2017年10月8—10日大連地區(qū)秋季暴雨天氣過(guò)程分析

蔣婷婷 陳佳美 鐘博

摘要 利用常規(guī)天氣圖及衛(wèi)星云圖等資料，對(duì)2017年10月8—10日大連地區(qū)秋季暴雨天氣過(guò)程的成因進(jìn)行分析總結(jié)，從天氣尺度系統(tǒng)、物理量診斷、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品等方面分析了此次秋季暴雨過(guò)程的成因，總結(jié)了預(yù)報(bào)技術(shù)著眼點(diǎn)與難點(diǎn)，并提出了預(yù)報(bào)建議，以期為日常暴雨預(yù)報(bào)工作提供參考。

關(guān)鍵詞 秋季暴雨；天氣形勢(shì)；過(guò)程分析；遼寧大連；2017年10月8—10日

中圖分類號(hào) P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）12-0213-02

暴雨是我國(guó)最主要的災(zāi)害天氣之一。暴雨的發(fā)生必須具備有利的大尺度環(huán)流背景條件[1-2]，其強(qiáng)度和落區(qū)又與中尺度擾動(dòng)活動(dòng)有密切關(guān)系[3]。秋季雨帶隨著副高的東移南撤也發(fā)生南移，冷空氣逐漸在北方地區(qū)占據(jù)主導(dǎo)地位。通常情況下，遼寧地區(qū)為高壓或高脊控制，暖濕空氣較少，水汽條件缺乏，導(dǎo)致北方地區(qū)秋季不易出現(xiàn)暴雨天氣[4]。

王淑云等[5]認(rèn)為秋季暴雨出現(xiàn)在強(qiáng)垂直上升區(qū)，表現(xiàn)為低層輻合、高層輻散。陳 艷等[6]得出高層穩(wěn)定持續(xù)的經(jīng)向環(huán)流、強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)、能量積累、充沛水汽輸送、強(qiáng)渦度柱與強(qiáng)散度區(qū)以及強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)與飽和氣柱的互耦、強(qiáng)冷空氣與強(qiáng)暖濕空氣在切變線附近長(zhǎng)時(shí)間對(duì)峙，是華北地區(qū)發(fā)生秋季暴雨重要原因。暴雨形成因素復(fù)雜，其發(fā)生時(shí)間、強(qiáng)度和落區(qū)的預(yù)報(bào)需要預(yù)報(bào)員進(jìn)一步分析當(dāng)?shù)乇┯觐A(yù)報(bào)難點(diǎn)、漏報(bào)原因及成因等。

2017年10月8—10日大連地區(qū)出現(xiàn)了暴雨、大風(fēng)和強(qiáng)降溫天氣，大連地區(qū)多個(gè)雨量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的累計(jì)降水量出現(xiàn)有資料以來(lái)的歷史首位。尤其是大連市區(qū)累計(jì)降雨量為78 mm，出現(xiàn)了56年來(lái)大連市區(qū)累計(jì)降雨量的最大值。惡劣天氣給人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)帶來(lái)極大影響。大連地區(qū)秋季暴雨較為罕見(jiàn)，預(yù)報(bào)時(shí)易被忽略。因此，有必要從氣候形勢(shì)場(chǎng)、天氣尺度場(chǎng)、各種數(shù)值預(yù)報(bào)因子等方面深入分析此次秋季暴雨，從而為日常暴雨預(yù)報(bào)工作提供參考。本文應(yīng)用常規(guī)氣象觀測(cè)資料、NCEP 1°×1°再分析資料、天氣學(xué)原理和方法對(duì)2017年10月8—10日大連地區(qū)出現(xiàn)的暴雨天氣特征進(jìn)行了分析和總結(jié)。

1 天氣概況

在高空槽和地面氣旋的共同影響下，2017年10月8—10日大連地區(qū)出現(xiàn)了暴雨、大風(fēng)和強(qiáng)降溫天氣。此次降雨過(guò)程降雨分布較均勻，全區(qū)平均降雨量60.2 mm，最大降雨量126.8 mm，出現(xiàn)在普蘭店天成站，有3個(gè)站降雨量>100 mm（圖1）。此次過(guò)程的降雨量是56年以來(lái)大連地區(qū)秋季降雨量最大值，降雨過(guò)程的同時(shí)還伴有大風(fēng)強(qiáng)降溫過(guò)程。金州、旅順、長(zhǎng)興島均出現(xiàn)>17 m/s的大風(fēng)，其中長(zhǎng)興島的洪西頭區(qū)域自動(dòng)觀測(cè)站達(dá)到29.5 m/s，48 h最高氣溫下降10 ℃，平均氣溫下降8 ℃。

2 成因分析

2.1 天氣尺度系統(tǒng)分析

從7日500 hPa高度場(chǎng)可以看出，7日20：00在新疆北部已經(jīng)生成了1個(gè)東北冷渦。8日20：00高空冷渦與1個(gè) -33 ℃的冷平流中心基本重合，高空槽位于100°E附近，槽后冷平流明顯。從河套地區(qū)、甘肅東北部到遼寧地區(qū)形成1個(gè)20～30 m/s的急流帶，大連地區(qū)達(dá)到30 m/s，表明已經(jīng)建立了低空急流。從8日20：00的500、700、850 hPa 3層高空形勢(shì)可知，大連地區(qū)整層受暖脊控制。8日588 dagpm線北抬至山東半島北部，并維持不動(dòng)。9日20：00，副熱帶高壓基本維持不動(dòng)。急流北抬并加深，東北地區(qū)最大風(fēng)速達(dá)到36 m/s，不斷輸送水汽和能量；700 hPa河套地區(qū)的低渦不斷發(fā)展，鋒區(qū)加強(qiáng)，風(fēng)速增大；850 hPa和925 hPa有弱切變維持。10日20：00冷渦東移，588 dagpm線也同時(shí)南撤，降水逐漸結(jié)束。從8日至10日20：00的850 hPa和地面形勢(shì)來(lái)看，西北地區(qū)的冷空氣逐漸入侵，使9日大連地區(qū)溫度突然降低。大部分地區(qū)由東南風(fēng)轉(zhuǎn)成偏北風(fēng)，并且氣壓場(chǎng)上大連地區(qū)等壓線密集，氣壓梯度增大，風(fēng)力增大，陸地和沿海地區(qū)出現(xiàn)了7～10級(jí)大風(fēng)。

2.2 物理量診斷分析

2.2.1 水汽條件。中高緯穩(wěn)定少動(dòng)的長(zhǎng)波槽系統(tǒng)和在38°N穩(wěn)定維持的副熱帶高壓，使水汽源源不斷地輸送至大連地區(qū)。9日8：00 700 hPa有一支急流由廣東經(jīng)山東到大連，另一支由云南經(jīng)河北到大連，2支急流在渤海地區(qū)匯合，給大連地區(qū)帶來(lái)充沛的降水。

在水汽通量散度場(chǎng)上，暴雨區(qū)低空存在明顯水汽輻合區(qū)，輻合區(qū)與暴雨區(qū)分布基本一致（圖2）。從700 hPa水汽通量場(chǎng)分布可以看出，水汽通量值都在16 g/（s·hPa·cm2）以上，大值區(qū)與低空急流出現(xiàn)的區(qū)域和走向基本一致，說(shuō)明該地為水汽輸送的主要通道。

2.2.2 動(dòng)力條件。此次暴雨過(guò)程為穩(wěn)定性降水，維持了2 d。大連地區(qū)地面位于倒槽頂后部，底層暖濕空氣輻合上升，下層為冷的東北風(fēng)，上層為暖的西南風(fēng)，形勢(shì)穩(wěn)定。同時(shí)，近地面冷空氣又形成冷墊，利于中低層暖濕空氣的抬升，為降水提供動(dòng)力條件。同時(shí)，8日20：00，700 hPa切變線和500 hPa低槽均對(duì)大連地區(qū)造成一定影響，大連地區(qū)處于中低層系統(tǒng)的輻合疊加區(qū)，有利于產(chǎn)生較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)。

3 數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品分析

綜合WRF模式、歐洲中心、國(guó)家GRAPES、美國(guó)GFS、日本以及T639數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)此次降水過(guò)程的預(yù)報(bào)結(jié)論進(jìn)行分析。總的來(lái)說(shuō)，東北WRF模式、歐洲中心預(yù)報(bào)的時(shí)段和范圍比較準(zhǔn)確，降雨量級(jí)和降雨中心接近實(shí)況。日本降雨時(shí)間、范圍、降雨中心也較為接近實(shí)況。美國(guó)GFS預(yù)報(bào)降水和國(guó)家局GRAPES預(yù)報(bào)極值范圍不太準(zhǔn)確，T639預(yù)報(bào)量級(jí)偏小。各家數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)此次過(guò)程的形式預(yù)報(bào)基本準(zhǔn)確，說(shuō)明模式預(yù)報(bào)對(duì)于穩(wěn)定性降水預(yù)報(bào)具有參考意義。大連地區(qū)此次暴雨發(fā)生前空氣濕度較大，氣溫較高，說(shuō)明前期能量積累充分，在今后的預(yù)報(bào)中，應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)厍捌趯?shí)況分析給予高度重視[7-8]。

4 結(jié)論

地面倒槽、副熱帶高壓、切變線和高空冷渦是影響大連地區(qū)出現(xiàn)暴雨大風(fēng)、強(qiáng)降溫的天氣系統(tǒng)。副熱帶高壓和高空槽的穩(wěn)定維持使降雨持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，西南風(fēng)低空急流東北抬升而不斷補(bǔ)充水汽和能量。水汽通量散度中低層為輻合，高層為輻散的形勢(shì)是產(chǎn)生暴雨的動(dòng)力條件。冷空氣的侵入，使降溫劇烈，等壓線密集，風(fēng)力增大。各家模式對(duì)于此次的穩(wěn)定性降水預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性均較高。東北WRF模式預(yù)報(bào)最準(zhǔn)確，T639預(yù)報(bào)不太準(zhǔn)確，模式產(chǎn)品預(yù)報(bào)對(duì)于穩(wěn)定性降水預(yù)報(bào)有較好的參考意義。在暴雨發(fā)生前期，當(dāng)?shù)氐孛鏆庀笠貙?shí)況會(huì)有明顯征兆，在預(yù)報(bào)中應(yīng)予以重視。

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