孫尚瑜
摘要 利用MICAPS常規氣象資料及多普勒雷達資料對2016年8月16—18日巴彥淖爾市南部大暴雨過程進行分析。結果表明,此次暴雨天氣是200 hPa高空急流入口區右側輻散、700 hPa低空急流出口區左側輻合、500 hPa副熱帶高壓外圍短波槽東移和700 hPa暖濕切變共同作用下產生,高層輻散、低層輻合垂直疊置與700 hPa暖式切變區和地面河套氣旋頂部暖切變區交綏,是造成此次暴雨的主要原因。暴雨出現在高空急流入口區右側、低空急流出口區左側,各物理量發展演變與暴雨均有較好對應。
關鍵詞 高低空急流;暴雨落區;形成機理;內蒙古巴彥淖爾;2016年8月16—18日
中圖分類號 P458.1+21.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2018)10-0234-01
1 天氣實況
2016年8月16日午后至18日巴彥淖爾市自西向東普降中到大雨,磴口縣南部、烏拉特前旗南部出現大到暴雨,局地大暴雨。全市有18個雨情點降水量>50 mm,6個雨情點降水量>100 mm,最大降水中心位于磴口巴鎮葡萄基地,降水量為164.2 mm。此次降雨過程分為2個階段,16日15:00至17日8:00全市出現小到中雨,局地大到暴雨,磴口縣南部出現大暴雨,強降雨主要集中在17日0:00—4:00,最大小時雨強為52.7 mm,出現在磴口巴鎮葡萄基地;17日15:00至18日8:00全市出現小到中雨,烏拉特前旗南部出現大到暴雨,強降水主要集中在19:00—22:00,最大小時雨強54.7 mm,出現在烏拉特前旗先鋒鎮。
2 環流形勢
2.1 天氣系統
此次暴雨類似于“兩槽一脊”流場形勢,暴雨發生前期,巴彥淖爾市為持續高溫晴熱天氣。降水為暖區內降水,200 hPa有暖平流,700、850 hPa均有暖舌伸向套區。第一階段強降水在16日20:00至17日8:00,高空淺槽東移加強,700 hPa“人”字形切變區東移北上,在850 hPa低渦環流與地面河套氣旋略東移過程中,700 hPa“人”字形切變區與850 hPa低渦切變區垂直疊置,對應強降水云團位置;17日0:00后,切變區移至巴彥淖爾市南部,觸發不穩定能量,產生強降水。17日20:00,500 hPa巴彥淖爾市仍受副高外圍淺槽影響,700 hPa“人”字形切變區加強并移至巴彥淖爾市東部,850 hPa巴彥淖爾市位于低渦環流頂部。18日8:00,500 hPa淺槽加強,貝加爾湖冷渦底部冷空氣侵入巴彥淖爾市,700 hPa“人”字形切變區移至呼和浩特一帶,巴彥淖爾市受西北氣流控制,輻合云帶東移,巴彥淖爾市降水結束。
第二階段強降水產生于500 hPa淺槽東移加強過程中,與東移700 hPa“人”字形切變、850 hPa低渦、地面河套氣旋垂直疊置時產生。500 hPa系統移速較快,700 hPa次之,850 hPa、地面系統維持少動。當500、700 hPa系統垂直疊置后,槽前正渦度平流疊加,觸發龐大的低層系統輻合抬升,垂直上升運動加強,再次產生強降水。
2.2 高低空急流
16日20:00 200、700 hPa高低空存在急流,暴雨區出現在200 hPa高空急流入口區右側,700 hPa偏南低空急流出口區左側。高空急流加強和動量下傳,促使低空急流建立和維持,高低空急流適宜配置產生動力場耦合作用,為大暴雨的發生發展提供了動力條件[1]。
3 雷達回波分析
16日15:00,混合性降水回波從巴彥淖爾市西南部向東北方向推進;16日23:00后,磴口回波明顯增強。17日0:21,磴口本站回波達50~55 dBZ,1:00—2:00磴口葡萄基地1 h降水量為52.7 mm,達暴雨標準。17日1:00左右磴口低層為偏東風,風向隨高度順轉,高層變為偏西風,低層為暖平流,暖濕空氣匯集。磴口西北方向正負速度呈“L”型,鋒面系統朝磴口移動,磴口處于鋒前上升氣流區,存在上升運動。磴口上空及上游均有明顯垂直累計液態水,降水云系向磴口移動且維持時間長。以上條件均有利于暴雨天氣的發生[2]。
4 物理量場
4.1 渦度場
16日8:00,100~700 hPa巴彥淖爾市均為負渦度場,850 hPa為正渦度場,高層強烈輻散、低層輻合。16日20:00, 850 hPa渦度中心值由0增大至8×10-5/s位于巴彥淖爾市西南部,200 hPa負渦度中心東移北抬,由-62×10-5/s增大至 -82×10-5/s,各層正(負)渦度中心值增大與移動促進地面低壓系統加強與移動,有利于暴雨產生[3]。
4.2 垂直速度場
16日20:00,巴彥淖爾市有較強垂直上升運動中心,500 hPa及以上均為負速度,200、500 hPa垂直速度分別為 -0.15×10-3、-0.4×10-3 hPa/s,中心均位于巴彥淖爾市西南部,垂直疊置較好,因而西南部雨量較大。
4.3 水汽通量
16日20:00 700、850 hPa水汽通量大值區位于巴彥淖爾市西南部,中心值分別為7、6 g/(s·hPa·cm),各層水汽通量均為正值,水汽條件較好。
4.4 能量場
此次暴雨過程中,500、700、850 hPa均有從青藏高原(熱源)伸向巴彥淖爾市高能舌,高能舌邊緣等值線密集,梯度較大,屬典型能量鋒,說明巴彥淖爾市西南部具備深厚暖濕氣層,潛在不穩定能量較大,遇適當觸發條件即可釋放,觸發暴雨產生,此次暴雨發生在能量鋒附近暖區一側[4]。
5 服務情況
受此次強降水影響,磴口縣、烏拉特后旗、烏拉特前旗境內沿山地區出現不同程度山洪,磴口縣、烏拉特前旗出現城市內澇和農田漬澇,大面積農作物受災,葵花、玉米倒伏嚴重,共造成直接經濟損失1 350萬元。針對此次天氣過程,巴彥淖爾市氣象局提前1 d發布《降水重要天氣報告》,報送政府及有關部門,并通過電視、電臺、短信、微信、網絡等各種渠道向公眾發布;16日上午市氣象局組織12個相關單位召開“人工影響天氣及氣象災害防御部門聯席會議”和“降水天氣信息發布會”,共同聯席研判降水對防洪防汛、農牧林業和社會生產生活等影響;16:30啟動《巴彥淖爾市氣象局Ⅳ級氣象災害應急預案》,市氣象臺向防汛辦及時通報雨情,發布暴雨、山洪預警及各類氣象信息。
6 參考文獻
[1] 孫淑清,周玉淑.近年來我國暴雨中尺度動力分析的研究進展[J].大氣科學,2007,31(6):1171-1188.
[2] 林毅,劉銘,劉愛鳴.高低空急流在閩西北大暴雨過程中的作用及數值模擬[J].氣象科學,2006,26(4):449-455.
[3] 郭大梅,許新田,劉勇,等.陜西中南部一次突發性大暴雨過程分析[J].氣象,2008,34(9):40-46.
[4] 谷秀杰,牛淑貞,介玉娥,等.2007年8月2日鄭州大暴雨過程分析[J].氣象與環境科學,2010,33(2):53-58.