呼倫貝爾市近30年大到暴雨物理量診斷分析

楊雪峰

摘 要：利用NCEP再分析資料對(duì)呼倫貝爾市1988年-2017發(fā)生的大到暴雨天氣過(guò)程物理量進(jìn)行提取分析，探尋物理量閾值。結(jié)果表明：發(fā)生大到暴雨各物理量閾值如下，500hPa渦度值大于0.8s-1，850hPa渦度值大于1.5s-1;散度高空應(yīng)該大于0.8s-1，低層應(yīng)該小于-0.9s-1;垂直速度低層應(yīng)該小于-5.5hPa·s-1，而高空則應(yīng)該小于-14.3hPa·s-1;850hPa比濕應(yīng)該大于9g/kg;整層比濕通量散度要小于-1800g/cm2·hPa·s;500hPa-850hPa溫度差應(yīng)該小于-25°K，700hPa-925hPa假相當(dāng)位溫差應(yīng)該小于-7°K，500hPa-850hPa渦度差動(dòng)平流應(yīng)該大于3.5s-1。

關(guān)鍵詞：物理量;閾值;大到暴雨

隨著氣候變暖效應(yīng)的影響，大到暴雨天氣過(guò)程呼倫貝爾市發(fā)生的愈加頻繁，造成的影響和經(jīng)濟(jì)損失也在逐年的增加。如何做好重大災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)服務(wù)工作是預(yù)報(bào)人員需要思考的。大到暴雨天氣過(guò)程一方面需要環(huán)流背景的支撐，同時(shí)需要水汽條件和動(dòng)力條件的相互配合，環(huán)流形式分析，我們已經(jīng)研究的比較透徹，但是對(duì)于呼倫貝爾大到暴雨過(guò)程物理量研究的還過(guò)少，本文利用NECP再分資料，提取1981年至2017年近30年大到暴雨天氣過(guò)程，對(duì)每次過(guò)程的物理量進(jìn)行提取，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法分析，以期發(fā)現(xiàn)呼倫貝爾市大到暴雨天氣過(guò)程的物理量指標(biāo)，更好的預(yù)報(bào)大到暴雨天氣過(guò)程，更好的服務(wù)地方農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)。

一、各物理量的特征分析

1.渦度場(chǎng)。從歷年渦度場(chǎng)的平均值來(lái)看，500hPa渦度值需要大于0.8s-1，850hPa渦度值大于1.5s-1。地面的也為正渦度。即整層的正渦度有利于大到暴雨的發(fā)生，伴隨著渦度強(qiáng)度的增加，產(chǎn)生的上升氣流增加，從而引起降水強(qiáng)度的增加。

2.散度場(chǎng)。從散度場(chǎng)的數(shù)值統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，散度場(chǎng)的分布特征，一般為高空輻散，低空輻合的形式，從數(shù)值的變化可以發(fā)現(xiàn)，高地空正相反，這是因?yàn)檫@種配置有利于整層上升通道的導(dǎo)通，從而上升氣流更加強(qiáng)烈。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)發(fā)生大到暴雨過(guò)程要求散度高空應(yīng)該大于0.8s-1，地面應(yīng)該小于-0.9s-1。

3.垂直速度場(chǎng)。從垂直速度場(chǎng)的數(shù)值統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，垂直速度場(chǎng)的分布特征，為負(fù)值，且過(guò)程越明顯垂直速度的絕對(duì)值越大，且隨著高度的增加，垂直速度不斷增加。從平均值的分布來(lái)看，低層垂直速度應(yīng)該小于-5.5hPa·s-1，而高空則應(yīng)該小于-14.3hPa·s-1更有利于大到暴雨天氣的發(fā)生。

4.濕度場(chǎng)。從濕度場(chǎng)的數(shù)值統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生大到暴雨過(guò)程時(shí)，比濕應(yīng)該大于9g/kg，充足的水汽含量是大量級(jí)降水的必要條件，從整層大氣可降水量和整層比濕通量散度，要求大氣中可見(jiàn)水含量要大于30.5，有了充足的水汽含量，還要有水汽輸送條件，因此要求，整層比濕通量散度要小于-1800g/cm2·hPa·s，更有利于大到暴雨的發(fā)生。

5.不穩(wěn)定條件。從不穩(wěn)定條件的數(shù)值統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生大到暴雨過(guò)程時(shí)，500hPa-850hPa溫度差應(yīng)該小于-25°K，700hPa-925hPa假相當(dāng)位溫差應(yīng)該小于-7°K，500hPa-850hPa渦度差動(dòng)平流應(yīng)該大于3.5s-1。不穩(wěn)定條件越強(qiáng)時(shí)，積累的不穩(wěn)定能量越多，當(dāng)不穩(wěn)定能量釋放時(shí)，就會(huì)造成更大量級(jí)的降水。

二、結(jié)語(yǔ)

1.大到暴雨天氣過(guò)程發(fā)生一方面需要大環(huán)流形式作為背景條件，同時(shí)作為各項(xiàng)診斷指標(biāo)的物理量也從另一方面對(duì)大到暴雨發(fā)生的條件給予了診斷分析。通過(guò)對(duì)多年大到暴雨過(guò)程物理量的統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)凝練本地的大到暴雨發(fā)生時(shí)各個(gè)物理量的閾值，為更加科學(xué)的研判大到暴雨天氣過(guò)程提供參考，且各個(gè)物理量閾值之間為或的關(guān)系，發(fā)生大到暴雨過(guò)程時(shí)，可能僅有某幾個(gè)要素?cái)?shù)值比較明顯，這可能還與地形和天氣系統(tǒng)等有關(guān)，還需要繼續(xù)研究。

2.大到暴雨發(fā)生時(shí)，要求500hPa渦度值大于0.8s-1，850hPa渦度值大于1.5s-1;散度高空應(yīng)該大于0.8s-1，地面應(yīng)該小于-0.9s-1;低層垂直速度應(yīng)該小于-5.5hPa·s-1，而高空則應(yīng)該小于-14.3hPa·s-1;850hPa比濕應(yīng)該大于9g/kg;整層比濕通量散度要小于-1800g/cm2·hPa·s;500hPa-850hPa溫度差應(yīng)該小于-25°K，700hPa-925hPa假相當(dāng)位溫差應(yīng)該小于-7°K，500hPa-850hPa渦度差動(dòng)平流應(yīng)該大于3.5s-1。

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