閆雪瑾
【摘? ?要】 利用常規(guī)觀測資料、地面加密自動站資料、ERA Interim再分析資料、多普勒天氣雷達資料、風(fēng)廓線雷達資料等資料,針對2016年8月12日影響京津冀的一次對流性暴雨進行了成因分析。僅供參考。
【關(guān)鍵詞】 暴雨;觸發(fā)機制;冷鋒;陣風(fēng)鋒
Analysis on the cause and predictability of a convective rainstorm in Beijing, Tianjin and Hebei
Yan Xuejin
[Abstract] Based on conventional observation data, ground encryption automatic station data, ERA Interim reanalysis data, Doppler weather radar data, wind profile radar data and other data, the cause of a convective rainstorm affecting Beijing and Tianji on August 12, 2016 was analyzed. For information only.
[Keywords]? heavy rain; trigger mechanism; cold front;gust front
1? 資料選取
利用常規(guī)觀測資料和ERA Interim 0.75°×0.75°分辨率再分析資料分析大尺度環(huán)流條件。利用地面加密自動站小時資料、北京、張北和石家莊多普勒天氣雷達資料和ERA Interim 0.125°×0.125分辨率再分析資料分析中小尺度特征。資料時間均為2016年8月12日02時至13日08時。
2? 降水實況和天氣背景概述
2016年8月12日,京津冀地區(qū)出現(xiàn)了一次暴雨天氣過程,共出現(xiàn)了174站暴雨,9站大暴雨,最大降水量出現(xiàn)在深州大屯,為136.0mm。此次過程是對流性質(zhì)的暴雨過程,降水分布不均,小時降水量大,最大值達95.3mm/h。因此,降水落區(qū)和量級預(yù)報難度很大。500hPa上08時在東北北部和蒙古國交界存在一個高空冷渦,渦底部有低槽東移。副高呈帶狀分布,588dagpm線位于40°N附近。地面上08時是西北高東南低的形勢,冷鋒壓到張家口、承德北部。700hPa和850hPa也有低渦低槽,垂直結(jié)構(gòu)后傾。20時700hPa我省中部地區(qū)形成了切變線,但切變強度很弱。地面上在晉冀蒙交界形成高壓中心,我省南部有倒槽發(fā)展(圖略)。
3? 對流環(huán)境條件
3.1? 對流有效位能CAPE和水汽條件
從北京(圖1a)和邢臺站溫度對數(shù)壓力圖(圖1b)上來看,CAPE值分別達到了2900J/kg和3800J/kg,大氣靜力不穩(wěn)定度在,有利于對流天氣的發(fā)生發(fā)展。從水汽的垂直分布來看,有上干下濕的層結(jié),600hPa以下溫度露點差都在5℃以下,濕層深厚。兩個站的抬升凝結(jié)高度分別為972.4hPa和927.8hPa,0℃高度約為500hPa,暖云層深厚,有利于大的降水效率。總體來看,北部和南部的環(huán)境條件是相似的,能量充足、水汽充沛,下面主要討論北部和南部兩個暴雨區(qū)的觸發(fā)機制的區(qū)別。
3.2? 抬升觸發(fā)條件
3.2.1北部暴雨的觸發(fā)機制? 圖2(a)是用再分析資料計算12日02時的500hPa與925hPa的差動渦度平流,紅色實線是地面鋒面的位置,紅色虛線圈與雷達回波中雷暴的觸發(fā)點對應(yīng)(雷達圖略),從雷暴觸發(fā)點、鋒面及差動渦度平流中心的相對位置來看,北部暴雨區(qū)雷暴的觸發(fā)是發(fā)生在鋒面附近及鋒前低壓帶中的正渦度平流區(qū),這說明北部暴雨區(qū)與天氣尺度系統(tǒng)的上升運動區(qū)是對應(yīng)。從圖2(b)中可以看到,05時,隨著鋒面的南壓,鋒面附近和鋒前低壓帶中不斷有對流觸發(fā),對流的旺盛發(fā)展為河北北部和北京地區(qū)帶來了區(qū)域性的暴雨。
3.2.2 南部暴雨的觸發(fā)機制? 河北北部強降水產(chǎn)生后,在北京南部產(chǎn)生了明顯的冷池。隨著冷池的南壓,給河北中南部地區(qū)帶來了大范圍的降水。降水的分布很不均勻,這說明水平尺度達幾十、上百公里的中尺度的陣風(fēng)鋒上,有很多小尺度的系統(tǒng)。陣風(fēng)鋒是南部暴雨的主要觸發(fā)機制,同時,還存在兩個陣風(fēng)鋒相遇等現(xiàn)象,使得輻合抬升作用更強,造成局地暴雨。
除陣風(fēng)鋒以外,地形也是太行山東麓雷暴觸發(fā)的重要機制。19:00石家莊雷達1.5°仰角基本反射率因子(圖略),此時陣風(fēng)鋒位于靈壽東部、正定北部至無極一線。但在陣風(fēng)鋒前,石家莊市區(qū)和鹿泉南部已經(jīng)有雷暴單體觸發(fā)。東北風(fēng)和東南風(fēng)在鹿泉南部淺山區(qū)輻合,從地面加密自動站計算的散度來看,此處是輻合中心。19:24(圖略)陣風(fēng)鋒南壓到石家莊市區(qū),局地觸發(fā)的單體雷暴得到發(fā)展,雷暴群的范圍擴大,反射率因子增強。
4? 結(jié)論與討論
2016年8月12日發(fā)生在京津冀地區(qū)的這次暴雨過程,發(fā)生在不穩(wěn)定能量充足、水汽充沛的環(huán)境條件下。
(1)北部暴雨區(qū)的觸發(fā)機制主要是鋒面及其前部的低壓輻合帶。是天氣尺度的觸發(fā)條件造成的。
(2)北部暴雨區(qū)產(chǎn)生了冷池,冷池前的陣風(fēng)鋒快速南下的過程中,觸發(fā)了河北中南部的對流,產(chǎn)生了暴雨。太行山東麓地區(qū),在受到偏東風(fēng)或東北風(fēng)影響時,地形輻合也會觸發(fā)雷暴,使降水出現(xiàn)地形增幅。
(3)北部暴雨區(qū)有較為明顯的天氣尺度強迫,可預(yù)報性較好,南部暴雨區(qū)天氣尺度強迫弱,實際預(yù)報工作中出現(xiàn)了漏報。漏報原因是暴雨是由陣風(fēng)鋒、地形等中尺度系統(tǒng)觸發(fā),而中尺度系統(tǒng)生命史較短,只能依賴短臨預(yù)報員根據(jù)實況快速判斷。
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