低空急流演變對阜新地區(qū)短時暴雨影響研究

張丹梅　辛艷輝　楊曉彤

摘 要：利用阜新地區(qū)2004-2013年29次天氣過程中36個時次短時暴雨相關(guān)數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計學(xué)、天氣學(xué)和物理量計算等方法，從低空急流的角度對阜新地區(qū)短時暴雨的時間分布規(guī)律、天氣形勢、典型環(huán)境場特征和預(yù)報指標(biāo)進(jìn)行研究，并利用2013年8月12日午后發(fā)生的短時暴雨天氣過程對低空急流的作用進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：（1）阜新地區(qū)短時暴雨的月變化特征顯著，主要發(fā)生在6～8月；日變化規(guī)律也非常明顯，11：00～18：00時出現(xiàn)的幾率最大。（2）阜新地區(qū)產(chǎn)生短時暴雨的天氣系統(tǒng)按照低空急流和500hPa天氣形勢分為渦旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、橫槽式無急流型等4種類型；（3）低空急流的氣流多來自熱帶洋面上，因此它往往起著輸送低空大量的熱量、水汽和動量的作用，當(dāng)它將暖濕空氣輸送到較干較冷空氣的下方時，就形成了不穩(wěn)定層結(jié)，在低空急流左側(cè)上升運動的觸發(fā)下，易產(chǎn)生對流性降水；（4）選取中低層比濕、露點、渦度、散度、垂直速度、K指數(shù)、θse（850-500）、T（850-500）、V（700-850）、V（850-925）等物理量作為預(yù)報因子，建立本地化短時暴雨預(yù)報指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：低空急流；短時暴雨；影響研究；阜新地區(qū)

中圖分類號 P458 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）15-146-06

Abstract：Temporal distribution， physical quantity field and prediction index of 29 weather processes of short-time rainstorm in 36-times from 2004 to 2013 in Fuxin the use of the methods of statistics， synoptic meteorology and physical quantity calculation. And the effecting of low-level jet was explored based on the short-time heavy rain at pm on August 12，2013. The results showed that，（1）The time-space distribution of short-time rainstorms was not uniform. Its monthly variation was significant， focusing primarily on June to August， diurnal change was great， mostly appearing from 11：00 to 18：00.（2）According to low-level jet and weather situation of 500hPa， rainstorm weather can be divided into four types： vortex-jet， front of upper groove-jet northwestern of the subtropical high-jet， sidelong groove-no jet.（3）When the warm-wet air brought under the drier and colder， instability stratification was formed. Convectional precipitation easily fell under the trigger action of upward movement on the left side of the low-level jet. （4）Selecting twenty-one forecast factors---specific humidity， vorticity， divergence， vertical velocity at 700hPa， 850hPa and 925hPa，dew point at 850hPa， 925hPa，1 000hPa and surface， θse（850-500）T（850-500）V（700-850）、V（850-925） and K index， which had apparent physical significance to short-time rainstorm weather， we could establish prediction index of Fuxin.

Key words：Low-level jet；Short-time rainstorm；Impact study；Fuxin area

短時暴雨具有降水時間短、雨強大、局地性強的特點，易導(dǎo)致城市內(nèi)澇、農(nóng)田漬澇和山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害，城市內(nèi)澇常影響人們的出行，嚴(yán)重的農(nóng)田漬澇易造成農(nóng)作物減產(chǎn)，為此短時暴雨的預(yù)報服務(wù)已成為各級氣象部門對政府公眾服務(wù)的一個重點。由于短時暴雨形成的復(fù)雜性，不同的環(huán)境場往往產(chǎn)生不同的強度和落區(qū)，因此短時暴雨天氣的預(yù)報仍然存在較大的難度。

低空急流被認(rèn)為是對暴雨和強對流天氣提供動力和熱力條件的重要天氣系統(tǒng)[1-2]，對于暴雨的形成低空急流一方面起著輸送水汽和能量的作用，另一方面又有助于維持必要的動力學(xué)條件。研究指出[3-4]，低空急流附近存在許多中小尺度的物理量特征，他們與未來暴雨天氣的關(guān)系比大尺度特征更為密切。

目前國內(nèi)外對低空急流和短時暴雨研究較少，對低空急流和短期暴雨的研究較多，而且研究的內(nèi)容大多集中在個例分析、對比分析[5-7]等，與短時暴雨的預(yù)報方法有一定的距離。在遼寧短時暴雨的研究中，通常將降水量大于或等于20mm/h的降雨定義為短時暴雨。本文以伴隨阜新短時暴雨過程的低空急流為出發(fā)點，尋找動力、熱力特征進(jìn)行合成分析，進(jìn)一步弄清低空急流與阜新地區(qū)短時暴雨的關(guān)系。

1 資料和方法

選取阜新市共有的兩個常規(guī)氣象觀測站（阜新縣站和彰武縣站）2004-2013年共10a的1h降水量作為研究資料，統(tǒng)計分析阜新市的短時暴雨氣候變化規(guī)律。利用時間間隔為6h、空間分辨率為1km的NCEP/NCAR全球再分析資料進(jìn)行物理量的計算和統(tǒng)計分析。選取1h降水量大于或等于20mm作為短時暴雨指標(biāo)，2004-2013年阜新地區(qū)共有29個短時暴雨天氣過程，出現(xiàn)時次為36。

2 結(jié)果與分析

2.4 物理量場分析

2.4.1 水汽條件 水汽是形成暴雨的重要條件。從850hPa水汽通量散度可以看出，引起阜新短時暴雨的主要水汽輸送帶有3條：一是從黃海、渤海向北輸送到我區(qū)北部，二是從黃海經(jīng)渤海向西輸送到阜新西部，三是從東海進(jìn)黃海到達(dá)阜新東南部。暴雨發(fā)生時，阜新地區(qū)位于負(fù)水汽通量散度中心附近。

3 結(jié)論與討論

（1）阜新地區(qū)短時暴雨的月變化特征顯著，主要發(fā)生在6～8月；日變化規(guī)律也非常明顯，11：00～18：00時出現(xiàn)的幾率最大。

（2）阜新地區(qū)產(chǎn)生短時暴雨的天氣系統(tǒng)按照低空急流和500hPa天氣形勢分為渦旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、橫槽式無急流型等4種類型。

（3）低空急流的氣流多來自熱帶洋面上，因此它往往起著輸送低空大量的熱量、水汽和動量的作用，當(dāng)它將暖濕空氣輸送到較干較冷空氣的下方時，就形成了不穩(wěn)定層結(jié)，在低空急流左側(cè)上升運動的觸發(fā)下，易產(chǎn)生對流性強降水。

（4）選取中低層比濕、露點、渦度、散度、垂直速度、K指數(shù)、θse（850-500）、T（850-500）、V（700-850）、V（850-925）等物理量作為預(yù)報因子，建立本地化短時暴雨預(yù)報指標(biāo)。

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]朱乾根.低空急流與暴雨[J].氣象科技，1975，（8）：12-18.

[3]丁一匯.中尺度天氣和動力學(xué)研究[M].北京，氣象出版社，1996.

[4]孫淑清，翟國慶.低空急流的不穩(wěn)定性及其對暴雨的觸發(fā)作用[J].大氣科學(xué)，1980，4（4）：327-337.

[5]陳傳雷，閻琦，吳艷青，等.2009年7月遼寧3次局地短時暴雨過程對比分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2010，26（4）：12-16.

[6]何軍，劉德，李軍，等.低空急流在重慶2010年“6.7低能暴雨中的作用 [J].暴雨災(zāi)害，2012，31（4）：52-58.

[7]周文志，唐熠，王艷蘭，等.廣西大范圍低空急流暴雨的分型及雷達(dá)回波特征分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報，2011.20（4）：159-164.

[8]徐明，余錦華，賴安偉，等.環(huán)境風(fēng)垂直切變與登陸臺風(fēng)強度變化關(guān)系的統(tǒng)計分析[J].湖北氣象，2009，28（4）：339-344.

[9]Demaria M，Kaplan J. Statistical hurricane intensity prediction scheme （SHIPS） for the Atlantic basin[J].Wea Forecasting，1994，9；209-220.

（責(zé)編：張長青）