呂軍 陳玉鑫 張永成
摘要:利用歐洲EC預(yù)報(bào)資料,并結(jié)降水實(shí)況資料,分析2018年7月25日在黑龍江省東部雙鴨山地區(qū)發(fā)生局地強(qiáng)降水的原因。臺(tái)風(fēng)“安比”減弱為低氣壓,并與內(nèi)蒙上空的低值系統(tǒng)合并,給黑龍江省大部分地區(qū),特別是中東部帶來了大量水汽。不穩(wěn)定能量在黑龍江中東部地區(qū)上空聚集,在雙鴨山西部由于受到地形抬升作用,并與熱力抬升、低層切變輻合抬升共同作用,從而觸發(fā)對(duì)流云團(tuán)發(fā)生、發(fā)展和局地短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生。
關(guān)鍵詞:雙鴨山;暴雨;高空槽
1引言
暴雨是黑龍江省夏季主要災(zāi)害性天氣之一,連續(xù)的暴雨則會(huì)產(chǎn)生山體滑坡、泥石流等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。暴雨產(chǎn)生必須滿足3個(gè)條件:充足的水汽供應(yīng),強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間[1]。東北地區(qū)暴雨也不例外,賈小龍[2]等研究指出,東北地區(qū)夏季多以對(duì)流性降水為主,具有突發(fā)性和局地性,降水時(shí)間短,強(qiáng)度大,危害大。由于對(duì)流性天氣是在大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的中小尺度天氣系統(tǒng),還有學(xué)者[3-5]對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣中尺度特征的各項(xiàng)研究表明,低層不斷增溫增濕、上層有干冷空氣入侵的條件下易使大氣中不穩(wěn)定能量增加或聚集,再有一定動(dòng)力抬升的觸發(fā)條件必將產(chǎn)生對(duì)流性天氣,這些都是研究對(duì)流性天氣的出發(fā)點(diǎn)。對(duì)流性天氣也是雙鴨山地區(qū)主要的災(zāi)害性天氣之一,可能造成城市內(nèi)澇,農(nóng)田漬澇等自然災(zāi)害,并帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,所以說做好強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)預(yù)警既是預(yù)報(bào)的重點(diǎn),也是預(yù)報(bào)的難點(diǎn)。為了提高對(duì)流性天氣預(yù)報(bào)水平,本文從高低空環(huán)流形勢(shì)及影響系統(tǒng)對(duì) 2018年7月25日雙鴨山市的強(qiáng)降水過程進(jìn)行對(duì)比分析。探討副熱帶高壓西南氣流引發(fā)的強(qiáng)降水特征,找出演變規(guī)律,以提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。
2降水實(shí)況分析
雙鴨山市全區(qū)共有6個(gè)站(包括2個(gè)國(guó)家站4個(gè)區(qū)域站)達(dá)到暴雨量級(jí),主要降水區(qū)域在雙鴨山西部地區(qū)。由于這次暴雨屬于短時(shí)強(qiáng)降水,范圍大,降雨強(qiáng)度大,給道路交通和出行安全帶來了較大的影響。暴雨發(fā)生主要時(shí)段,在2018年7月25日13:00[CD1]15:00之間,最大雨量出現(xiàn)在雙鴨山市四方臺(tái)區(qū)達(dá)到61mm,尖山區(qū)45.7mm,集賢縣37.0mm,東部的饒河降水開始的時(shí)間要晚一些,16:00左右開始下雨,但是饒河的紅衛(wèi)農(nóng)場(chǎng)24h過程累計(jì)也達(dá)到了57.6mm。從雙鴨山市6個(gè)區(qū)域站暴雨量級(jí)時(shí)間分布上看,降雨自西向東,西部降水量大,而東部相對(duì)較小,降雨時(shí)段集中,伴有大風(fēng),尖山區(qū)極大風(fēng)速達(dá)14.1m/s,氣溫驟降,1h內(nèi)氣溫下降4.4℃,這說明此次強(qiáng)降水、降溫是由一個(gè)中小尺度系統(tǒng)——冷鋒過境造成的。
3成因分析
3.1環(huán)流背景及影響系統(tǒng)分析
臺(tái)風(fēng)“安比”登錄后,減弱為溫帶氣旋,由于受強(qiáng)大的西太平副熱帶高壓阻擋,向東北方向移動(dòng),并把大量水汽沿588線外側(cè)輸送至東北地區(qū),并與位于內(nèi)蒙東部的冷渦系統(tǒng)合并加強(qiáng),給東北特別是黑龍江中東部地區(qū)帶來一次強(qiáng)降水天氣過程。
3.2 動(dòng)力條件分析
從圖1可以看出,在850hPa歐洲預(yù)報(bào)場(chǎng)上,風(fēng)速輻合帶24日20:00在黑龍江西部地區(qū),主要影響齊齊哈爾,由于臺(tái)風(fēng)“安比”減弱后,與東北冷渦合并,略有加強(qiáng),移速較快,降雨帶迅速向東北移動(dòng),在25日14:00,暴雨輻合帶至黑龍江省東北的佳木斯、雙鴨山地區(qū),給這個(gè)區(qū)域帶來較大量級(jí)的降水。26日08:00,暴雨輻合帶已經(jīng)移出黑龍江省,并逐漸進(jìn)入鄂霍次克海。
3.3水汽條件分析
從850hPa和850風(fēng)場(chǎng)上看,臺(tái)風(fēng)“安比”從海上攜帶大量水汽和熱量,并通過西南急流向東北暴雨區(qū)不斷輸送,并在黑龍江省西南部的暖濕切變線處強(qiáng)烈的輻合上升,輻合切變線附近出現(xiàn)大范圍的暴雨、大暴雨。通過此次過程可以看出,與歐洲EC預(yù)報(bào)場(chǎng)比,降雨輻合帶實(shí)際移動(dòng)速度偏快,降水量級(jí)偏大。黃渤海的水汽沿副高外圍低空西南急流不斷輸送,對(duì)東北地區(qū)特別是黑龍江省大范圍強(qiáng)降水天氣的發(fā)生起到了至關(guān)重要的作用[6,7]。
3.4數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)
通過對(duì)ECMWF預(yù)報(bào)場(chǎng)得出的預(yù)報(bào)結(jié)論與實(shí)況進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)ECMWF數(shù)值預(yù)報(bào)在48h、72h內(nèi)對(duì)本次暴雨過程的天氣系統(tǒng)預(yù)報(bào)效果較差。 8月25日14:00實(shí)況場(chǎng)與23日20:00起報(bào)的預(yù)報(bào)場(chǎng)對(duì)比,仍有偏差:鋒區(qū)強(qiáng)度偏強(qiáng)、輻合線位置偏東、偏北,前120h就開始關(guān)注本次降水過程,尤其是中小尺度系統(tǒng)的背景條件演變;到24h時(shí)段內(nèi),將黑龍江省西部及佳木斯、雙鴨山等地區(qū)預(yù)報(bào)為短時(shí)強(qiáng)降水區(qū)域。
從預(yù)報(bào)結(jié)果來看,本次降水過程的天氣形勢(shì)比較清晰,預(yù)報(bào)結(jié)論及時(shí)、準(zhǔn)確。對(duì)暴雨發(fā)生地和時(shí)間的把握很好,但是低估了降水強(qiáng)度。此次預(yù)報(bào)的難點(diǎn),與劉洪丹、高玲[8,9]等人研究相似,在850hPa有低空急流輸送水汽的情況下,中小尺度系統(tǒng)對(duì)流性降水強(qiáng)度的預(yù)判偏差。
4結(jié)論
從這次暴雨的高低空環(huán)流分析可以看出:高空輻散對(duì)應(yīng)中低層輻合為此次暴雨過程提供了良好的動(dòng)力抬升條件,700hPa和850hPa低空急流為此次降雨過程提供了充足的水汽,高低空垂直風(fēng)切變促進(jìn)了對(duì)流發(fā)展以及提高了熱力不穩(wěn)定性;
本次暴雨過程是中小尺度系統(tǒng)產(chǎn)生的對(duì)流性降水,強(qiáng)的熱力不穩(wěn)定層結(jié)是中小尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的背景條件;
低空西南急流為暴雨區(qū)帶來了豐富的水汽和不穩(wěn)定能量,高低空急流耦合加強(qiáng)了動(dòng)力條件;
本次暴雨以地面冷鋒為觸發(fā)機(jī)制,冷鋒停留時(shí)間短,是本次對(duì)流性降水過程時(shí)間短、強(qiáng)度大的主要原因;
夏季西太平洋副高發(fā)生異常時(shí),黑龍江省降水也會(huì)受其影響,夏季西太平洋副高脊線偏南、偏西時(shí)黑龍江降水偏少;脊線偏北、偏東時(shí)黑龍江,特別雙鴨山地區(qū)降水偏多。
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