陜北夏季一次強(qiáng)降水天氣過程的診斷分析

1、    陜北夏季一次強(qiáng)降水天氣過程的診斷分析    同明偉 楊帆摘 要 利用ncep1°×1°再分析資料、國家氣象衛(wèi)星中心風(fēng)云2e云頂亮溫資料和地面加密觀測資料分析了2017年7月25日26日陜北的強(qiáng)降水天氣過程。通過分析環(huán)流形勢以及造成暴雨的中小尺度系統(tǒng)得出有利暴雨的系統(tǒng)配置及降水機(jī)制，并對物理量場和云圖進(jìn)行分析總結(jié)，為今后強(qiáng)降水天氣預(yù)報及相關(guān)農(nóng)業(yè)服務(wù)提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞 夏季;強(qiáng)降水天氣;對流單體;陜北地區(qū)暴雨是陜北地區(qū)重要的災(zāi)害性天氣之一，降水強(qiáng)度大、局地性強(qiáng)，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民財(cái)產(chǎn)均造成嚴(yán)重影響，因此暴雨一直是預(yù)報工作的

2、重點(diǎn)和難點(diǎn)1。2017年7月25日08時26日15時，陜北地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，局地伴有雷暴、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對流天氣，共有33站降水量大于100 mm，最大綏德四十鋪230.1 mm;強(qiáng)降水時段集中在25日20時26日10時，小時雨強(qiáng)大于55 mm的有10站，最大小時雨強(qiáng)出現(xiàn)在26日0304時，為子長柏山寺，降雨量60.4 mm。暴雨帶呈東西走向，位于榆林和延安交界區(qū)域，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大影響。基于此，利用多種氣象資料對此次強(qiáng)降水天氣過程進(jìn)行分析，通過分析環(huán)流形勢、物理量場和衛(wèi)星云圖特征得出有利于形成陜北地區(qū)暴雨的系統(tǒng)配置及降水機(jī)制，對今后強(qiáng)降水天氣預(yù)報及相關(guān)農(nóng)業(yè)服務(wù)提供指導(dǎo)。1 天

3、氣形勢2017年7月25日20時陜北地區(qū)暴雨發(fā)生前夕，500 hpa副熱帶高壓控制我國華南地區(qū)，副高脊線位于30°n附近，西北邊緣588線位于關(guān)中-陜南上空，陜北地區(qū)受副高外圍西南氣流控制，貝加爾湖受冷渦控制，其底部短波槽控制河套地區(qū)西部，槽后西北氣流東移南下影響陜北地區(qū);700 hpa副熱帶高壓外圍偏南氣流在關(guān)中南部建立暖濕空氣輸送通道，形成1214 m·s-1的西南急流，陜北地區(qū)位于急流頂端，存在強(qiáng)烈的風(fēng)速及風(fēng)向輻合。2017年7月26日02時暴雨強(qiáng)盛階段，500 hpa（圖1-a）副熱帶高壓略微難退，高空短波槽向東移動;700 hpa（圖1-b）關(guān)中南部低空急流繼續(xù)維

4、持，風(fēng)速達(dá)12 m·s-1，陜北地區(qū)仍然位于急流前段風(fēng)速輻合中心，同時貝加爾湖低渦東移，陜北地區(qū)位于暖式切邊附近，輻合明顯增強(qiáng)，受其影響，產(chǎn)生強(qiáng)降水。至2017年7月26日08時，500 hpa短波槽移至陜北地區(qū)東部，榆林和延安受槽后偏北氣流控制，強(qiáng)降水時段基本結(jié)束。2 水汽條件持續(xù)的水汽供應(yīng)是形成暴雨的主要條件，大尺度流場上充足的水汽輸送和強(qiáng)烈的水汽輻合有利于暴雨的產(chǎn)生與維持2。圖2為此次暴雨過程陜北地區(qū)水汽通量和水汽通量散度圖。由圖可知，此次暴雨過程主要水汽輸送通道為副高外圍的偏南水汽輸送。2017年7月25日20時暴雨前期，水汽通量中心值為16 g·cm-1·

5、;hpa-1·s-1，26日02時暴雨過程中水汽通量中心值為18 g·cm-1·hpa-1·s-1，為強(qiáng)降水提供持續(xù)的水汽供應(yīng)。水汽通量輻合中心是暴雨落區(qū)的重要指標(biāo)。暴雨前期2017年7月25日20時，水汽通量輻合中心位于強(qiáng)降水區(qū)域西部，水汽通量散度強(qiáng)度達(dá)到6×10-5 g·cm-2·hpa-1·s-1，降水區(qū)域輻合強(qiáng)度較弱;隨著貝加爾湖低渦東移，低空切變線控制陜北地區(qū)，至2017年7月26日02時，水汽通量輻合區(qū)已經(jīng)影響榆林和延安交界區(qū)域，強(qiáng)度達(dá)到4×10-5 g·cm-2·hpa-

6、1·s-1，該區(qū)域出現(xiàn)明顯降水;2017年7月26日00時，高空短波槽移至陜北地區(qū)東部，強(qiáng)水汽輻合中心移至延安南部地區(qū)，榆林南部強(qiáng)降水過程區(qū)域結(jié)束。3 不穩(wěn)定條件假相當(dāng)位溫反映了大氣的溫濕狀況，利用垂直分布可以分析大氣中的能量分布和垂直不穩(wěn)定情況3。沿暴雨中心點(diǎn)綏德（37.49°n，110.24°e）做假相當(dāng)位溫se和垂直速度的垂直剖面，2017年7月25日20時暴雨發(fā)生前期高空鋒區(qū)東邊界位于114°e附近，并從850 hpa附近伸展至500 hpa，鋒區(qū)內(nèi)假相當(dāng)位溫的水平梯度和垂直梯度均較大，鋒面西側(cè)為假相當(dāng)位溫大值區(qū)，se處于350368 k，為暖濕

7、空氣聚集區(qū)域，而西側(cè)為干冷空氣聚集區(qū)域;同時綏德上空（?se/?z）4 衛(wèi)星云圖衛(wèi)星云圖可以直觀反映降水過程中暴雨云團(tuán)的發(fā)展和演變過程4-5，利用fy-2e衛(wèi)星逐時云頂亮溫資料，對此次降水過程中云團(tuán)演變進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，造成強(qiáng)降水的云團(tuán)為中尺度對流復(fù)合體mcc。2017年7月25日20時之前，陜北上空云量較少，受500 hpa高空短波槽和700 hpa切邊影響，內(nèi)蒙古中部對流云團(tuán)活躍，同時不斷向東南方向發(fā)展，并且榆林上空也有局地對流云團(tuán)生成。20時（圖4-a）強(qiáng)降水前夕，榆林上空對流云團(tuán)明顯增強(qiáng)，可清晰分辨出2個中尺度云團(tuán)，云頂亮溫tbb<-52 ，其中云團(tuán)a由內(nèi)蒙古中部生成向東南方向移動，

8、云團(tuán)b是榆林上空局地生成，向東移動;22時（圖4-b）云團(tuán)a持續(xù)向東南方向移動并與云團(tuán)b合并，a云團(tuán)面積迅速擴(kuò)大，同時tbb<-52 的云團(tuán)面積也隨之增加，強(qiáng)對流云團(tuán)覆蓋榆林中北部地區(qū)，榆林中部地區(qū)逐漸出現(xiàn)強(qiáng)降水，綏德四十鋪23時小時雨強(qiáng)達(dá)30.3 mm;隨后a云團(tuán)持續(xù)向南移動，至26日02時（圖4-c）強(qiáng)對流云團(tuán)覆蓋榆林中東部地區(qū)，呈邊緣光滑的橢圓形特征，tbb<-52 的云團(tuán)面積達(dá)到最大，綏德四十鋪站小時雨強(qiáng)達(dá)到最大，為48.8 mm;云團(tuán)a不斷向東移動，tbb<-52 的云團(tuán)面積逐漸縮小，云團(tuán)強(qiáng)度不斷減弱，至26日06時（圖4-d），云團(tuán)a基本移出榆林地區(qū)，本次強(qiáng)對流過

9、程基本結(jié)束。根據(jù)此次強(qiáng)降水過程中的云團(tuán)演變，tbb<-52 的冷云云團(tuán)位置和強(qiáng)度的變化對地面降水有很好的指示作用。5 結(jié)論1）在河套地區(qū)上空，副高外圍北側(cè)低層切變線是這次暴雨的主要中尺度系統(tǒng)。700 hpa切變線在延安北側(cè)穩(wěn)定少動，500 hpa槽后冷空氣南壓，切變線南側(cè)暖濕氣流進(jìn)入延安上空并強(qiáng)烈輻合，延安地區(qū)能量急劇增加，冷暖空氣交匯形成此次強(qiáng)降水有利的天氣形勢場。2）副高外圍始終存在一支西南-東北向的水汽輸送帶，并且在延安上空輻合，為這次降水過程提供源源不斷的水汽供應(yīng)。3）對流層中下層處于高溫高濕區(qū)域，不僅對低空水汽和能量聚集有重要作用，并且造成其上層位勢不穩(wěn)定的增強(qiáng)，配合強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動，為暴雨的發(fā)生發(fā)展提供有利條件。4）對流單體的強(qiáng)烈發(fā)展是造成此次暴雨產(chǎn)生的直接原因，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在tbb<-52 的冷云覆蓋區(qū)，并且tbb<-72 的冷云中心基本與強(qiáng)降水中心吻合，因此應(yīng)用fy-2e云頂亮溫資料有助于指導(dǎo)此次強(qiáng)降水預(yù)報和預(yù)警參考文獻(xiàn)：1 丁一匯.高等天氣學(xué)m.北京：氣象出版社，1991.2 趙世發(fā)，周軍元，王俊，等.一次罕見的特大暴雨物理量場特征分析j.南京氣象學(xué)院學(xué)報，2002（2）：271-276.3 袁媛，董金芳，陳小婷，等.延安盛夏一次強(qiáng)降水天氣過程成因分析j.陜西氣象，20