2010年7月27-29日吉林省特大暴雨的診斷分析

許力文

暴雨是我國(guó)東北地區(qū)的主要災(zāi)害天氣之一，具有突發(fā)性強(qiáng)，強(qiáng)度高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。本文利用NCEP再分析資料對(duì)吉林省10年7月27日～29日進(jìn)行逐日分析，了解到此次暴雨受東北冷渦及高低空急流的影響從而引發(fā)暴雨的一次過程。通過分析環(huán)流形勢(shì)，影響系統(tǒng)，以及多種物理量的診斷，加深此次暴雨的天氣背景和物理?xiàng)l件的認(rèn)識(shí)，也可能對(duì)今后類似的天氣現(xiàn)象有所幫助。

1.降水實(shí)況

2010年7月27日～29日，此次降水覆蓋吉林省中部、南部和東部大部分地區(qū)，這些地區(qū)主要有長(zhǎng)春南部，吉林南部和東部，遼源，通化，白山，延邊等地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣;時(shí)間主要集中在27日開始有降水，隨著時(shí)間的發(fā)展，27日00時(shí)～27日12時(shí)吉林省降水明顯增多，而且越來(lái)越大，27日12時(shí)吉林省東部開始有明顯暴雨，最大降水量可達(dá)24mm/h，至28日00時(shí)，降水達(dá)到最大，長(zhǎng)春，吉林永吉，敦化等地區(qū)均出現(xiàn)特大暴雨，降水最大處可達(dá)35mm/h。28日12時(shí)后降水區(qū)向吉林省東南方向移動(dòng)，主要集中在吉林省東南地區(qū)白山通化一帶，降水減弱，但局地每小時(shí)最大降水量仍有14mm，直到29日，吉林省基本無(wú)降水。通過以上的分析，可知，吉林省自27日產(chǎn)生降水開始，降水在吉林省的發(fā)展呈東西走向，而后降水區(qū)逐漸向吉林省東南部移動(dòng)，到29日吉林省降水基本停止，本次降水過程結(jié)束。

2.鋒面

描述鋒面一般從以下三個(gè)性質(zhì)出發(fā)：（1）同一氣團(tuán)內(nèi)空氣性質(zhì)是比較均勻的。（2）鋒面是氣團(tuán)之間的界面，是個(gè)物質(zhì)面。（3）空氣運(yùn)動(dòng)基本上是絕熱的。跟據(jù)上述特征，鋒面就可以用位溫來(lái)描述，等位溫面隨高度向冷空氣傾斜與鋒面傾斜方向一致，在絕熱條件下與鋒面平行，在近地面因輻射、湍流等因素影響，大氣的過程是非絕熱的，等位溫線與鋒面則不平行。如果大氣中有蒸發(fā)凝結(jié)現(xiàn)象，宜用假相當(dāng)位溫代替位溫。本次暴雨是暖脊帶來(lái)的的暖空氣和北部冷渦帶來(lái)的冷空氣交匯于吉林省產(chǎn)生的一次暴雨過程，從環(huán)流形勢(shì)上看這是受暖性脊東移西退和東北冷渦阻塞滯留的作用產(chǎn)生的一系列天氣狀況，有利于降水的環(huán)流背景，為此次降水提供了必要條件。

3.水汽條件含量

某地大氣中的水汽含量是決定降水的重要因素之一。27日12時(shí)，比濕密集帶向北移動(dòng)至吉林省中部，同時(shí)降水地區(qū)也隨之增多，分布大致與比濕相同呈東西走向分布;28日00時(shí)，由于冷渦在北部的影響，加上低空西南急流的水汽輸送，比濕密集帶向吉林省北部移動(dòng)，比濕為9～13g/kg，濕舌占據(jù)吉林省中部東部大部分地區(qū)，此時(shí)降水量達(dá)到最大，未來(lái)逐漸減小并向東南移動(dòng);28日12時(shí)，濕舌西退，比濕密集帶向東南移動(dòng)至吉林省通化等地區(qū)，降水區(qū)隨之向東南移動(dòng)。分析表明，水汽含量非常豐富的地區(qū)容易產(chǎn)生強(qiáng)降水;強(qiáng)降水發(fā)生在比濕密集區(qū)，與降水實(shí)況有很好的對(duì)應(yīng)。

4.對(duì)流穩(wěn)定性

4.1 K指數(shù)

大量文獻(xiàn)表明，k指數(shù)可以作為研究對(duì)流性天氣的重要指標(biāo)。K指數(shù)的表達(dá)式為：K=（T850-T700）+Td850-（T-Td）700，其中第一項(xiàng)表示溫度850hPa與700hPa的溫度差，第二項(xiàng)表示低層水汽條件，第三項(xiàng)表示700hPa露點(diǎn)差，K指數(shù)越大，表示越有利于降水。在本次暴雨的K指數(shù)分布圖中，可以看出，27日00時(shí)，吉林省中部K指數(shù)較小，范圍大概在15～20℃，K線分布也不是非常密集，不穩(wěn)定性不是很強(qiáng)，少部分地區(qū)出現(xiàn)少量降水;27日12，吉林省中部K線分布密集，K值也很大，大氣不穩(wěn)定情況加劇，不穩(wěn)定能量也隨之聚集，有利于暴雨的中尺度系統(tǒng)產(chǎn)生，暴雨也隨之加劇;吉林省東南地區(qū)K指數(shù)變大，大氣層結(jié)很不穩(wěn)定，降水同時(shí)向東南方向移動(dòng)。通過以上分析，較高的K指數(shù)地區(qū)，大氣層結(jié)越定，越有利于降水的發(fā)生。

4.2對(duì)流有效位能

當(dāng)氣塊受外力抬升時(shí)，氣塊重力小于其所受的浮力，一部分位能釋放，這部分位能對(duì)大氣對(duì)流起積極的作用，并可轉(zhuǎn)化為大氣動(dòng)能，所以稱對(duì)流有效位能，簡(jiǎn)稱CAPE。27日00時(shí)，吉林省中部地區(qū)的CAPE值達(dá)到1000J/kg，大氣不穩(wěn)定程度很大，此時(shí)，吉林省開始發(fā)生降水;27日12時(shí)吉林西部CAPE中心的最大值加強(qiáng)，對(duì)應(yīng)其影響下的吉林省中部CAPE值加強(qiáng)至1200J/kg，降水隨之加強(qiáng)，降水區(qū)相比00時(shí)逐漸增大;28日00時(shí)，吉林省中部CAPE值開始減弱，此時(shí)降水經(jīng)過12小時(shí)的發(fā)展達(dá)到最大，但由于CAPE值的變小，未來(lái)吉林中部東部的降水逐漸變小;28日12時(shí)，吉林東南部的CAPE值達(dá)到最大，降水區(qū)向吉林東南地區(qū)移動(dòng)。綜上分析可以得出結(jié)論，CAPE值越大，越有利于強(qiáng)對(duì)流的發(fā)展，大氣不穩(wěn)定度越高，同時(shí)發(fā)生降水的概率越高。

綜上所述，由于冷渦產(chǎn)生的強(qiáng)冷空氣持續(xù)南侵，對(duì)暴雨的形成起觸發(fā)作用。鋒面的移動(dòng)與此次降水實(shí)況有很良好的對(duì)應(yīng)，因此鋒面的移動(dòng)是此次降水分布產(chǎn)生的原因。高空急流和低空急流的相互配合是此次降水產(chǎn)生和維持的重要原因，高空急流與降水的產(chǎn)生有很好的對(duì)應(yīng)，吉林省位于高空急流急流右側(cè)輻散區(qū)，產(chǎn)生降水;低空急流不但為暴雨提供了大量不穩(wěn)定能量及水汽，同時(shí)為水汽的輻合提供了動(dòng)力條件，吉林省位于低空急流左側(cè)輻合區(qū)，產(chǎn)生降水。