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南阳市初秋暴雨天气过程诊断分析

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摘 要:从9月7号夜号开始,南阳淅川等县市区出现大范围降雨过程,一些地方还出现特大暴雨,利用500hPa、850hPa和700hPa高空形势图结合卫星云图资料、多普勒雷达资料和中小尺度天气系统分析,对2012年9月7~8日发生在南阳市卧龙区、淅川和唐河等地区发生的大暴雨过程进行诊断分析

关键词:大暴雨;中尺度切变线;垂直螺旋度;对流有效位能

中图分类号:P458 文献标识码:A

引言

暴雨是每年4~9月影响河南的常见灾害性天气之一,多集中在每年的6~8月,对夏季暴雨相关研究较多[1~6],但是在久旱少雨的气候背景下出现的大范围强降水,相关研究不多。为了更好地提高不同气候背景下暴雨的预报准确率,本文利用常规观测资料、卫星云图资料、多普勒雷达资料和NCEP再分析资料,采用动力与热力诊断方法,对2012年9月8日发生在豫南的一次区域性大暴雨天气过程的环流背景、水汽特征、动力热力结构、对流触发机制等进行了分析,得出了一些如何在干旱少雨的气候背景下做好转折性天气预报的有关结论。

1 降水概况

2012年9月7日20:00~8日20:00,南阳市自西向东出现了一次大范围的大暴雨天气过程,受灾区域主要发生在卧龙区、淅川县和唐河县,共造成72296人受灾,农作物受灾面积4676hm2,直接经济损失1214万元。

2 环流形势及主要影响系统

2.1 500hPa高空图形势分析

根据2012年9月8日02:00500hPa高空图形势图分析,亚洲高纬环流为两槽一脊型,副高呈东西带状,588线稳定控制长江及以南地区。高原东部为一低槽(简称西槽),渤海湾至东海亦存在一低槽(简称东槽)。8日08:00,海上副高主体北抬,受其阻挡,东槽加深并形成一个冷涡,西槽东移顺转成一东北-西南向的低槽且有所发展,豫南处在东、西两槽及副高边缘强盛的西南气流中。8日14:00500hPa形势图上,西槽并入东槽后形成前倾态势,槽前西南气流达最强;8日20:00,西槽并入东槽后东移南压,副高北界南退明显,豫南处偏西气流中,降水结束。

2.2 850hPa和700hPa形势分析

在 9月8日08:00850hPa高空综合图上南阳市处东风急流与西南风急流形成的较强切变线中,同时700hPa也存在一条东西向切变与西南急流,南阳处低层急流出口区的左侧,切变线的右侧,水汽辐合及上升运动显著。8日20:00低槽东移出境,中低层系统减弱,豫南降水结束。

2.3 地面图形势分析

根据8日02:00地面图分析,位于西南地区的东西向倒槽不断向东伸展,受华北不断扩散西南下的小股冷空气影响,受其影响,出现大范围的雷暴和短历时强降水天气。

3 大暴雨形成机制分析

3.1 充足的水汽供应和较强的辐合

产生暴雨须具备三个条件:即充沛的水汽输送,强烈的上升和较长的持续时间。充足的水汽条件是产生暴雨的主要条件之一。通过对8日08:00~17:00T639中低层水汽通量演变图分析,整个大暴雨过程中,来自孟加拉湾与南海的水汽在副高西南侧汇合后,沿其西北侧强盛的西南气流一直输送到长江及以北南地区。另外,从风矢量场看,大暴雨开始及过程中,长江流域中低层有一垂直径向环流,其北侧上升支随高度向北偏转,将长江流域强盛的西南暖湿气流源源不断地输送,从而保证了大暴雨产生所需要的水汽条件。8日20:00,水汽通量辐合中心东移至安徽境内,西南暖湿气流亦明显减小,豫东仍处水汽辐合区附近,但辐合强度减弱为-20×10-7 g/(cm2hPas),降水趋于结束。

3.2 不稳定能量分析

θse是综合反映大气温、压、湿状况的特征量,反映了大气中的能量分布,θse高值区为高能区,其中等值线的密集带反映了能量锋的位置。根据这次大暴雨过程的θse水平分布分析,地面冷空气入侵前,黄河以南均处θse密集带中,表明低层能量蓄积充分。

3.3 动力条件

分析垂直螺旋度反映了垂直涡度、垂直速度这两个与天气现象紧密联系的物理量的配合情况,在一定程度上不仅能反映天气系统的维持状况,还能较好地反映降水的落区和强度。因此,在触发机制的作用下,如果出现低层正、高层负的垂直螺旋度配置形势,就会使不稳定能量暴发;并且正、负垂直螺旋度的绝对值越大,大气运动越强烈,对应该地区的降水强度就会越大。

4 中小尺度天气系统分析

4.1 云图分析

作为常规资料的一个有益补充,红外云图资料在短时临近预报中起着举足轻重的作用,它可以直观地反映各类天气尺度系统的发生、发展及可能影响的区域,为预警信号的提供有力的依据。从8日红外云图演变图分析,大暴雨过程中,高原东部至河南南部一直稳定维持一条东北-西南向的积云带,其中不断有对流云团发展、合并,每一次强对流云团的出现,即对应着一次短历时强降水。

4.2 雷达产品分析

从大暴雨过程中基本反射率因子图分析,湖北西部至豫南稳定维持一条东北-西南向的带状强回波,最大回波强度为61dBz,从径向速度图来看,径向速度线开始呈反“S”型,随着冷平流的不断加强南推与地面倒槽相交汇,触发了南阳的强对流,从而使雨强加大。

5 结语

5.1本次大暴 雨过程是在中高纬呈两槽一脊、副高西伸加强呈带状的环流背景下,由东移低槽、中低层切变线、低空急流和地面倒槽共同作用产生的。

5.2此次大暴 雨的水汽来源为孟加拉湾和南海,且主要集中在低层,通过东北路冷空气入侵触发的强对流有组织地向暴雨区输送。

5.3强降水落 区主要发生在低层θse能量锋区、中低层为上负下正的垂直螺旋度的大值中心与较高对流有效位能相配合的区域,地面中尺度切变线对强降水起增幅作用。

5.4由地面中 尺度切变线触发的强对流所产生的中尺度雨带是这次豫南大暴雨产生的中尺度系统,并且在红外云图和多普勒雷达产品中有较好的反映,其移动路径对强降水落区及预警具有较好的指示意义。

参考文献

[1] 陈芳丽,窦新英,李明华.一次强对流天气过程中尺度对流系统特征分析[J].广东气象,2012(02):10-15.

[2] 邢用书,孙日丁,赵斐苗,等.西风槽影响下鹤壁一次连续性暴雨分析[J].气象与环境科学,2009,32((增):138-143.

作者简介:吴迪(1984-)女,汉族,江苏省南京市人,本科学历,助理工程师,主要从事天气预报和灾害性天气方面。