長蘆鹽區(qū)一次強對流天氣過程分析

(天津長蘆海晶集團有限公司，天津300450)

1 前言

海鹽生產(chǎn)經(jīng)過太陽照射自然的蒸發(fā)，使引入鹽田的海水濃縮成飽和的鹵水，然后結(jié)晶產(chǎn)生鹽。因為主要是露天作業(yè)，所以為了使海鹽的產(chǎn)量保持穩(wěn)定，要盡量避免雨水稀釋鹵水造成的損失，同時盡量充分利用蒸發(fā)量。所以海鹽生產(chǎn)過程中氣象保障非常重要。天津市濱海新區(qū)塘沽長蘆鹽場的生產(chǎn)工藝從平曬鹽田改為塑苫鹽池后，氣象服務(wù)準(zhǔn)確性的提升幫助海鹽產(chǎn)量有了較大提高。自從塑苫進(jìn)入海鹽生產(chǎn)工藝中后，除冬季由于由于氣溫低，蒸發(fā)量比較少，鹽膜發(fā)硬發(fā)脆，抗低溫能力差，易破損，一般不實施塑苫作業(yè)以外，其他時段都會一直進(jìn)行生產(chǎn)。每年的雨季由于降水頻繁，雨量大，塑苫作業(yè)較繁忙。近幾十年來，天津地區(qū)年降水量有增長趨勢，這對海鹽的生產(chǎn)帶來了不利條件，而強對流天氣造成的影響更為嚴(yán)重。因此，有必要進(jìn)行認(rèn)真地研究和分析，希望能從中得到一些借鑒，以便能在今后的工作中，更加有效地減少災(zāi)害天氣帶來的損失。

2 研究背景

2.1 近30年蒸發(fā)與降水

蒸發(fā)量的大小是衡量海鹽生產(chǎn)的重要指標(biāo)。1988年～2017年近30年年蒸發(fā)量，其中最大值出現(xiàn)在1989年，為2218.2mm，最小值為2013年1591.7mm，近30年平均值為1876.0mm。分析出近30年蒸發(fā)量有下降趨勢。降水量的多少是影響海鹽生產(chǎn)的重要因素。1988年～2017年近30年的年降水量，其中最大值出現(xiàn)在2012年，為845.8mm，最小值為2013年325.2mm，近30年平均值為526.1mm。分析出近30年降水量有上升趨勢。由此可見，蒸發(fā)量的減少和降水量的增加，不利于海鹽生產(chǎn)，所以氣象預(yù)報的準(zhǔn)確率關(guān)乎著海鹽生產(chǎn)的產(chǎn)量與質(zhì)量。

2.2 華北地區(qū)強對流天氣介紹

強對流天氣是威脅華北地區(qū)的主要災(zāi)害性天氣之一，是指在有利大尺度的環(huán)流背景影響下，中小尺度天氣系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)物，常帶來具有災(zāi)害的局地雷雨和大風(fēng)，并且有時會伴有冰雹和龍卷等現(xiàn)象。是一種短時間具有大殺傷性的天氣。強對流天氣在氣象上屬于中小尺度天氣系統(tǒng)，通常發(fā)生突然，持續(xù)時間不長，所以較難預(yù)測。京津冀地區(qū)所處北半球中緯度地區(qū)海陸交接處，西倚太行山脈，東臨渤海，其北面有燕山山脈，南部是華北平原。地勢總體西北高、東南低，這里特殊的地形導(dǎo)致了強對流降水天氣頻發(fā)，給當(dāng)?shù)氐纳詈拓敭a(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響。

季節(jié)性變化極其明顯是華北地區(qū)的對流天氣的重要特點，5、6月份易出現(xiàn)局地性較明顯的對流性降水天氣，如雷雨、大風(fēng)和冰雹。小范圍的強降水較易出現(xiàn)在7、8月。強對流天氣由于空氣劇烈的垂直運動，常常發(fā)生在諸如高空冷渦、高低空急流交叉點附近的特殊的環(huán)流形勢影響下。這些不穩(wěn)定的能量積累以及產(chǎn)生較強的上升運動可以促進(jìn)強對流天氣的發(fā)生。根據(jù)中央氣象臺的分析，華北地區(qū)產(chǎn)生強對流天氣的基本形勢主要有五種：橫槽型、冷渦型、渦前低槽型、階梯槽型和西北氣流型；大范圍降雹事件的天氣形勢主要有四個基本類型：高空冷槽型、高空冷渦型、高空西北氣流型和南支槽型。

3 以7.17強對流天氣為例

3.1 天氣實況

從2018年7月16日下午開始至18日上午，華北地區(qū)連續(xù)兩天遭遇強對流天氣，造成暴雨、強風(fēng)、強雷電及冰雹活動。其中，17日14時和21時天津長蘆鹽區(qū)遭受了兩次短時間強對流天氣襲擊，從降水強度來看，第一次過程稍強于第二次過程。本文將此次強對流天氣過程進(jìn)行綜合分析。

3.2 天氣形勢分析

7月17日東亞500hpa08點（北京時）高空圖上（圖1），河套平原東側(cè)有一低壓槽，槽后有冷空氣補充，天津地區(qū)為西南氣流。副熱帶高壓控制我國華東、山東半島及東北平原南部，最北位于43°N附近，最東至110°E附近。天津地區(qū)正處于副熱帶高壓西測，是低層暖濕空氣輻合上升運動區(qū)，受其影響容易出現(xiàn)雷陣雨天氣。

700hpa08點（北京時）高空圖上（圖 2），河套平原有一低壓槽，其東北方有一倒槽，槽線位置略慢于500hpa，天津地區(qū)為偏南氣流。水汽條件良好，由東海沿箭頭方向輸送至華北地區(qū)。

850hpa08點（北京時）高空圖上（圖 3），河套平原東側(cè)有一橫槽，暖脊位于華北平原地區(qū)，水汽由海上經(jīng)過西南急流帶不斷補充，箭頭方向為水汽輸送路徑。

17時海平面氣壓場上，有一冷鋒自西北方向東南方向移向塘沽地區(qū)，塘沽處于鋒前偏東氣流。20點至23點間，冷鋒經(jīng)過長蘆鹽區(qū)并產(chǎn)生降水。

綜合 500hpa、700hpa、850hpa、地面天氣圖來看，高層500hpa冷空氣與850hpa華北地區(qū)的暖脊交匯處產(chǎn)生強對流天氣。隨著高空槽東移，冷空氣入侵，配合中低層華北地區(qū)的西南急流，容易加強不穩(wěn)定性，冷暖交匯造成對流性天氣，同時，低空的西南風(fēng)急流保障了本地水汽條件的不斷補充。這次過程天津各地區(qū)出現(xiàn)了強降水，多個站點降水達(dá)到暴雨級別。由于系統(tǒng)東移過程中逐漸減弱，長蘆鹽區(qū)處于天津東部，降水偏少，根據(jù)天津長蘆海晶氣象臺觀測站統(tǒng)計，此次過程共降水47.6mm。

圖1

圖2

圖3

3.3 雷達(dá)回波演變

通過分析天津濱海新區(qū)多普勒天氣雷達(dá)仰角為1.5度的基本反射率因子圖，可以清楚看到此次強對流天氣的發(fā)生、發(fā)展過程。7月17日04：36（UTC）（見圖4）本站西方100km有成片不規(guī)則回波，西南方100km處有數(shù)個對流單體逐漸形成并加強，回波系統(tǒng)由西南向東北移動，2h后長蘆鹽區(qū)開始出現(xiàn)雷陣雨天氣，17日14點～17點為第一次降水，雨量 31.1mm。7 月 17 日 11：06（UTC）（見圖5）本站西方不到100km處有一帶狀回波，回波整體緩慢東移并有減弱趨勢，2h后長蘆鹽區(qū)開始出現(xiàn)雷陣雨，17日21點～23點為第二次降水，雨量16.5mm，整個過程共降水47.6mm。

3.4 7.17強對流天氣象服務(wù)

圖4

圖5

7月16日下午長蘆海晶氣象臺預(yù)報員經(jīng)過會商討論得出，未來24h天氣多云轉(zhuǎn)陰有雷陣雨，偏南風(fēng)3～4級，夜間最低溫26℃，次日白天最高溫30℃，蒸發(fā)量4mm，48h天氣陰有雨。按時向鹽場各工區(qū)電話通知預(yù)報結(jié)果，初步預(yù)測此次降水可能達(dá)到中到大雨或大雨級別，降水時間為次日午后，以便鹽場生產(chǎn)管理人員提前做好應(yīng)對強降水的相關(guān)措施。氣象臺實行24h值班制度，警惕夜間本地周圍有無對流單體生成。7月17日預(yù)報員根據(jù)最新的天氣圖實況信息結(jié)合數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品向鹽場各工區(qū)傳達(dá)進(jìn)一步的預(yù)報結(jié)論，同時開啟本場雷達(dá)，時刻監(jiān)視周圍雷達(dá)回波情況。12點36分本站西南80km處有兩處較弱單體生成，經(jīng)過一段時間觀察，回波有加強趨勢并向東北方向移動。13點35分預(yù)報員電話通知各工區(qū)發(fā)布臨近預(yù)報，同時登錄集團OA系統(tǒng)發(fā)布預(yù)報信息。

4 結(jié)語

低壓槽是此次強對流天氣的主導(dǎo)系統(tǒng)，華北地區(qū)中低層有西南急流，水汽充沛，有利于強降水的產(chǎn)生，本地實況降水強度為大雨。但是在預(yù)報服務(wù)過程中，由于系統(tǒng)前部的不穩(wěn)定性，距離本站不到100km處突然生成的對流單體不斷加強并移向鹽區(qū)，導(dǎo)致鹽區(qū)塑苫時間緊迫，降水開始時仍有個別鹽池未塑苫完畢，帶來了一定的經(jīng)濟損失。在今后的預(yù)報服務(wù)中，預(yù)報員應(yīng)善于總結(jié)天氣過程，遇到強對流天氣時，時刻關(guān)注自動站、雷達(dá)、衛(wèi)星云圖等氣象資料，警惕對流單體的突發(fā)生成，提高預(yù)報準(zhǔn)確率，為海鹽生產(chǎn)做好保障工作。