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一次农业灾害严重的连阴雨机理分析

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摘要 利用常规天气图资料和NCEP提供的1°×1°FNL分析场资料等,分析了2011年9月3―20日陕西秋季连阴雨期间大尺度环流及物理量特征。结果表明:连阴雨期间,亚欧上空大型环流相对稳定,9月10日之前西太平洋副热带高压强盛,南亚高压和副热带急流位置明显偏北,700 hPa陕西中南部多维持切变线,与副热带高压西北侧的西南暖湿气流持续相互作用,形成了长达18 d的阴雨天气。

关键词 秋季连阴雨;大尺度环流;物理量场特征

中图分类号 P426.616 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)04-0247-01

1 强连阴雨过程特点和灾情综述

1.1 灾情

2011年9月陕西持续的秋雨过程影响范围广,造成10市1区104个县(区、市)受灾,因灾死亡58人,紧急转移安置57.92万人,农作物受灾面积388 560 hm2,农作物绝收面积54 670 hm2,全省因灾造成直接经济损失83.75亿元。

1.2 过程实况和特点

2011年9月3―20日,陕西出现了持续18 d阴雨天气过程。降水在第一阶段,9月3日8:00至8日8:00,主要集中在陕西中北部,属于西风槽移动引起的阵性降水。第二阶段,9月9日8:00至14日8:00,受西风槽系统持续东移和副高边缘暖湿气流共同影响,关中、陕南出现大范围暴雨天气。

2 强连阴雨过程的气候背景和大、中尺度环流分析

2.1 南亚高压和高空急流

9月3―20日连阴雨期间,南亚高压脊线在30°~32°N之间摆动(图1),南亚高压的异常偏北、偏强为连阴雨天气提供了有利的大尺度环流背景。21日后南亚高压减弱南移,连阴雨结束,控制我国中、南部大陆上完整闭合高压消失[1]。

2011年9月3―20日200 hPa U风速场(m/s)沿105°~115°E平均时间―纬向剖面图(图2)可以看出,整个连阴雨期间,有西风急流(>40 m/s)维持,200 hPa西风急流轴中心最强大于60 m/s,稳定在35°~45°N之间。

2.2 对流层低层环流形势和影响系统分析

700 hPa高度场上,从4日20:00到20日20:00陕南地区几乎为一致的偏南暖湿气流,4―6日在关中到陕南地区有明显的横切变存在,切变线的维持,使得陕西中南部位于低层偏北风与偏南风的交汇处,8日白天,陕西省主要受偏北风控制,雨势有短暂间歇,9日8:00开始,陕南地区风向迅速转为西南风,阴雨天气维持,11日8:00到12日8:00低层的西南风发展强盛,再一次形成低空急流,风速达到14 m/s。

3 物理量分析

3.1 动力条件分析

700 hPa陕西几乎为上升运动区,最强上升运动中心与3次强降水时段相对应。从33°N、108°E(镇巴)垂直速度的时间―高度剖面图9月7日、13―14日、17―19日垂直上升运动最强,从地面一直达到300 hPa附近,均为上升气流,中心分别在500 hPa到700 hPa附近,数值分别达到1.6×10-3、1.2×10-3、1.6×10-3 hPa/s,对应降雨强度也最大。

3.2 水汽条件分析

降水强度大和降水集中的9月6―7日、13―14日、17―19日,3个时段水汽通量散度分别位于850 hPa和700 hPa附近,中心值为-6×10-7、-4×10-7、-10×10-7 g/cm2・hPa・s,此段时间的水汽条件非常有利于强降水的形成。

4 干侵入在9・17暴雨中的作用

4.1 干侵入在风场上的表现特征

从500 hPa结果来看,北部干空气侵入主要发生在17日后,且18日以后干空气逐渐减弱。此外发现,9月17日在32°N以北,均存在北风的大值中心,表明在这次暴雨过程中,干空气的侵入极其明显[2]。

4.2 干侵入在湿度场上的表现特征

9月17日20:00不同层次上湿度场和风场分布特征,

对流层中低层均存在干侵入现象,且各层次干侵入的位置和强度不同,500 hPa和850 hPa强度较大,干侵入主要来自对流层中低层,最强干侵入出现在对流层中层500 hPa左右。

5 结论

(1)这次异常连阴雨天气过程的发生是不同尺度、不同性质的天气系统相互制约又互相作用的结果。连阴雨期间,大型环流相对稳定,产生降水的高原槽东移连续影响,是产生长时间连阴雨的关键原因[3-4]。

(2)暴雨过程中,陕西中南部地区干侵入活动一直存在,在对流层中低层则主要表现为由北向南的干侵入,并且底层比中层强度更大。

6 参考文献

[1] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2000:343.

[2] 刘会荣,李崇银.干侵入对济南“7.18”暴雨的作用[J].大气科学,2010,3(2):374-386.

[3] 魏锋,白虎志,孙秉强.甘肃省近35年连阴雨天气气候特征分析[J].成都信息工程学院学报,2005(4):479-482.

[4] 方建刚,张弘,白爱娟,等.陕西强连阴雨天气个例的综合分析[J].气象科学,2006(5):578-585.