李陽(yáng) 范倩 劉相 孟慶怡 徐啟元 王芬 段榮
摘要:本文利用了fnl再分析資料(水平分辨率1°*1°)以及貴州省黔西南州8個(gè)國(guó)家級(jí)站點(diǎn)及376個(gè)區(qū)域站(逐年更替)地面觀測(cè)資料主要包括溫度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度及相關(guān)物理量,利用中國(guó)國(guó)家衛(wèi)星中心提供的FY2D和FY2E衛(wèi)星云圖和云頂紅外亮溫TBB資料等對(duì)2015年至2017年出現(xiàn)在黔西南州的63次暴雨過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。發(fā)現(xiàn)6次特大暴雨過(guò)程中有3次特大暴雨是由MCC系統(tǒng)影響造成的;切變線(xiàn)系統(tǒng)是誘發(fā)黔西南州MCC暴雨的主要影響系統(tǒng),地面弱冷空氣的影響以及地面輻合線(xiàn)的維持使得MCC系統(tǒng)消散的同時(shí)得以不斷快速發(fā)展同時(shí)影響MCC系統(tǒng)穩(wěn)定少動(dòng),造成局地的特大暴雨天氣過(guò)程;普安縣與盤(pán)縣的交界處是產(chǎn)生影響黔西南州MCC云團(tuán)的主要觸發(fā)地,對(duì)流云團(tuán)的移動(dòng)決定了降雨的關(guān)鍵區(qū);TBB低值區(qū)與強(qiáng)降雨發(fā)生的區(qū)域相對(duì)應(yīng),本研究對(duì)預(yù)報(bào)的預(yù)警意義:大多數(shù)影響黔西南州的MCC云團(tuán)生成與午后13—18時(shí),并在當(dāng)日23時(shí)至次日03時(shí)加強(qiáng),此規(guī)律對(duì)暴雨預(yù)報(bào)和短臨預(yù)警的發(fā)布有很好的指示意義。
關(guān)鍵詞:黔西南州;暴雨;MCC;切邊線(xiàn);TBB
暴雨是我國(guó)主要的災(zāi)害性天氣之一,有關(guān)暴雨的發(fā)生機(jī)制一直是大氣科學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。貴州暴雨天氣系統(tǒng)復(fù)雜,是大尺度與中小尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果,大尺度的風(fēng)場(chǎng)、濕度和穩(wěn)定度對(duì)暴雨的產(chǎn)生有重要影響,貴州暴雨著眼點(diǎn)主要為低層輻合線(xiàn)、切變線(xiàn)、短波槽、急流及冷空氣,MCC的發(fā)展演變也可作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)工具之一。在對(duì)于貴州地區(qū)的暴雨研究中劉益蘭[1]、伍紅雨[2]、嚴(yán)小冬[3]、王芬[46]、李腹廣[7]等研究人員也為貴州暴雨的研究提供了寶貴的理論知識(shí),并取得了一些成果。黔西南州位于貴州西南部,屬山地氣候,氣候復(fù)雜多變,極端天氣事件頻發(fā),暴雨發(fā)生發(fā)展成因復(fù)雜,定點(diǎn)定量預(yù)報(bào)非常困難,本研究希望通過(guò)對(duì)貴州黔西南州地區(qū)暴雨形成因素的系統(tǒng)分析,從黔西南州2015—2017年特大致災(zāi)暴雨天氣過(guò)程的個(gè)例研究分析入手,著重從衛(wèi)星云圖的分析中得到一些有關(guān)于黔西南州地區(qū)本地化暴雨的規(guī)律性認(rèn)識(shí),鞏固并完善前人的研究成果,開(kāi)拓并總結(jié)得到更多的理論知識(shí)。
1 資料選取
本文利用了fnl再分析資料(水平分辨率1°*1°)以及貴州省黔西南州8個(gè)國(guó)家級(jí)站點(diǎn)及376個(gè)區(qū)域站(逐年更替)地面觀測(cè)資料主要包括溫度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度及相關(guān)物理量,利用中國(guó)國(guó)家衛(wèi)星中心提供的FY2D和FY2E衛(wèi)星云圖和云頂紅外亮溫TBB資料等對(duì)2015年至2017年出現(xiàn)在黔西南州的63次暴雨過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。暴雨過(guò)程選取指標(biāo):全州兩個(gè)縣以上出現(xiàn)暴雨及以上量級(jí)降水(每個(gè)縣有兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上出現(xiàn)暴雨及以上量級(jí)降水定義為該縣出現(xiàn)暴雨天氣過(guò)程)。挑選了黔西南州近三年12次致災(zāi)暴雨個(gè)例,收集整理相關(guān)數(shù)據(jù)資料。
2 2015年2017年黔西南州暴雨時(shí)空分布特征
通過(guò)對(duì)2015年至2017年出現(xiàn)在黔西南州的暴雨過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì),汛期期間黔西南州共計(jì)發(fā)生降水次數(shù)263次(2015年78次、2016年98次、2017年87次),相比起來(lái)2015年降水次數(shù)偏少,但特大暴雨次數(shù)多,2016年降水次數(shù)多,2017年降水次數(shù)比2016年降水次數(shù)少但暴雨過(guò)程降水強(qiáng)度整體大于2016年發(fā)生的暴雨過(guò)程降水強(qiáng)度。三年來(lái)發(fā)生較大范圍暴雨的次數(shù)63次(2015年17次、2016年27次、2017年19次),從月份分布來(lái)看其中5月累計(jì)發(fā)生暴雨12次、6月累計(jì)發(fā)生暴雨15次、7月累計(jì)發(fā)生暴雨16次、8月累計(jì)發(fā)生暴雨18次、9月累計(jì)發(fā)生暴雨9次,可以看出6、7、8月是黔西南州暴雨的主要發(fā)生時(shí)期。
3 2015年2017年黔西南州MCC暴雨時(shí)空分布特征
分析2015—2017年黔西南州發(fā)生63次暴雨過(guò)程,其中有47次出現(xiàn)大暴雨,6次特大暴雨。通過(guò)對(duì)暴雨天氣過(guò)程衛(wèi)星云圖特征的分析,得出有7次大暴雨天氣是由對(duì)流單體發(fā)展、成熟或合并成MCC對(duì)流云團(tuán)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)影響后造成的,其中有3次造成了特大暴雨,占發(fā)生特大暴雨過(guò)程的50%。通過(guò)對(duì)2015年至2017年出現(xiàn)在黔西南州的MCC個(gè)例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,到達(dá)MCC標(biāo)準(zhǔn)的有7次,年平均出現(xiàn)頻率2.3次,2015年出現(xiàn)3次其中2次出現(xiàn)了大暴雨,2016年出現(xiàn)2次其中1次出現(xiàn)了大暴雨,2017年出現(xiàn)2次。從月份來(lái)看,主要分布在5—7月,5、6月較為頻繁。
4 影響黔西南州暴雨MCC系統(tǒng)特征
4.1 暴雨云團(tuán)的觸發(fā)源地、初生時(shí)間、移動(dòng)路徑及方向
暴雨云團(tuán)的源地位于貴州西部至云南東部,有5次暴雨云團(tuán)的源地之一為盤(pán)縣、普安交界,3次為關(guān)嶺、貞豐交界,2次為畢節(jié),2次為興義、云南省羅平交界。影響黔西南州暴雨云團(tuán)的主要路徑為東南路徑(3次)、偏東路徑(3次)、東北路徑(1次)等。其中東南路徑及偏東路徑較多,在六盤(pán)水及畢節(jié)生成的云系通過(guò)東南移動(dòng)影響黔西南州,該路徑占所有云系的43%,源地在富源一帶形成的暴雨云團(tuán)主要通過(guò)東移來(lái)影響黔西南州,這條路徑占所有云系的43%,而在興義、云南省羅平交界形成的暴雨云團(tuán)主要通過(guò)東北移動(dòng)影響黔西南州,這條路徑占所有云系的14%。對(duì)流云系的生成時(shí)間主要在午后至傍晚,13時(shí)至18時(shí),最早的為2015年7月23日及2017年6月22日的13時(shí),最晚的為2016年6月19日的18時(shí)。
4.2 暴雨云團(tuán)的主要影響系統(tǒng)及主要影響時(shí)段
暴雨云系的主要影響時(shí)段為云團(tuán)發(fā)展后的數(shù)小時(shí)以?xún)?nèi),有些暴雨云團(tuán)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),其影響可以持續(xù)到次日08時(shí)以前。暴雨形成的主要影響系統(tǒng)有高空槽、副熱帶高壓、切變線(xiàn)、西南渦、梅雨鋒及地面輻合線(xiàn)等。其中,有6次暴雨的主要影響系統(tǒng)有切變線(xiàn),3次有西南渦,2次有地面輻合輻合線(xiàn)。從2015年至2017年的7次暴雨過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)降雨的關(guān)鍵區(qū)發(fā)生在黔西南州的東部、南部次關(guān)鍵區(qū)為北部、中部。(下表)
暴雨關(guān)鍵區(qū)表
4.3 暴雨云團(tuán)環(huán)流特征
對(duì)7個(gè)MCC暴雨個(gè)例200百帕的環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn),有4個(gè)出現(xiàn)了南壓高壓,高壓中心數(shù)值在1250—1260之間,MCC的觸發(fā)區(qū)貴州西北部位于南壓高壓的東側(cè),該地區(qū)出現(xiàn)了明顯的輻散。南亞高壓穩(wěn)定維持在青藏高原南側(cè),貴州位于高壓脊區(qū),高空呈輻散形勢(shì)。低層輻合高層輻散的抽吸作用,加強(qiáng)促使了暴雨的發(fā)生發(fā)展。通過(guò)分析表明,暴雨過(guò)程發(fā)生前貴州西北部出現(xiàn)的輻散形勢(shì)有利于對(duì)流云團(tuán)的生成和發(fā)展。從高、中、低層各層環(huán)流系統(tǒng)的分析可以得出,7個(gè)MCC暴雨個(gè)例中有5個(gè)是由高空槽、切變線(xiàn)共同影響造成;有3個(gè)伴隨著西南渦的影響;有2個(gè)有地面輻合線(xiàn)的影響。通過(guò)分析可以得出中低空西南渦及切變線(xiàn)的存在,為MCC暴雨提供了充足的水汽和適宜的動(dòng)力條件,與此同時(shí)隨著切變線(xiàn)的南壓及西南渦的移出,MCC的發(fā)展和移動(dòng)及影響范圍都受到相應(yīng)影響。地面弱冷空氣的影響以及地面輻合線(xiàn)的維持使得MCC系統(tǒng)消散的同時(shí)得以不斷的快速發(fā)展同時(shí)影響MCC系統(tǒng)穩(wěn)定少動(dòng),造成局地的特大暴雨天氣過(guò)程。
5 結(jié)論與討論
(1)通過(guò)分析2015—2017年黔西南州發(fā)生63次暴雨過(guò)程,其中的6次特大暴雨過(guò)程中有3次是由對(duì)流單體發(fā)展、成熟或合并成MCC對(duì)流云團(tuán)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)影響后造成的,占發(fā)生特大暴雨過(guò)程的50%;
(2)切變線(xiàn)系統(tǒng)是誘發(fā)黔西南州MCC暴雨的主要影響系統(tǒng),暴雨個(gè)例產(chǎn)生于低空切變線(xiàn)的左前方,700百帕上、急流和西南渦及切變線(xiàn)的存在,為MCC暴雨提供了充足的水汽和動(dòng)力條件,與此同時(shí)隨著切變線(xiàn)的南壓及西南渦的移出,MCC的發(fā)展和移動(dòng)及影響范圍都受到相應(yīng)影響。地面弱冷空氣的影響以及地面輻合線(xiàn)的維持使得MCC系統(tǒng)消散的同時(shí)得以不斷的快速發(fā)展同時(shí)影響MCC系統(tǒng)穩(wěn)定少動(dòng),造成局地的特大暴雨天氣過(guò)程;
(3)普安縣與盤(pán)縣的交界處是產(chǎn)生影響黔西南州MCC云團(tuán)的主要觸發(fā)地,對(duì)流云團(tuán)的移動(dòng)決定了降雨的關(guān)鍵區(qū),隨著切變線(xiàn)的南壓對(duì)流云團(tuán)的移動(dòng)主要是東南移動(dòng)路徑為主;
(4)TBB低值區(qū)與強(qiáng)降雨發(fā)生的區(qū)域相對(duì)應(yīng),強(qiáng)降雨區(qū)主要位于TBB低值區(qū)小于30℃的范圍內(nèi),并隨TBB低值帶的變化而擺動(dòng)。TBB低值區(qū)在某地維持比較長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)將產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)降雨。
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作者簡(jiǎn)介:李陽(yáng)(1993—),男,漢族,貴州興義人,本科,初級(jí),研究方向:天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)及氣候相關(guān)。