T 639對(duì)畢節(jié)市一次秋季暴雨過程的釋用分析

尚 雷，敖 建，聶鞏華，胡永松，聶 祥

(1.貴州省黔西縣氣象局，貴州 黔西 551500;2.貴州省畢節(jié)市氣象局，貴州 畢節(jié) 551700)

1 引言

隨著數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，為預(yù)報(bào)員提供了良好的參考機(jī)制。但由于數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果受模式初始場(chǎng)、邊界條件、物理過程、地形、植被以及模式本身的設(shè)計(jì)等諸多方面的影響，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品(尤其是對(duì)天氣要素的預(yù)報(bào))無論出現(xiàn)時(shí)間、空間分布和量值大小都不可避免地存在一定的誤差［1］。貴州大范圍暴雨的發(fā)生多出現(xiàn)在夏季，而秋季暴雨出現(xiàn)頻率則較小，因而對(duì)秋季暴雨過程的分析研究不多［2］，本文對(duì)2012年9月1日08時(shí)—2日08時(shí)貴州省畢節(jié)市一次秋季暴雨過程的環(huán)流形勢(shì)、水汽條件、能量變化、動(dòng)力條件、降水量級(jí)、落區(qū)預(yù)報(bào)與實(shí)況進(jìn)行對(duì)比分析，以檢驗(yàn)T639模式在強(qiáng)降水過程中的預(yù)報(bào)能力。

2 天氣實(shí)況

9月1日08時(shí)—9月2日08時(shí)，畢節(jié)市出現(xiàn)了一次強(qiáng)降水天氣過程，強(qiáng)降水時(shí)段主要出現(xiàn)在9月1日21時(shí)—2日6時(shí)，強(qiáng)降水落區(qū)呈西南—東北向分布(圖1)。根據(jù)加密自動(dòng)氣象站降水資料顯示(圖略)，全市出現(xiàn)暴雨共21站次，大雨115站次;以黔西縣附廓水庫(kù)的95.3 mm為最大。雖然降雨強(qiáng)度大，但對(duì)畢節(jié)市并未造成明顯的災(zāi)害。

3 形勢(shì)場(chǎng)分析

從9月1日08時(shí)、20時(shí)實(shí)況場(chǎng)看出(圖略)，500 hPa中高緯為兩槽一脊形勢(shì)，高空槽位于四川東部，20時(shí)該槽東南移至四川東南部，畢節(jié)市受槽前西南氣流影響;700 hPa四川東北部有切變，且切變北部為負(fù)變溫區(qū)，20時(shí)切變南壓至貴州省西北部邊緣，畢節(jié)市受高壓后部偏西南氣流影響，且該切變南側(cè)有12～14 m/s的西南氣流;850 hPa四川東北部也有切變生成，20時(shí)該切變南下到貴州西北部—北部一帶，并開始影響畢節(jié)市，同時(shí)貴州維持8～12 m/s來自南海的西南氣流。因此，中低層較強(qiáng)的西南暖濕氣流為強(qiáng)降水天氣提供了良好的水汽條件。地面圖上，畢節(jié)市受偏南氣流影響，冷鋒位于四川中部;20時(shí)，冷鋒南壓至貴州西北部—北部，畢節(jié)市開始受其影響，降水隨之發(fā)生。

總之，此次暴雨天氣過程是在穩(wěn)定的大尺度環(huán)流形勢(shì)的背景下，冷空氣從偏北路徑南下，高空槽東南移、中低層切變和地面冷鋒南壓共同影響的結(jié)果。

4 T639預(yù)報(bào)的分析釋用

4.1 T639環(huán)流形勢(shì)與500 hPa實(shí)況對(duì)比分析

以T639資料8月31日08時(shí)500 hPa高度場(chǎng)為初始預(yù)報(bào)場(chǎng)，其24 h預(yù)報(bào)(圖1a)與實(shí)況9月1日08時(shí)高度場(chǎng)非常接近，整個(gè)歐亞地區(qū)中高緯度，實(shí)況場(chǎng)與預(yù)報(bào)場(chǎng)幾乎重疊，尤其對(duì)副熱帶高壓588 dagpm線位置的預(yù)報(bào)是比較準(zhǔn)確;其36 h預(yù)報(bào)(圖1b)與實(shí)況9月1日20時(shí)高度場(chǎng)也非常接近，但是對(duì)副熱帶高壓588 dagpm線位置的預(yù)報(bào)范圍較小，且位置偏東、偏南。

圖1 T639預(yù)報(bào)與500 hPa實(shí)況對(duì)比(圖中點(diǎn)線為預(yù)報(bào)場(chǎng)，實(shí)線為實(shí)況場(chǎng))

4.2 水汽條件分析

4.2.1 相對(duì)濕度 9月1日08時(shí)700 hPa、850 hPa相對(duì)濕度預(yù)報(bào)場(chǎng)(圖略)，畢節(jié)市西部、北部處于相對(duì)濕度高濕區(qū)里，但東部、南部的相對(duì)濕度相對(duì)較小;對(duì)比1日08時(shí)相對(duì)濕度實(shí)況剖面圖(圖略)，700 hPa、850 hPa相對(duì)濕度畢節(jié)市全市均在90%以上，T 639相對(duì)濕度的模式預(yù)報(bào)對(duì)于畢節(jié)市東部、南部的相對(duì)濕度預(yù)報(bào)偏低;而1日20時(shí)700 hPa、850 hPa T 639相對(duì)濕度的36 h預(yù)報(bào)場(chǎng)(圖略)畢節(jié)市相對(duì)濕度都在85%以上，但實(shí)況分析，700 hPa、850 hPa的相對(duì)濕度均＜80%，T 639的相對(duì)濕度預(yù)報(bào)值比實(shí)況值偏高。

4.2.2 水汽通量 從1日08時(shí)、20時(shí)水汽通量的垂直剖面圖(圖2)可以看出，畢節(jié)市上空有較明顯的水汽輻合，輻合中心在700 hPa左右，數(shù)值為18×10－6kg·hPa－1·s－1·m－1，20 時(shí)，水汽通量輻合中心位置東移，強(qiáng)度有所減小，數(shù)值變?yōu)?.5×10－6kg·hPa－1·s－1·m－1，表明強(qiáng)降水發(fā)生前有良好的水汽往畢節(jié)輸送。

4.2.3 水汽通量散度 從1日08時(shí)水汽通量散度的垂直剖面預(yù)報(bào)圖(圖3a)可以看出，畢節(jié)市西部高層(400 hPa附近)為水汽通量散度輻散區(qū)，中心值為 16 g· s－1·hPa－1· cm－2，中低層為水汽通量散度幅合區(qū)，這種配置具有明顯的抽吸作用，水汽向高層輻合，有利于強(qiáng)降水的發(fā)生。從1日20時(shí)水汽通量散度的垂直剖面預(yù)報(bào)圖(圖3b)可以看出，水汽輻合的位置東移，強(qiáng)度加強(qiáng)，為暴雨的產(chǎn)生提供了明顯的水汽輻合。

圖3 水汽通量散度的垂直剖面預(yù)報(bào)圖(單位:g· s－1·hPa－1· cm－2)

4.3 能量條件

近年來，能量分析方法已廣泛用于暴雨預(yù)報(bào)，假相當(dāng)位溫和K指數(shù)是反映氣層中能量的較好指標(biāo)［3］。根據(jù)T 639對(duì)此次暴雨天氣過程的動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)(圖4)發(fā)現(xiàn)，假相當(dāng)位溫和K指數(shù)的的形勢(shì)相似，1日17時(shí)前，假相當(dāng)位溫和K指數(shù)都不斷增加，17時(shí)后開始下降，說明暴雨過程前期有不穩(wěn)定能量不斷積累;K指數(shù)＞30℃，最大值＞40℃，700 hPa和850 hPa的假相當(dāng)位溫＞70℃，最大值＞80℃，表明暴雨過程前，畢節(jié)市一直處于高能區(qū)。隨著冷空氣的南下，觸發(fā)前期積累的不穩(wěn)定能量釋放，為強(qiáng)降水天氣發(fā)生提供了良好的能量條件。這兩個(gè)要素場(chǎng)的預(yù)報(bào)與實(shí)況相比，數(shù)值略有偏高，但能量的貯存與釋放時(shí)刻與實(shí)況較吻合。因此，T639對(duì)能量場(chǎng)的發(fā)展變化趨勢(shì)預(yù)報(bào)有較高的參考價(jià)值。

4.4 動(dòng)力條件

圖4 K指數(shù)、假相當(dāng)位溫動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)圖

4.4.1 垂直速度 由1日20時(shí)700 hPa和850 hPa垂直速度預(yù)報(bào)場(chǎng)(圖略)分析可知，畢節(jié)市處于較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，700 hPa上升運(yùn)動(dòng)的中心值為－84 m/s，850 hPa上升運(yùn)動(dòng)的中心值為 －48 m/s，其位置在貴州的北部和西部。對(duì)比降雨實(shí)況，強(qiáng)降水的落區(qū)與垂直速度的大值區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表明T 639垂直速度的預(yù)報(bào)對(duì)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)有參考價(jià)值。

4.4.2 渦度和散度 分析1日20時(shí)散度的垂直剖面預(yù)報(bào)圖(圖5)，600 hPa以下為散度輻合區(qū)，輻合中心強(qiáng)度值為 2.5 ×10－5s－1，500 hPa以上為散度輻散下沉區(qū)，中心值為 18 ×10－5s－1，低層輻合，高層輻散，大氣的抽吸作用明顯，有利于暴雨天氣發(fā)生。分析1日20時(shí)渦度的垂直剖面圖，從圖6看出，強(qiáng)降水開始前，從低層到高層，上升運(yùn)動(dòng)劇烈 ，400～700 hPa為正渦度區(qū)，由于西南風(fēng)把正渦度往負(fù)渦度區(qū)輸送，正的相對(duì)渦度平流使槽發(fā)展，有利于降水的發(fā)生。

4.5 降水量級(jí)及落區(qū)預(yù)報(bào)

分析T 639總降水量24 h預(yù)報(bào)圖(圖略)可知，畢節(jié)市全市降雨量均≥25 mm，其中畢節(jié)市的東北部和東南部預(yù)報(bào)降雨量＞50 mm，與實(shí)況降雨量的量級(jí)和落區(qū)相比，預(yù)報(bào)值與實(shí)況基本吻合，但大降水量級(jí)預(yù)報(bào)偏小，落區(qū)位置偏南，西部的大降水落區(qū)未預(yù)報(bào)出來。由于畢節(jié)市屬于典型的低緯度高海拔喀斯特地形，境內(nèi)溝壑縱橫，地形切割劇烈，降水分布受地形影響，時(shí)空分布極不均勻［5］。因此，畢節(jié)強(qiáng)降水落區(qū)預(yù)報(bào)困難，T 639的降水預(yù)報(bào)對(duì)畢節(jié)市一般降水的雨量預(yù)報(bào)有一定參考性，但對(duì)大降水量的預(yù)報(bào)參考有限。

5 小結(jié)

①此次暴雨天氣過程是在穩(wěn)定的大尺度環(huán)流形勢(shì)的背景下，冷空氣從偏北路徑南下，高空槽東南移、中低層切變和地面冷鋒南壓共同影響的結(jié)果。

②T 639數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)此次暴雨過程的水汽條件、動(dòng)力條件、能量條件預(yù)報(bào)都具有較好的指示意義。

③T 639的降水預(yù)報(bào)對(duì)畢節(jié)市一般降水的雨量預(yù)報(bào)有一定參考作用，但由于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在初始場(chǎng)條件下進(jìn)行了平滑處理，使得對(duì)強(qiáng)降水落區(qū)預(yù)報(bào)存在一定的偏差，參考價(jià)值有限。

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［4］朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法［M］.北京:氣象出版社，2007.

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