攜帶的冷空氣交匯,為暴雨形成提供了有利條件;低層低渦、切變線、低空急流是暴雨產(chǎn)生的主要影響系統(tǒng);衛(wèi)星云圖顯示低槽云系中有中小尺度系統(tǒng),密實(shí)云體對(duì)應(yīng)降水大值區(qū),雷達(dá)反射率因子強(qiáng)回波區(qū)與液態(tài)含水量大值區(qū)與大降水對(duì)應(yīng)一致,穩(wěn)定性降水過(guò)程雷達(dá)反射率因子與液態(tài)含水量起伏不大,降水量級(jí)偏大主要和降水云系持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)有很大關(guān)系。降水持續(xù)和變化與云系發(fā)展、鼎盛、消散聯(lián)系緊密。

關(guān)鍵詞 區(qū)域性暴雨;西風(fēng)槽:衛(wèi)星云圖;雷達(dá)回波;液態(tài)含水量;陜西省;2017年6月3—6日

中圖分類(lèi)號(hào) P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)24-0213-03

1 雨情及災(zāi)情概況

2017年6月3—6日,受西風(fēng)槽前偏南氣流和低渦切變的共同影響,陜西省出現(xiàn)了入汛以來(lái)范圍最大、強(qiáng)度最強(qiáng)的一次降水天氣過(guò)程。強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在3日夜間到4日夜間。3日8:00至6日8:00,全省累計(jì)144個(gè)氣象監(jiān)測(cè)站降水量超過(guò)100 mm,主要分布于陜南中東部及關(guān)中西部,最大為寶雞麟游閣頭寺217.3mm。其中,3日8:00至4日8:00全省共3個(gè)站出現(xiàn)大暴雨(麟游閣頭寺112.1 mm、渭濱解家灘108.2 mm、渭濱高家村107.0 mm),116個(gè)站出現(xiàn)暴雨。4日8:00至5日8:00有2個(gè)站出現(xiàn)大暴雨(鎮(zhèn)安木王鎮(zhèn)117.0 mm、耀州陳家坡104.3 mm),327個(gè)站出現(xiàn)暴雨,5日8:00至6日8:00 有1個(gè)站出現(xiàn)暴雨(鳳翔漢封71.1 mm)。此次強(qiáng)降水過(guò)程造成渭南、咸陽(yáng)、寶雞、安康、榆林5個(gè)市15個(gè)縣(區(qū))發(fā)生洪澇災(zāi)害。渭南市富平縣、咸陽(yáng)市涇陽(yáng)縣受降水影響,導(dǎo)致小麥出現(xiàn)大面積倒伏,農(nóng)作物受災(zāi)嚴(yán)重;安康市漢濱區(qū)受洪澇災(zāi)害影響緊急轉(zhuǎn)移安置人口較多。截至7日8:00,銅川、寶雞、咸陽(yáng)等6個(gè)市16個(gè)縣(區(qū))22.6萬(wàn)人受災(zāi),近2 500人緊急轉(zhuǎn)移安置,逾600人需緊急生活救助;逾400間房屋不同程度損壞;農(nóng)作物受災(zāi)面積2.73萬(wàn)hm2,其中絕收200 hm2以上;直接經(jīng)濟(jì)損失1.8億元(圖1)。

2 大尺度天氣背景和影響系統(tǒng)分析

3日8:00的500 hPa圖上,副熱帶高壓588 dagpm位于??凇愀邸拈T(mén)海岸線一帶,584 dagpm位于昆明—貴陽(yáng)—福州—臺(tái)北一帶,北方的貝加爾湖西側(cè)有1個(gè)中心強(qiáng)度為512 dagpm、溫度為-12 ℃的低渦中心,位于低渦底部的新疆中東部有低槽生成。3日20:00,副高穩(wěn)定少動(dòng),西風(fēng)槽受冷渦分裂冷空氣影響加深東移,低槽位于酒泉—西寧—阿壩一線,東高西低的環(huán)流輪廓顯現(xiàn),4日8:00隨著冷平流的加強(qiáng),低槽進(jìn)一步加深,槽線位于銀川—蘭州—汶川—九龍一線,河套處在槽前西南暖濕氣流中,此時(shí)副高主體穩(wěn)定少動(dòng),但外圍走向由緯向調(diào)整為與低槽合并,使得西南風(fēng)加強(qiáng),水汽通道暢通,為陜西地區(qū)強(qiáng)降水天氣的發(fā)生和發(fā)展提供了不穩(wěn)定能量和充沛的水汽[1-4]。這種強(qiáng)降水天氣形勢(shì)一直持續(xù)到5日20:00,西風(fēng)槽穩(wěn)定少動(dòng),水汽通道一直保持暢通,導(dǎo)致降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),累積降水量大,致災(zāi)嚴(yán)重。6日8:00,副高東退,西風(fēng)槽東移出陜西省,暴雨天氣結(jié)束。

3日8:00,在巴塘有304 dagpm低渦生成,隨著高空低槽的東移加深,4日8:00與高空槽對(duì)應(yīng)的低渦與貝湖低壓環(huán)流系統(tǒng)打通,形成貢山—成都—寧強(qiáng)—隴西切變線,云貴高原東側(cè)的偏南風(fēng)急流加強(qiáng),急流軸中心風(fēng)速達(dá)到12~16 m/s,急流對(duì)低層不穩(wěn)定能量的釋放起到了促進(jìn)作用[5-6]。4日20:00,隨著高空槽加深南壓,冷空氣的不斷侵入,在崆峒至關(guān)中西部形成低渦,低渦切變東側(cè)的偏南風(fēng)和偏東風(fēng)合并加強(qiáng),水汽和能量的不斷供給使得暴雨持續(xù)維持。5日8:00,急流發(fā)展到鼎盛時(shí)期,風(fēng)速達(dá)14~18 m/s,切變位于吳旗—黃陵—西安—佛坪一線,幾乎貫穿陜西全省,陜西省強(qiáng)降水持續(xù)。6日8:00,隨著高空低槽移出,低層偏南急流崩潰,降水隨之結(jié)束(圖2)。

3 水汽條件分析

氣象探空資料分析顯示,3日20:00,暴雨發(fā)生區(qū)500~850 hPa空氣相對(duì)濕度均在90%以上,暴雨雨強(qiáng)最大的4日20:00相對(duì)濕度達(dá)100%。3日20:00隨著偏南急流的建立、水汽的輸送,各層比濕也逐漸加大;3日20:00水汽主要集中在700 hPa以下,陜北以南比濕介于6~12 g/kg之間;4日20:00,濕舌范圍顯著擴(kuò)大,河套以北均為大比濕區(qū),大值區(qū)位于關(guān)中和陜南,850 hPa比濕增加至10~16 g/kg,垂直分布大值區(qū)主要位于700 hPa以下,見(jiàn)圖3。對(duì)水汽通量散度場(chǎng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)4日8:00,即強(qiáng)降水發(fā)生前,水汽通量散度圖上,河套西部700 hPa水汽通量散度為輻合區(qū),中心位于四川盆地,中心值達(dá)到-24×10-7 g/(cm2·hPa·s);4日20:00,沿著急流形成一條從華南到河套西部的水汽通量散度輻合帶,水汽輻合帶呈現(xiàn)北移且范圍擴(kuò)大階段,中心值達(dá) -40×10-7 g/(cm2·hPa·s),中心區(qū)域位于渭北附近,暴雨區(qū)處在(-40~-20)×10-7 g/(cm2·hPa·s)以上;6日8:00水汽輻合大值中心向華東移動(dòng),中心值明顯減小,陜西地區(qū)的暴雨過(guò)程逐漸結(jié)束。分析水汽通量散度垂直剖面,700~925 hPa之間為水汽輻合,正好對(duì)應(yīng)了急流出現(xiàn)高度,即為暴雨區(qū)提供了水汽輸送,見(jiàn)圖4。源源不斷的水汽和能量使暴雨得以維持[7]。

4 動(dòng)力條件分析

3日20:00到5日8:00在850 hPa流場(chǎng)圖上,強(qiáng)降水集中發(fā)生時(shí)段內(nèi),關(guān)中至陜南西部有明顯的風(fēng)場(chǎng)輻合,上空存在高層輻散低層輻合的垂直結(jié)構(gòu)分布形勢(shì),緯線沿著110°E垂直剖面圖上,輻合區(qū)主要在500 hPa以下空間,最大中心位于500~850 hPa之間,中心強(qiáng)度達(dá)到了-4×10-5/s,輻散層在200~300 hPa之間,強(qiáng)降水出現(xiàn)在輻散輻合最強(qiáng)時(shí)段,見(jiàn)圖5。垂直速度圖上,在降水區(qū)106°E與35°N附近上空有深厚的上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū),上升區(qū)從地面伸展到300 hPa附近,中心達(dá)-1.8×10-3 hPa/s,見(jiàn)圖6。高空的輻散、低層輻合產(chǎn)生的抽吸作用,引起低層大氣輻合性上升運(yùn)動(dòng),將低層充足的水汽和不穩(wěn)定能量帶到高空,導(dǎo)致強(qiáng)降水發(fā)生[8]。endprint

5 云圖及雷達(dá)資料分析

FY-2E衛(wèi)星云圖顯示,3日20:00,隨著高空槽加深東移,低槽冷空氣與槽前西南暖濕氣流交匯,在河套及西部形成了高空槽云系;4日0:00高空低槽系統(tǒng)進(jìn)一步加深,與700 hPa低渦切變移動(dòng)方向一致,云系里不斷有對(duì)流性云塊發(fā)展,云系位于高空槽與槽前西南氣流交匯處,從西北向東南方向緩慢移動(dòng);直到6日8:00云系緩慢移出河套,陜西地區(qū)暴雨天氣結(jié)束[9],見(jiàn)圖7(a)。西安多普勒雷達(dá)資料分析,雷達(dá)回波強(qiáng)度場(chǎng)顯示暴雨是由不斷發(fā)展的由西北向東南方向傳播的降水回波和中尺度回波對(duì)流體造成的降水。3日20:00開(kāi)始在關(guān)中西部形成了分散的回波,云系影響區(qū)域不斷擴(kuò)大,強(qiáng)度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱,最大強(qiáng)度不足50 dBZ,移動(dòng)緩慢,直到6日8:00回波隨著高空槽云系的移出而顯著減弱并消失,降水天氣隨之結(jié)束,見(jiàn)圖7(b)。整個(gè)降水過(guò)程垂直液態(tài)含水量VIL比較低,最高值只有4~6 kg/m2,但是分布比較均勻,4~6 kg/m2區(qū)域與回波強(qiáng)度40~50 dBZ區(qū)域基本一致,直到6日8:00,高空槽云系移出,回波強(qiáng)度減小,垂直液態(tài)含水量VIL隨之降低到最小,降水也就隨之減弱消失[10-11],見(jiàn)圖7(c)。

6 陜西精細(xì)化格點(diǎn)預(yù)報(bào)效果分析

近年來(lái),隨著氣象現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展,陜西省建成標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)域自動(dòng)氣象站、多普勒天氣雷達(dá)、降水天氣現(xiàn)象儀、三維閃電定位儀等先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備,初步形成了從地面到高空的立體式氣象綜合觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系,氣象災(zāi)害天氣監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化水平進(jìn)一步提高,局地災(zāi)害天氣監(jiān)測(cè)能力明顯增強(qiáng)。2017年汛期陜西省氣象局推出了“陜西現(xiàn)代氣象一體化智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)平臺(tái)”,實(shí)現(xiàn)了3 km×3 km分辨率的0~10 d的精細(xì)化氣象格點(diǎn)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù),24 h內(nèi)逐1 h、1~3 d逐3 h、4~7 d逐6 h、8~10 d逐12 h氣象要素和災(zāi)害性天氣落區(qū)格點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品,針對(duì)這次2017年6月3—6日陜西區(qū)域暴雨天氣提前準(zhǔn)確預(yù)報(bào),降水的落區(qū)和起止時(shí)間均把握較好,監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確精細(xì),為地方政府提供了準(zhǔn)確及時(shí)的決策服務(wù)產(chǎn)品,有效降低了暴雨災(zāi)害帶來(lái)的損失。

7 結(jié)論

(1)西風(fēng)槽東移南壓,低槽攜帶冷空氣與槽前西南氣流合并加強(qiáng),冷暖空氣交匯在暴雨區(qū)附近,為暴雨形成提供了有利的環(huán)流背景場(chǎng)。

(2)低層低渦環(huán)流、切變輻合為暴雨發(fā)生提供了動(dòng)力條件,高層輻散低層輻合的垂直結(jié)構(gòu)有利于上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng);低空急流將水汽和能量從孟加拉灣輸送到暴雨區(qū),為暴雨發(fā)生提供了水汽和能量條件,是暴雨產(chǎn)生的重要影響系統(tǒng),孟加拉灣是水汽的主要來(lái)源。

(3)衛(wèi)星云圖顯示低槽云系中有中小尺度系統(tǒng),密實(shí)云體對(duì)應(yīng)降水大值區(qū),雷達(dá)反射率因子強(qiáng)回波區(qū)與液態(tài)含水量大值區(qū)與大降水對(duì)應(yīng)一致,穩(wěn)定性降水過(guò)程雷達(dá)反射率因子與液態(tài)含水量起伏不大,降水量級(jí)偏大主要和降水云系持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)有密切聯(lián)系。降水持續(xù)和變化與云系發(fā)展、鼎盛、消散聯(lián)系緊密。

(4)“陜西現(xiàn)代氣象一體化智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)平臺(tái)”對(duì)于2017年6月3—6日區(qū)域性暴雨天氣預(yù)報(bào)結(jié)論可用性較高,大降水落區(qū)和量級(jí)預(yù)報(bào)與實(shí)況較吻合。

8 參考文獻(xiàn)

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