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影響山東切變線特征及典型個(gè)例分析

2019-09-12 09:29王玉亮朱義青王慶華胡順起
沙漠與綠洲氣象 2019年4期
關(guān)鍵詞:個(gè)例對流層強(qiáng)降雨

王玉亮,朱義青,王慶華,胡順起

(臨沂市氣象局,山東 臨沂276004)

暴雨是我國主要的災(zāi)害性天氣之一,對暴雨的研究也一直是氣象學(xué)家及氣象業(yè)務(wù)工作者最關(guān)注的問題之一。近年來,隨著大量非常規(guī)資料的便利獲取,對暴雨中尺度系統(tǒng)的觸發(fā)機(jī)制、結(jié)構(gòu)特征及演變過程的研究越來越深入,一些中小系統(tǒng)特征被揭示[1-8]。

切變線被定義為低空(700 hPa 或850 hPa 等壓面上)風(fēng)場具有氣旋式切變的不連續(xù)線[9],是降水天氣尺度系統(tǒng)中重要的一類,影響我國的切變線按其出現(xiàn)地域可劃分為華北切變線、江淮切變線、華南切變線及高原切變線。目前關(guān)于切變線的研究多集中在兩類比較有特色的切變線,即江淮切變線(梅雨鋒)和高原切變線[10、11]。切變線暴雨也是影響山東最主要的暴雨類型之一,占山東暴雨過程的40%,關(guān)于山東地區(qū)的切變線暴雨天氣過程已有一些研究,孫興池等[12、13]對切變線暴雨進(jìn)行物理量特征及演變分析,得出一些有益結(jié)論;楊曉霞[14]對山東省3 次暖切變線極強(qiáng)降水天氣進(jìn)行了診斷和對比分析,揭示了山東一些暴雨個(gè)例發(fā)生、形成的部分機(jī)理和物理量分布特征。

目前,對已有的切變線及其降水的探討多傾向于一次切變線暴雨或大暴雨過程數(shù)值模擬和物理量診斷,對于各類切變線本身的若干物理量要素的特征分析和對比分析,以及降水落區(qū)與結(jié)構(gòu)特征關(guān)系的研究還較為少見,本文在普查歷史天氣圖基礎(chǔ)上,利用NCEP 再分析資料,對近10 a 間影響山東的切變線降水天氣過程歸納總結(jié)其典型環(huán)流形勢,并選取2 例典型個(gè)例,分析其結(jié)構(gòu)和降水落區(qū)等方面的異同,以期獲得對于影響山東的切變線暴雨天氣系統(tǒng)的一般性認(rèn)識,為切變線暴雨預(yù)報(bào)提供參考。

1 資料與方法

利用中國氣象局提供的2004—2013 年MICAPS 高空觀測資料進(jìn)行資料普查,診斷分析資料是美國國家環(huán)境預(yù)測中心(NCEP/NCAR)提供的每天4 次的1°×1°再分析資料,結(jié)合同時(shí)次高空觀測資料及相應(yīng)的GPS 可降水資料和多普勒雷達(dá)資料。所用時(shí)間均為北京時(shí)。

切變線按熱力性質(zhì)可分為冷切變線(冷暖氣團(tuán)對峙)和暖切變線(發(fā)生在暖氣團(tuán)和更暖氣團(tuán)之間),風(fēng)場結(jié)構(gòu)方面,冷切變線通常為東北風(fēng)與西南風(fēng)之間的風(fēng)向不連續(xù)線,而暖切變線則多為東南風(fēng)與西南風(fēng)之間的風(fēng)向不連續(xù)線。

5—9 月是切變線影響山東地區(qū)的主要時(shí)段,也是因切變線影響造成山東暴雨的主要時(shí)段[15]。本文統(tǒng)計(jì)的切變線是2004—2013 年5—9 月,每日北京時(shí)間08:00 或20:00 出現(xiàn)在30°~40°N,110°~125°E范圍內(nèi),700 hPa 或850 hPa 等壓面上觀測到的切變線,因切變線影響在山東區(qū)域范圍內(nèi)的地面產(chǎn)生降水記為一次切變線天氣過程。

典型個(gè)例選取原則:分別選取一次因切變線影響造成山東區(qū)域內(nèi)≥6 個(gè)站出現(xiàn)暴雨的典型暖切變線和冷切變線天氣過程進(jìn)行對比分析。診斷內(nèi)容包括降水落區(qū)和降水強(qiáng)度、環(huán)流形勢、物理量場、GPS可降水量和多普勒雷達(dá)等方面的異同。

2 結(jié)果分析

2004—2013 年5—9 月影響山東的切變線共發(fā)生59 次(表1),其中暖切變線出現(xiàn)43 次,占切變線總發(fā)生次數(shù)73%,平均每年發(fā)生4.3 個(gè),年次數(shù)最多7 次(2007 年),年次數(shù)最少2 次(2004 年);冷切變線出現(xiàn)16 次,占切變線總發(fā)生次數(shù)27%,平均每年發(fā)生1.6 個(gè),年次數(shù)最多3 次(2010 年),年次數(shù)最少0 次(2009 年)。切變線發(fā)生頻數(shù)7 月最多,6 月次之,分別占切變線總數(shù)的35.6%和23.7%;9 月最少,約占0.05%。其中暖切變線7 月最多,達(dá)14 次,6 月次之,9 月最少。冷切變線7 月出現(xiàn)7 次,8 月次之,僅出現(xiàn)5 次,5 月沒有出現(xiàn)(表2)。

3 典型冷暖切變線環(huán)流特征

3.1 冷切變線環(huán)流特征

冷切變線出現(xiàn)在副高較強(qiáng)盛的形勢下,500 hPa副高外圍588 dagpm 線控制華東沿海,西南氣流可北上到達(dá)淮河以北地區(qū),中緯度有西風(fēng)槽東移或者有冷渦存在,西風(fēng)槽后西北風(fēng)或偏北風(fēng)與副高西側(cè)西南風(fēng)之間形成冷切變。影響山東的冷切變線主要有兩種形式:(1)當(dāng)中緯度西風(fēng)槽東移,西風(fēng)槽后部西北風(fēng)或偏北風(fēng)與副高西北側(cè)的西南風(fēng)形成冷式切變。這種過程在700 hPa 上表現(xiàn)得最明顯(圖1a)。(2)副高外圍588 dagpm 線控制日本南部地區(qū)并且穩(wěn)定維持,同時(shí)貝加爾湖附近為高壓脊控制,形成兩高對峙的形勢,西風(fēng)槽移到110°~115°E 時(shí)加深停滯,表現(xiàn)在700 hPa 或850 hPa 上西風(fēng)帶小高壓與副高之間的切變線(圖1b)。

表1 2004—2013 年5—9 月切變線過程統(tǒng)計(jì)

表2 2004—2013 年冷、暖切變線5—9 月平均發(fā)生次數(shù)

3.2 暖切變線環(huán)流特征

暖切變線出現(xiàn)在副高較強(qiáng)盛的形勢下,500 hPa副高外圍588 dagpm 線控制華東沿海,西南氣流可北上到達(dá)淮河以北地區(qū),西風(fēng)帶主要在50°N 以北,歐洲東部和鄂霍次克海分別為阻高控制,華北有西風(fēng)帶小高壓東移。當(dāng)小高壓并入副高,便在小高壓后部東南風(fēng)與副高西側(cè)西南風(fēng)之間形成暖切變。影響山東的暖切變線主要有兩種形式:(1)當(dāng)小高壓將入海與副高合并時(shí),其西南側(cè)的東南風(fēng)與副高西北側(cè)的西南風(fēng)形成暖式切變,并隨著海上副高增強(qiáng),切變線北抬影響山東。這種過程在700 hPa 上表現(xiàn)得最明顯(圖2a)。(2)700 hPa 或850 hPa 上在長江中下游有暖切變線存在,當(dāng)海上副高加強(qiáng)北上,受副高和西風(fēng)槽之間的偏南氣流引導(dǎo),切變線北抬影響山東(圖2b、2c)。

4 典型切變線個(gè)例分析

4.1 “7·08”暖切變線暴雨和“7·04”冷切變線暴雨降水實(shí)況

2012 年7 月7—8 日,受暖切變線影響,山東南部地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性暴雨局地大暴雨天氣過程(簡稱“7·08”暴雨,圖3a),7 月7 日08 時(shí)(北京時(shí),下同)—8 日08 時(shí)全省共29 個(gè)觀測站出現(xiàn)暴雨,7 站出現(xiàn)大暴雨;大暴雨站點(diǎn)主要分布在魯西南和魯南地區(qū)。降水中心臨沂站24 h 降水量達(dá)181.4 mm。從小時(shí)降雨看,多站出現(xiàn)每小時(shí)雨量超過20 mm 的短時(shí)強(qiáng)降水,具有明顯的中尺度特征。從臨沂站7 日20時(shí)—8 日14 時(shí)逐時(shí)降水量柱狀圖可以看出(圖3b),降水主要集中在8 日01—05 時(shí),4 h 降水量達(dá)165.2 mm,1 h 最大降水量達(dá)54.5 mm。

2013 年7 月4 日,受冷切變線影響,山東中部地區(qū)出現(xiàn)局地暴雨天氣過程(簡稱“7·04”暴雨,圖3c),2013 年7 月3 日14 時(shí)—4 日14 時(shí)山東降水量分布圖可以看出,全省共6 個(gè)國家氣象觀測站出現(xiàn)暴雨,降雨區(qū)主要位于泗水、蒙陰至沂水一線,呈準(zhǔn)東西向。圖3d 為泗水站逐時(shí)降水量圖,可以看到主要降水時(shí)段集中在4 日03—07 時(shí),其中04—05 時(shí)降水量最大43.5 mm。

從雨強(qiáng)分析看受兩種切變線影響產(chǎn)生的降水都比較大,暖切變線暴雨的雨強(qiáng)明顯大于冷切變線暴雨的雨強(qiáng)。

4.2 切變線暴雨過程大尺度環(huán)流背景

4.2.1 “7·08”暴雨天氣形勢

500 hPa 西太平洋副熱帶高壓(簡稱“副高”)呈東西帶狀分布,中心位于海上,西脊點(diǎn)位于116°E 附近。中高緯度上空為兩槽一脊環(huán)流型,東北為一高壓脊區(qū),往北伸展到70°N 附近,貝加爾湖西側(cè)為一寬廣的槽區(qū)。7 日08 時(shí)850 hPa(圖4a)魯南上空形成東南風(fēng)和西南風(fēng)的暖切變線,切變線穩(wěn)定少動(dòng),西南急流中心強(qiáng)度達(dá)14 m/s,在山東南部存在明顯的西南風(fēng)風(fēng)速輻合。

圖1 2005 年8 月17 日08 時(shí)500 hPa 高度場和700 hPa 風(fēng)場(a)和2012 年7 月4 日20 時(shí)500 hPa 高度場和850 hPa 風(fēng)場(b)

圖2 2008 年7 月1 日08 時(shí)500 hPa 形勢場和700 hPa 風(fēng)場(a)、2003 年7 月11 日08 時(shí)(b)和7 月12 日08 時(shí)(c)500 hPa 形勢場和850 hPa 風(fēng)場

圖3 2012 年7 月7 日08 時(shí)—8 日08 時(shí)降水量(a)與7 日20 時(shí)—8 日14 時(shí)臨沂站逐時(shí)降水變化(b)和2013 年7 月3 日14 時(shí)—4 日14 時(shí)降水量(c)與3 日20 時(shí)—4 日14 時(shí)泗水站逐時(shí)降水變化(d)

4.2.2 “7·04”暴雨天氣形勢

500 hPa 中高緯度地區(qū)為兩槽一脊形勢,烏拉爾山地區(qū)和東北地區(qū)為發(fā)展完好的深厚低壓系統(tǒng),兩低壓系統(tǒng)之間為寬廣的弱脊位于貝加爾湖地區(qū)。中國東北地區(qū)的低壓緩慢減弱期間,低緯度副高北抬,3 日20 時(shí)(圖4b),北脊點(diǎn)維持在31°N 附近,在副高北抬過程中,副高西側(cè)的西南暖濕氣流向北發(fā)展并與東北低壓槽后南下干西北氣流交匯于山東地區(qū)。850 hPa 天氣圖上切變線、低空急流十分清楚,切變線穩(wěn)定少動(dòng),西南急流進(jìn)一步加強(qiáng)4 日08 時(shí)中心強(qiáng)度達(dá)16 m/s,阜陽、徐州、青島3 站存在西南風(fēng)風(fēng)速輻合,配合冷舌不斷有干冷空氣沿東北低壓槽后侵入山東地區(qū)。

4.3 GPS 可降水量特征分析

4.3.1 “7·08”暴雨GPS 可降水量特征分析

從臨沂站附近GPS 可降水量與實(shí)測1 h 降雨量的時(shí)間演變曲線(圖5a)可以看到,臨沂GPS 可降水量變化平緩,自6 日20:00 開始一直維持高值狀態(tài)(66 mm 上下浮動(dòng)),7 日15:00 可降水量開始逐漸上升,7 日23:00 前后達(dá)到峰值(81 mm 上下浮動(dòng)),此時(shí)臨沂站在8 日0:00—1:00 出現(xiàn)25.4 mm/h 的強(qiáng)降雨,此后可降水量一直維持高值(81 mm 上下浮動(dòng)),臨沂站3:00—4:00 出現(xiàn)54.5 mm/h 的強(qiáng)降雨,此后臨沂站降雨開始逐漸減弱,8 日14:00 后可降水量快速下降。

暖切變線降雨階段,可降水量變化平緩,并一直處于高值狀態(tài),在強(qiáng)降雨出現(xiàn)前8~9 h,可降水量快速上升,可降水量峰值對應(yīng)地面降雨大值,可降水量對地面降雨的變化反映不敏感,待地面降雨結(jié)束后,可降水量開始快速下降到較低水平。

4.3.2 “7·04”暴雨GPS 可降水量特征分析

2013 年7 月2—5 日GPS 逐時(shí)可降水量與泗水站實(shí)測1 h 降雨量時(shí)間演變曲線(圖5b),從圖中可以看到,可降水量自2 日20:00—3 日22:00 一直維持在較低水平(37 mm 左右),可降水量從3 日23:00開始快速上升,4 日3:00 達(dá)到62.2 mm,4 時(shí)達(dá)到峰值71.8 mm,增幅達(dá)9.6 mm/h,峰值出現(xiàn)后1 h 的4日4:00—5:00 泗水站出現(xiàn)43.5 mm 強(qiáng)降雨;4 日9:00可降水量明顯下降,而在4 日15:00 前后,GPS 可降水量快速上升并出現(xiàn)本次降雨過程泗水站的第二個(gè)峰值,17:00 可降水量達(dá)到57.6 mm,對應(yīng)地面出現(xiàn)18.1 mm/h 的降雨,較泗水站的第一階段強(qiáng)降雨明顯偏弱,此后GPS 可降水量開始下降并一直維持在40 mm 附近,而泗水站的降雨趨于結(jié)束。

圖4 2012 年7 月7 日20 時(shí)(a)和2013 年7 月3 日20:00(b)500 hPa 高度場(單位:dagpm)與850 hPa 風(fēng)場

圖5 2012 年7 月6 日20:00—8 日20:00 臨沂站附近GPS 可降水量和實(shí)測1 h 降雨量時(shí)間序列(a)和2013 年7 月2 日20:00—5 日14:00 泗水站附近GPS 可降水量和實(shí)測1 h 降雨量時(shí)間序列(b)

冷切變線降雨階段,可降水量上升較快,短時(shí)間內(nèi)增幅較大,峰值出現(xiàn)1 h 后,地面降雨迅速增大,強(qiáng)降雨結(jié)束,可降水量快速下降,可降水量可以較敏感地反映出地面降雨的變化。

4.4 暖式和冷切變線暴雨動(dòng)力條件分析

從“7·08”暖切變線暴雨過程中渦度、散度和垂直速度經(jīng)向剖面圖(圖6)看出,強(qiáng)降雨(暖切變線)過程中切變線上空(34.5°~35.5°N)渦度垂直剖面(圖6a),由低層到400 hPa 附近基本為垂直的正渦度柱,正渦度中心位于925 hPa 附近,中心強(qiáng)度達(dá)8×10-5s-1以上,且正渦度柱基本位于切變線(此時(shí)切變線位于35°N 附近)中間。高低空散度基本呈垂直分布(圖6b),且在925 hPa 和600 hPa 水平方向上存在一正負(fù)散度對,最大散度值為-8×10-5s-1,這種高低空散度配置利用上升運(yùn)動(dòng)維持,上升運(yùn)動(dòng)呈垂直分布,最大上升速度(圖6c)位于650 hPa 附近,達(dá)-0.8 Pa/s。

從“7·04”冷切變線暴雨過程中渦度、散度和垂直速度經(jīng)向剖面(圖6)看出,冷切變線(35°~36°N)南側(cè)從低層到高層向北傾斜的正渦度區(qū)(圖6d),分高低2 個(gè)中心,850 hPa 中心值達(dá)10×10-5s-1。同時(shí)次的散度場(圖6e)上切變線南側(cè)由低層到高層表現(xiàn)為向北傾斜的負(fù)散度區(qū),存在3 個(gè)中心,925 hPa 附近最大,達(dá)-10×10-5s-1,且南側(cè)高低空梯度明顯大于北側(cè),說明南側(cè)上升運(yùn)動(dòng)更強(qiáng)[16]。同時(shí)次上升運(yùn)動(dòng)垂直剖面(圖6f),由低層到高層為向北傾斜的上升運(yùn)動(dòng)區(qū),最大上升中心位于700 hPa 附近,上升速度達(dá)-2 Pa/s。

暖切變線上空的物理量場基本位于切變線中間,南北兩側(cè)水平梯度均勻,而且從低到高基本成垂直柱狀,高低空垂直配置特點(diǎn)利于上升運(yùn)動(dòng)的維持和上升運(yùn)動(dòng)的相對均勻,垂直上升運(yùn)動(dòng)中心高度高,上述特點(diǎn)利于大降水的快速形成,并且降水中心位于切變線中間;而冷切變線上空的的物理量分布為由低到高向北傾斜,上升運(yùn)動(dòng)區(qū)中心在700 hPa 高度,上升速度較大,上升運(yùn)動(dòng)區(qū)達(dá)到的高度要高,因?yàn)榈蛯永淇諝獾膬A斜侵入使得上空輻合中心很快形成并加強(qiáng),暖濕氣流沿冷空氣墊傾斜上升形成較強(qiáng)降水,并且切變線南側(cè)物理量場水平梯度大于北側(cè),因此降水中心位于南側(cè)。

圖6 2012 年7 月8 日2 時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)刻渦度(a)、散度(b)和垂直速度(c)經(jīng)向剖面和2013 年7 月4 日2 時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)刻渦度(d)、散度(e)和垂直速度(f)經(jīng)向剖面

4.5 冷暖切變線暴雨的雷達(dá)回波特征對比分析

4.5.1 暖切變線暴雨的雷達(dá)回波結(jié)構(gòu)和特征

“7·08”暖切變線暴雨強(qiáng)回波區(qū)位于回波帶(圖7)中部,說明強(qiáng)降水區(qū)位于切變線中間。經(jīng)過強(qiáng)回波中心沿切變線走向的反射率因子剖面圖上,最強(qiáng)回波高度4~5 km,一般回波高度9 km,而且回波帶上明顯有多個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)回波單體中心。在渦度分析中,可以看出多個(gè)單體強(qiáng)中心與切變線上的多個(gè)小尺度渦旋中心相對應(yīng)。雷達(dá)徑向速度圖(圖7)上,0.5°仰角PPI 反映對流層中下層和近地層為東南風(fēng),到高層順轉(zhuǎn)為西南風(fēng),暖平流比較明顯,最大負(fù)徑向速度中心為-16 m/s,2.4°仰角PPI 反映出對流層中層風(fēng)速明顯加大,最大負(fù)徑向速度中心為-22 m/s,4.3°仰角PPI 顯示對流層上層最大負(fù)徑向速度中心為-16 m/s,對流層中層的西南氣流流入大于高層和低層,暴雨過程中的水汽輸送也主要依賴于對流層中層。雷達(dá)VWP 風(fēng)廓線資料表明:1 km 以下為東到東南風(fēng),1~6 km 為西南風(fēng),6 km 以上為偏西風(fēng),風(fēng)向順轉(zhuǎn),存在明顯的暖平流,西南氣流比較深厚,存在>20 m/s 的西南急流。暖切變線形勢下,低空西南急流較冷切變線要強(qiáng)盛的多,因此,暴雨的產(chǎn)生不僅依賴于對流層中層的西南氣流,也依賴于對流層中下層的低空急流。

4.5.2 冷切變線暴雨的雷達(dá)回波結(jié)構(gòu)和特征

“7·04”冷切變線暴雨雷達(dá)回波強(qiáng)度圖(圖8)表明,強(qiáng)回波區(qū)位于回波帶前側(cè)(東南側(cè)),說明降水大值區(qū)在切變線南側(cè)。唐洵昌等[17]指出:“切變線南側(cè)西南氣流中的風(fēng)速輻合遠(yuǎn)較切變線附近的風(fēng)向輻合更為突出,最大上升運(yùn)動(dòng)區(qū)及其相應(yīng)的暴雨區(qū)主要集中在切變線的南側(cè)”。 冷切變線暴雨結(jié)構(gòu)就具有這個(gè)特征。經(jīng)過強(qiáng)回波中心沿切變線走向的反射率因子垂直剖面上,最強(qiáng)回波高度超過6 km,一般回波高度達(dá)9 km,回波帶上強(qiáng)回波單體個(gè)數(shù)較少。雷達(dá)徑向速度圖(圖8)上,0.5°仰角PPI 反映出對流層中層為西南氣流,由于距離較遠(yuǎn),對流層低層的風(fēng)場只能依賴地面圖和徐州探空圖資料,2.4°仰角PPI 反映出對流層中高層風(fēng)速明顯加大,最大正徑向速度中心為22 m/s,4.3°仰角PPI 反映出對流層上層風(fēng)速又有所減小,因此,冷切變線暴雨過程中的水汽輸送應(yīng)該主要依賴對流層中層的西南氣流。雷達(dá)VWP 風(fēng)廓線資料圖上,2 km 以下為東到東北風(fēng)(地面圖及章丘探空圖上看到地面為東到東北風(fēng)),2~7 km 為西南風(fēng),7 km 以上為偏西風(fēng),風(fēng)向垂直切變大,低層有明顯的東到東北氣流冷墊,并且維持很長時(shí)間,該風(fēng)場垂直結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有利于東北風(fēng)和西南風(fēng)的輻合,加強(qiáng)低層的抬升作用,從而使降水加強(qiáng)。從圖中還可看出本次過程中西南氣流比較深厚,存在>20 m/s 的西南急流。

圖7 “7·08”暴雨雷達(dá)不同仰角回波強(qiáng)度和速度圖(0.5°,1.5°,2.4°)

圖8 “7·04”暴雨暴雨階段雷達(dá)不同仰角回波強(qiáng)度和速度圖(0.5°,1.5°,2.4°)

低層的冷性東北氣流嵌入切變線南側(cè)的暖空氣下面,使暖性的西南急流在其上面迅速發(fā)生對流并產(chǎn)生強(qiáng)降水,也就造成強(qiáng)回波區(qū)所反映的暴雨區(qū)位于切變線南側(cè)。

4.5.3 冷、暖切變線暴雨雷達(dá)回波特征對比

表3 為“7·04”冷切變線暴雨個(gè)例和“7·08”暖切變線暴雨個(gè)例雷達(dá)回波特征對比表,冷、暖切變線回波帶寬度有別,“7·04”寬;二者最大回波強(qiáng)度相同,與上升運(yùn)動(dòng)有關(guān)的回波頂高度“7·04”高;而且從反射率因子強(qiáng)度圖上可以直觀看出與大降水區(qū)對應(yīng)的強(qiáng)回波區(qū)的位置分布也不同。

表3 “7·04”冷切變線暴雨個(gè)例和“7·08”暖切變線暴雨雷達(dá)回波特征對比

5 結(jié)論和討論

利用2004—2013 年5—9 月MICAPS 高空觀測資料對影響山東地區(qū)的切變線降水的典型形勢進(jìn)行歸納總結(jié),并對2 次典型的冷暖切變線暴雨天氣過程進(jìn)行了對比分析,得出一些結(jié)論:

(1)10 a 間5—9 月影響山東的切變線共發(fā)生59 次,其中暖切變線出現(xiàn)43 次,占切變線總發(fā)生次數(shù)73%,平均每年發(fā)生4.3 個(gè);冷切變線出現(xiàn)16 次,占切變線總發(fā)生次數(shù)27%,平均每年發(fā)生1.6 個(gè)。切變線發(fā)生頻數(shù)7 月最多,6 月次之,分別占切變線總數(shù)的35.6%和23.7%;9 月最少,約占0.05%。

(2)歸納了2 類切變線出現(xiàn)的典型環(huán)流形勢。冷切變線多出現(xiàn)在西風(fēng)槽東移受阻,在對流層低層逐漸形成。暖切變線則出現(xiàn)在西風(fēng)帶小高壓與副高合并,副高北抬時(shí)形成。

(3)“7·04”冷切變線暴雨個(gè)例和“7·08”暖切變線暴雨個(gè)例的降雨均較強(qiáng),暖切變線降雨的強(qiáng)度、暴雨范圍和持續(xù)時(shí)間明顯大于冷切變線降雨。冷、暖切變線GPS 可降水量表現(xiàn)不同,前者短時(shí)間內(nèi)增幅大,地面強(qiáng)降雨在峰值出現(xiàn)1 h 后發(fā)生,對地面降雨變化反映較敏感;后者強(qiáng)降雨出現(xiàn)前8 h 可降水量快速上升,可降水量峰值對應(yīng)地面降雨大值,對地面降雨變化反映不敏感;冷、暖切變線動(dòng)力結(jié)構(gòu)不同,前者物理量場由低層到高層向北傾斜,后者則呈垂直分布;冷切變線上升運(yùn)動(dòng)區(qū)較暖切變線深厚。

(4)雷達(dá)資料分析表明:“7·08”暖切變線暴雨個(gè)例的強(qiáng)回波單體基本位于切變線雨帶的中間,不斷由切變線的西南方向東北方向輸送,也即大降水區(qū)在切變線中間?!?·04”冷切變線暴雨個(gè)例的回波帶寬,強(qiáng)回波單體位于切變線南側(cè),說明大降水區(qū)在切變線南側(cè),回波頂高度高于暖切變線暴雨回波頂高。冷切變線暴雨的水汽輸送依賴于對流層中層的西南急流。暖切變線暴雨的水汽輸送不僅依賴于對流層中層的西南急流,還依賴于低空西南急流。因此,“7·04”冷切變線暴雨的優(yōu)勢應(yīng)該在于其較強(qiáng)的動(dòng)力上升運(yùn)動(dòng),而“7.08”暖切變線暴雨的產(chǎn)生更得力于強(qiáng)盛的暖濕氣流輸送。

本文統(tǒng)計(jì)的切變線次數(shù)是利用MICAPS 資料完成的,由于高空資料只有08 時(shí)和20 時(shí),如果某一天是在08 時(shí)和20 時(shí)之間出現(xiàn)切變線并在地面產(chǎn)生降水,就無法統(tǒng)計(jì)到,所以在時(shí)間上可能會(huì)存在統(tǒng)計(jì)不全的情況。本文僅分別對一次典型冷切變線暴雨和一次暖切變線暴雨在環(huán)流背景、降水落區(qū)、物理量場和雷達(dá)回波等方面進(jìn)行了對比分析,雖然也得出一些初步結(jié)果,但是由于切變線暴雨內(nèi)部機(jī)理的復(fù)雜性,僅僅憑借兩次典型的個(gè)例還不能全面認(rèn)識冷、暖切變線暴雨過程,所以結(jié)果的適用性還需要對大量個(gè)例進(jìn)行系統(tǒng)對比分析和統(tǒng)計(jì)分析后進(jìn)行驗(yàn)證。

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