改則強(qiáng)降水過程分析

劉勝勝 奚鳳 伏陽虎

摘要利用Micaps常規(guī)觀測資料、NCEP的1°×1°逐6 h再分析資料和FY2E云圖資料，運(yùn)用天氣學(xué)原理等方法，對(duì)2016年7月28日改則發(fā)生的強(qiáng)降水過程的天氣系統(tǒng)演變、水汽、熱力和動(dòng)力條件等進(jìn)行分析。結(jié)果表明，巴爾克什湖附近的低壓槽底部冷空氣下滲到改則地區(qū)形成弱的高原槽是此次強(qiáng)降水產(chǎn)生的影響系統(tǒng)；此次降水時(shí)間短，雨量大；包括渦度、散度、垂直速度和水汽通量散度在內(nèi)的物理量在強(qiáng)降水發(fā)生后才出現(xiàn)有利條件。對(duì)流云團(tuán)B靠近測站時(shí)，降水已經(jīng)開始，云團(tuán)還在改則上空維持其強(qiáng)度時(shí)，強(qiáng)降水已經(jīng)結(jié)束；改則站的降水發(fā)生時(shí)并不是云頂亮溫最低時(shí)，更像是由于產(chǎn)生了降水而造成的TBB下降。

關(guān)鍵詞強(qiáng)降水；環(huán)流形勢；水汽條件；熱力條件；動(dòng)力條件；紅外云圖

中圖分類號(hào)S161.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）23-0169-03

Analysis of Heavy Rainfall Process in Gerze

LIU Shengsheng，XI Feng，F(xiàn)U Yanghu

（Tibet Autonomous Region Meteorological Observatory， Lhasa，Tibet 850000）

AbstractUsing the Micaps conventional observation data，NCEP 1° × 1°by 6 h reanalysis data and FY2E cloud data， the weather system evolution，water vapor， heat and power conditions and other aspects of the heavy rainfall process on July 28， 2016 were analyzed by the method of weather science and other methods.The results showed that the cold air of the bottom of the low pressure trough near the Barr Kashmir Lake infiltration into Gerze region to form a weak plateau trough，which was the impact system of heavy rainfall.The time of this precipitation was short， the precipitation was large.The physical quantities（including vorticity， divergence， vertical velocity and water vapor flux divergence） occurred favorable conditions after heavy rainfall occurring. The precipitation had begun when convective clouds B near the station，the cloud was still over the maintaining its strength over Gerze， the heavy rainfall had ended.When the precipitation occurs in Gerze station， it was not the lowest of cloud top brightness temperature， and the decreasing of TBB was more due to the precipitation.

Key wordsStrong rainfall；Circulation situation；Water vapor condition；Heat condition；Dynamic condition；Infrared cloud

作者簡介劉勝勝（1990—），男，陜西渭南人，助理工程師，從事天氣系統(tǒng)研究。

收稿日期2017-07-05

高原地區(qū)的強(qiáng)對(duì)流天氣突發(fā)性強(qiáng)、易多發(fā)、強(qiáng)度大、影響重、預(yù)報(bào)難，但針對(duì)高原地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣及其短臨預(yù)報(bào)系統(tǒng)的總結(jié)還較少。由于高原特殊的地理環(huán)境及顯著的熱力作用和動(dòng)力作用的影響，高原強(qiáng)對(duì)流天氣具有不同于東部平原地區(qū)的獨(dú)特特征[1]。目前，國內(nèi)關(guān)于強(qiáng)降水的研究主要集中在我國的東部[2-4]，但針對(duì)于西藏高原地區(qū)的強(qiáng)降水過程研究較少[5]。筆者基于以往高原降水研究的方法[6-8]，利用Micaps常規(guī)觀測資料、NCEP的1°×1°逐6 h再分析資料和FY2E云圖資料，對(duì)2016年7月28日改則發(fā)生的一次強(qiáng)降水過程的環(huán)流形勢、動(dòng)力及熱力條件進(jìn)行了診斷分析，深入分析了西藏高原地區(qū)強(qiáng)降水產(chǎn)生的機(jī)理，為強(qiáng)對(duì)流天氣的短臨預(yù)報(bào)提供參考。

1實(shí)況

2016年7月28日08∶00—29日08∶00，阿里改則觀測站出現(xiàn)了32.7 mm的大雨，其中28日20∶00—29日02∶00出現(xiàn)了31.5 mm的降水；28日23∶00和29日00∶00 1 h降水量均超過了100 mm，分別達(dá)150和130 mm（圖1），改則站7月降水量為520 mm，這2 h的降雨量占7月降雨量的53.8%。

2500 hPa環(huán)流分析

28日08∶00（圖2a），中高緯度緯向環(huán)流明顯，新地島以東為一低值環(huán)流中心，中心值為540 dagpm，巴湖以西為一低壓槽，我國東北地區(qū)有一大的切斷低壓（55°N、125°E），中心值為564 dagpm，副高比較偏東，伊朗高壓東脊點(diǎn)維持在70°E附近，孟灣低壓控制在東南亞地區(qū)，西藏高原東部受弱的高壓控制，高壓西北側(cè)有水汽輸送到西藏高原西部。28日20∶00（圖2b），伊朗高壓東脊點(diǎn)維持不變，西藏高原東部高壓減弱，巴湖附近的低壓槽底部有冷空氣南下滲透到西藏高原西部，即改則地區(qū)，并且在改則附近形成了一個(gè)短波槽。29日08∶00（圖2c），伊朗高壓略有西退，高原短波槽也東移減弱，改則本站受到西北風(fēng)控制，至此阿里改則地區(qū)的降水結(jié)束。

3物理量場診斷分析

3.1渦度和散度

由圖3可知，28日14∶00—20∶00改則地區(qū)上空幾乎為負(fù)渦度和弱的負(fù)散度，只有在300 hPa附近有弱的正渦度，20∶00開始低層的負(fù)渦度減弱并逐漸轉(zhuǎn)為正渦度，在29日02∶00 500 hPa附近出現(xiàn)正渦度中心值為1.5×10-5 s-1，并且低層弱的負(fù)散度也在變強(qiáng)，在29日02∶00 500 hPa附近也出現(xiàn)負(fù)散度中心，值為-6.0×10-5 s-1，同時(shí)從28日20∶00起高層的弱的負(fù)散度也逐漸轉(zhuǎn)為正散度，并在150 hPa附近也出現(xiàn)了正散度中心，值為5×10-5 s-1，此時(shí)低層輻合高層輻散，再加上低層氣旋發(fā)展，非常有利于降水的產(chǎn)生，但改則的降水發(fā)生在28日22∶00—29日00∶00，也就是形成這種高低配置之前。29日02∶00以后低層的負(fù)散度和正渦度減弱，并且高層正散度也在減弱，至08∶00低層為弱的負(fù)散度和弱的正渦度，高層200 hPa附近形成負(fù)的渦度中心，值為-6.5×10-5 s-1，而正散度也減弱為0。

3.2垂直速度和比濕

由圖4可知，28日14∶00—20∶00改則上空大部為弱的負(fù)速度區(qū)，僅在400～300 hPa有弱的正速度，低層的比濕較弱，僅為7 g/kg；20∶00之后，550～150 hPa逐漸由弱負(fù)速度區(qū)或正速度區(qū)轉(zhuǎn)為強(qiáng)的負(fù)速度，改則強(qiáng)降水隨后開始；至29日02∶00在450 hPa附近形成了負(fù)速度中心，值為-0.6 Pa/s，低層的比濕也有所增加，增加至9 g/kg，02∶00以后整層的負(fù)速度逐漸減弱，至08∶00 300 hPa附近轉(zhuǎn)為正速度區(qū)，低層比濕也略有減弱。

3.3水汽條件

由圖5可知，28日14∶00—20∶00，整層的水汽通量散度為負(fù)，但比較弱，400 hPa附近的水汽通量比較大，維持在3 g/（cm·hPa·s），整層以北風(fēng)為主；20∶00之后，低層的負(fù)的水汽通量散度增大，強(qiáng)降水產(chǎn)生，至29日02∶00低層的水汽通量散度達(dá)到最大值，為-4.5×10-8 g/（cm2·hPa·s），400 hPa附近的水汽通量未發(fā)生明顯變化，但500 hPa附近的水汽通量略有增加，低層有弱的南風(fēng)。從低層的風(fēng)向來看，28日20∶00—29日02∶00必然受到氣壓槽的影響，即強(qiáng)降水發(fā)生的時(shí)間段（29日02∶00—08∶00），低層的水汽通量散度逐漸減弱但水汽通量卻有所增加，在08∶00 500 hPa附近形成一個(gè)正的水汽通量中心，值為3.5 g/（cm·hPa·s），600～300 hPa以弱的西北風(fēng)，改則地區(qū)降水結(jié)束。

4紅外云圖特征

28日21∶00（圖6a），改則站西北部有一弱的對(duì)流云團(tuán)B生成，云頂亮溫TBB值為-60～-50 ℃，該對(duì)流云團(tuán)B還在發(fā)展并且向改則站移動(dòng)；22∶00（圖6b），對(duì)流云團(tuán)B已經(jīng)到達(dá)改則站的上空，但TBB<-60 ℃，還未影響到改則，但改則站的降水隨后開始；23∶00（圖6c），對(duì)流云團(tuán)B的TBB為-70～-60 ℃的云系已經(jīng)靠近改則站，這時(shí)改則站的降水仍在持續(xù)；29日00∶00（圖6d）對(duì)流云團(tuán)B移動(dòng)比較緩慢，云團(tuán)發(fā)展比較旺盛，云團(tuán)邊緣比較清晰，形狀像一個(gè)球形，但是此時(shí)改則的強(qiáng)降水接近結(jié)束；01∶00（圖6e），對(duì)流云團(tuán)B仍然在維持其強(qiáng)度，此時(shí)改則的強(qiáng)降水已經(jīng)結(jié)束；02∶00（圖6f），對(duì)流云團(tuán)B的強(qiáng)度在減弱，TBB<-60 ℃的云系已明顯減弱，受到減弱云系的影響改則站仍然有零星降水；03∶00（圖6g），對(duì)流云團(tuán)B繼續(xù)減弱，TBB已經(jīng)上升至-50～-40 ℃；04∶00（圖6h），對(duì)流云團(tuán)B潰散，TBB已經(jīng)明顯上升，改則降水隨之結(jié)束。

由圖7可知，從28日14∶00開始，改則站的云頂亮溫TBB開始下降，從14∶00的15 ℃下降至18∶00的-57 ℃，隨后緩慢回升，至21∶00恢復(fù)至-36 ℃，隨著改則強(qiáng)降水開始，TBB又繼續(xù)下降，至29日01∶00降到最低，達(dá)-63 ℃，降水結(jié)束后，TBB又有明顯上升。改則的此次強(qiáng)降水從28日22∶00開始，至29日00∶00結(jié)束，僅持續(xù)了2 h，但22∶00改則站上空的TBB只有-39 ℃，并不是很低，而且在此次降水過程中也不算低，甚至還高于18∶00的TBB（-57 ℃），更像是由于降水發(fā)生才造成了TBB的下降。

5小結(jié)

（1）巴湖附近的低壓槽底部冷空氣下滲到改則地區(qū)形成弱的高原槽是此次強(qiáng)降水產(chǎn)生的影響系統(tǒng)。

（2）此次降水時(shí)間短、雨量大，28日23∶00和29日00∶00 1 h降水量分別達(dá)15.0和13.0 mm。

（3）包括渦度、散度、垂直速度、水汽通量散度在內(nèi)的物理量表現(xiàn)出在強(qiáng)降水發(fā)生后才出現(xiàn)有利條件。

（4）對(duì)流云團(tuán)B靠近測站時(shí)，降水已經(jīng)開始，云團(tuán)還在改則上空維持其強(qiáng)度時(shí)，強(qiáng)降水已經(jīng)結(jié)束。改則站的降水發(fā)生時(shí)并不是云頂亮溫最低時(shí)，更像是由于產(chǎn)生了降水而造成的TBB的下降。

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