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4月份清远市连续性强对流天气资料分析

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[摘要]2012年4月份清远市连续性强对流天气的分析,表明其具有频繁、强烈、种类多、影响范围广及局地性明显的特点。基于探空资料,结合产生强对流天气的条件,导致中低层温差异常偏高,在600hPa上下波动,更利于形成冰雹。中层不断东移的短波槽引导弱冷空气南下,直接导致频繁的强对流天气。

[关键词] 强对流 连续性 探空垂直温度

中图分类号:P458

2012年4月份,受连续性的强对流天气的影响,地处广东的粤北部的清远市遭受了长时间的暴雨局部大暴雨的袭击,还出现了冰雹,市区雷暴次数高达15天。导致山洪暴发,部分江河水暴涨,洪涝、地质灾害严重。

1、连续性强对流天气过程特点

2012年4月1日~4月27日我市降水偏多、气温偏低、冷空气活动频繁、低温阴雨、潮湿雨雾天气多。期间,全市平均雨量693.7毫米,与历年同期比偏多26%;平均气温13.6℃,偏低1.1℃。其中清远市区降水量为557.8毫米,为同期的2.5倍,创历史新高。另外,据全市自动气象站点雨量统计,26日20时~27日20时,清远市区、清新南部地区和佛冈出现暴雨局部大暴雨,其余各地下了大雨局部暴雨;全市平均降雨量为42.5毫米,其中暴雨(≥50毫米)以上站点有34个(占统计站点数26%),大暴雨(≥100毫米)站点有3个。此次强对流天气具有频繁、强烈、种类多、影响范围广及局地性明显的特点。孤立地看待每一天的强对流天气,属正常。如果把4月份的强对流天气放在一起看,基于频繁、强烈、种类多、影响范围广及局地性明显的特点,实属异常[1]。

2、低空活跃的西南气流及强垂直风切变

925hpa约有10个时次风向落在东北和西北象限,其余时次风向为90°-240°,平方风向170°左右;850hpa约有7个时次风向落在东北和西北象限,其余时次风向为110°-270°,平方风向220°,31个时次偏南风风速≥8m/s,其中12个时次风速≥12m/s;700hpa风向集中在220°-315°之间,平方风向250°左右。上旬和下旬低层都曾出现偏北气流,中旬维持偏南或西南气流[2]。下旬则变化比较大,变化曲线表现为两谷两峰。925至700hPa的垂直风切变,仅9个时次低于4.0×10-3 s-1,其余51个时次中有21个超过6.0×10-3 s-1。

3、中层波动

根据图中的短波槽活动频繁,风速均在12m/s以上,有一半的机会出现中层急流;18日08时-20日20时,清远站先后有3个短波槽过境,每24小时有一个短波槽影响。短波槽频繁携带小股干冷空气南下,并提供中层干冷空气入侵条件,短波槽前利于上升运动而中层急流却加强了中低层的垂直风切变[2]。

4、高空急流及强辐散

4月1日08时-23日08、26日20时-27日08时清远站200hPa风速一直维持在30m/s以上。多数时次南部的阳江站风速小于北部的清远站,偏西气流呈北大南小分布,广东省大部分区域位于急流轴右侧,存在非常强的辐散。上中旬阳江和清远的风速变化幅度均比较小,急流持续影响。下旬风速变化幅度增大,变化呈现两峰两谷的趋势,与低层垂直风切变变化成反位相。在风速减小的两个时段,急流北撤至南岭以北,但风速分布仍呈现北大南小,仍伴有风向和风速辐散,所以高空的辐散仍较强。

5、探空垂直温度及对流不稳定度-探空垂直温度

为什么T(850-500)异常偏高?(1)2012年低层平均温度比同期8年平均高出1-1.5℃。700hPa的平均温度与8年平均接近。500hPa的平均温度为-7.12℃,低于8年平均0.3℃。由于低层温度偏高,中层温度偏低造成2012年4月份对流层中低层温差明显高于8年平均。(2)2012年4月份400hPa温度与8年平均接近,200hPa-150hPa 温度低于8年平均1.1℃,400-150hPa温差比8年平均高1.16℃。(3)对流层中低层和中高层温差同时异常偏高,预示着大气的异常不稳定。

6、探空垂直温度及对流不稳定度-0度层高度

通常7、8月份中低层温差处于峰值,但0℃层高度已升高,广东省出现冰雹的概率非常低。春季0℃层高度适宜,是冰雹的多发季节。(中低层温差加大, 0℃层高度是否随之升高?)2012年4月份700hPa温度与8年平均接近,500hPa温度略低于8年平均,远远低于7、8月份温度的8年平均值(500hPa温度8年平均为-3.4℃),0℃高度介于700hpa与500hPa之间,在500hPa高度场与同期常年平均接近的情况下,初步推断2012年4月份0℃层高度接近8年平均高度[3]。

7、探空垂直温度及对流不稳定度-对流不稳定

图4 2012年4月清远(黑色曲线)、阳江(断点曲线)逐日θse;

清远站2004-2011年4月份θse平均线(黑色直线),2012年4月份平均线(断点直线)

结论

清远站4月T(850-500)达到23.12℃,高出同期8年平均1.28℃,接近7月份8年平均值。4月份平均Δθse(500-850)低至-9.2℃,低于同期8年平均值8℃。同时T(400-100)高出8年平均1.16℃。这一切预示着大气的异常不稳定。分析θse的月变化,4月上旬θse相对较大,大气不稳定度较小,这可能是上旬强对流相对较少的原因之一。4月下旬地面至925hPa垂直风切变变化曲线为两谷两峰[1],同期200hPa风速变化则呈现两峰两谷,两者成反位相,这可能是下旬强对流日数减少的原因之一。2012年4月份0℃层高度与常年接近,在600hPa上下波动,利于形成冰雹。中层不断东移的短波槽引导弱冷空气南下,直接导致频繁的强对流天气。