上饒市汛期暴雨天氣水汽與熱力因子指標(biāo)分析

鄭麗君

摘 要：采用江西省上饒市2010年-2014年逐日降水資料和T639初始場(chǎng)物理量資料，研究分析看江西省上饒市汛期（4-10月份）暴雨天氣物理量指標(biāo)，獲得了水汽與熱力因子暴雨預(yù)報(bào)指標(biāo)。研究表明：汛期暴雨的水汽與熱力因子：850hPa比濕、水汽通量散度、k指數(shù)、假相當(dāng)位溫等物理量在一定閾值范圍內(nèi)，上饒地區(qū)容易出現(xiàn)暴雨天氣。

關(guān)鍵詞：暴雨；水汽通量散度；假相當(dāng)位溫；K指數(shù)

引言

上饒市地處歐亞大陸東帶、長(zhǎng)江中下游流域，屬于東亞季風(fēng)氣候，區(qū)域內(nèi)降水量的分布四季差別較大，降水主要集中在夏季，年際間降水量變化也比較大。暴雨對(duì)上饒市的防災(zāi)減災(zāi)及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都具有舉足輕重的影響。因此，研究適合上饒夏季暴雨的本地化水汽和熱力因子物理量預(yù)報(bào)指標(biāo)十分重要。本地化指標(biāo)將為今后上饒市暴雨預(yù)報(bào)提供重要的參考。

1資料及方法

本研究中使用了江西省上饒市12個(gè)國(guó)家氣象觀測(cè)站2010—2014年逐日降水量資料以及T639初始場(chǎng)物理量資料，以出現(xiàn)三個(gè)國(guó)家觀測(cè)站的暴雨（即>50mm/d）為標(biāo)準(zhǔn)，共選取78個(gè)暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了上饒市汛期的暴雨水汽因子、熱力不穩(wěn)定因子等為主物理量。其中，在水汽因子方面，重點(diǎn)分析了比濕等；熱力不穩(wěn)定因子主要包括假相當(dāng)位溫、K指數(shù)等。獲取了不同物理量的在暴雨天氣中的閾值范圍。

2物理量指標(biāo)特征

在對(duì)指標(biāo)物理量的研究過(guò)程中，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算了指標(biāo)物理量的有關(guān)統(tǒng)計(jì)量，用圖表方式顯示。

2.1水汽因子

2.1.1850hPa比濕

水汽條件是暴雨及強(qiáng)對(duì)流產(chǎn)生的重要條件之一。本文選取比濕作為暴雨中水汽因子的指標(biāo)。比濕是指單位體積濕空氣內(nèi)水汽質(zhì)量與濕空氣總質(zhì)量之比。比濕是一個(gè)重要的濕度參量，在診斷分析中常用到。在78次暴雨過(guò)程中，850hPa比濕的最小值為10.9g/kg，最大值為16.5g/kg，出現(xiàn)暴雨頻次最大比濕為13.6-15.4g/kg，共有28次暴雨。說(shuō)明上饒地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣的比濕應(yīng)該達(dá)到10.9g/kg，尤其達(dá)到13.6g/kg以上時(shí)利于暴雨出現(xiàn)。

2.1.2水汽通量散度

水汽通量散度：指單位時(shí)間匯入單位體積或從該體積輻散出的水汽量，單位為克每百帕平方厘米秒（下同）。在78次暴雨過(guò)程中，850hPa水汽通量散度的最小值為-118.9，最大值為32.9，出現(xiàn)暴雨頻次最大的850hPa水汽通量散度在-51.5至15.9之間。說(shuō)明上饒地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣的850hPa水汽通量散度在-51.5至15.9之間時(shí)利于暴雨出現(xiàn)。

2.2熱力不穩(wěn)定因子

2.2.1假相當(dāng)位溫

未飽和濕空氣塊上升，直到氣塊內(nèi)水汽全部凝結(jié)降落后，再按干絕熱下沉到1000百帕處，此時(shí)氣塊所具有的溫度稱為該氣塊的假相當(dāng)位溫。在假相當(dāng)位溫中，不僅考慮了氣壓對(duì)溫度的影響，也考慮了水汽的凝結(jié)和蒸發(fā)對(duì)溫度的影響。

500hPa假相當(dāng)位溫

在78次暴雨過(guò)程中，500hPa假相當(dāng)位溫的最小值為56.2℃，最大值為76.3℃，將假相當(dāng)位溫?cái)?shù)值分為12組，出現(xiàn)暴雨頻次最大在60.7至74.0℃，共有59次暴雨。說(shuō)明上饒地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣的500hPa假相當(dāng)位溫在60.7至74.0℃之間時(shí)利于暴雨出現(xiàn)。

850hPa假相當(dāng)位溫

850hPa假相當(dāng)位溫的最小值為46.4℃，最大值為81.4℃，將假相當(dāng)位溫?cái)?shù)值分為12組，出現(xiàn)暴雨頻次最大垂直上升運(yùn)動(dòng)在57.7至81.1℃，共有64次暴雨。說(shuō)明上饒地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣的850hPa假相當(dāng)位溫在57.7至81.1℃之間時(shí)利于暴雨出現(xiàn)。

2.2.2k指數(shù)

K指數(shù)是用于分析大氣穩(wěn)定程度的氣象學(xué)單位，單位攝氏度，計(jì)算公式：K=（T850-T500）+Td850-（T700-Td700）T：溫度，Td：露點(diǎn)溫度，

在78次暴雨過(guò)程中，K指數(shù)的最小值為13.0℃，最大值為41.8℃，K指數(shù)數(shù)值分為11組，組距為3.1℃，出現(xiàn)暴雨頻次最大K指數(shù)在29至41.7℃，共有54次暴雨。說(shuō)明上饒地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣的K指數(shù)應(yīng)該達(dá)到29g/kg，尤其達(dá)到32.1g/kg以上時(shí)利于暴雨出現(xiàn)。

3檢驗(yàn)

本文選取2016年汛期7個(gè)暴雨日對(duì)獲得閾值進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如表中所示

經(jīng)過(guò)總結(jié)4月13日有三個(gè)物理量在閾值范圍外，分別是比濕、500hpa和850hpa的假相當(dāng)位溫。4月20日有1個(gè)物理量在閾值范圍外，為850hpa比濕、500hpa和850hpa假相當(dāng)位溫。在閾值范圍內(nèi)的物理量達(dá)92.86%。說(shuō)明所獲得的物理量指標(biāo)在暴雨的預(yù)報(bào)中有指導(dǎo)意義。

小結(jié)：

（1）水汽因子中：上饒地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣的比濕應(yīng)該達(dá)到10.9g/kg，尤其達(dá)到13.6g/以上，850hPa水汽通量散度在-51.5至15.9克每百帕平方厘米秒之間時(shí)利于暴雨出現(xiàn)。

（2） 熱力不穩(wěn)定因子：500hPa假相當(dāng)位溫在60.7至74.0℃之間；850hPa假相當(dāng)位溫在57.7至81.1℃之間；K指數(shù)應(yīng)該達(dá)到29g/kg，尤其達(dá)到32.1g/kg以上時(shí)利于暴雨出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

（1）畢寶貴，劉月巍，李澤椿.2002年6月8、9日陜南大暴雨系統(tǒng)的中尺度分析J.大氣科學(xué).2004.28（5）747-767.

（2）紀(jì)玲玲，孔余壽，譚永強(qiáng)等.東南沿海地區(qū)中尺度雷暴云團(tuán)衛(wèi)星云圖特征分析.氣象科學(xué).2005.25（2）：158-164.