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2013年汛期辽宁地区3次短时暴雨过程对比分析

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2013 年汛期辽宁地区 3 次短时暴雨过程对比分析 摘要 利用常规观测资料、自动气象站降水资料,对 2013 年汛期辽宁地区 3 次暴雨过程的高空形势场、 垂直速度场、假相当位温场及水汽通量场进行对比分 析。结果表明:3 次暴雨过程中,东北冷涡与华北气旋相结合是促发暴雨形成的 主要原因;2 次大范围强对流天气过程的暴雨落区与上升速度中心对应;南来水 汽为暴雨提供充足的湿度条件;露点锋、暖式切变线、高能量场对 3 次暴雨过程 起促发作用。 关键词 汛期;短时暴雨;对比分析;水汽;能量;辽宁省;2013 年 短时暴雨具有降水时间集中、雨强大、局地性比较明显等特点。暴雨过程容 易引发城市内涝、农田渍涝和洪涝地质灾害,不仅影响工农业生产,而且可能危 害人民的生命和财产,造成严重的经济损失。因此,短时暴雨的预报预警业务是 气象部门对社会和公众服务的重点。 短时暴雨成因复杂, 影响因子较多,环境因子差异会形成不同强度和落区的 短时暴雨, 因此及时准确地预报预警短时暴雨仍具有很大难度。东北地区气象学 者针对东北地区的暴雨进行了大量的研究工作[1-2], 对辽宁地区暴雨的研究集中 于分析降水特点、副热带高压位置、低空急流特征、位涡诊断及模拟暴雨过程等 [3-7]。孙建华等[8]研究发现北方地区高低空急流与中低纬度系统共同配合有利 于暴雨的产生。江志红等[9]利用 HYSPLIT 模式分析了 2007 年淮河流域不同阶 段降水的水汽输送轨迹、 主要通道及其不同水汽源地的贡献。对于东北地区的暴 雨,水汽来源比南方更为复杂[10]。通过分析 2013 年 7 月辽宁地区 3 次暴雨过 程雨量差异, 结合暴雨发生前后的天气系统、 环境形势特征、 物理量要素等资料, 指出辽宁地区夏季短时暴雨的影响因子,旨在为今后类似的暴雨预报提供参考。 1 资源来源与研究方法 本文所用资料为常规观测资料、自动站降水资料,均来自于沈阳区域气象中 心。利用高空形势场、垂直速度场、假相当位温场及水汽通量场中的特征量进行 计算和对比分析,得出有利于辽宁地区产生强降水的环境要素和物理量因子。 2 降水的时空分布特征 2013 年 6 月 28 日 8: 00 至 29 日 8: 00, 辽宁西部地区出现了局地短时暴雨, 共有 12 个国家级观测站降水大于 100 mm, 60 个国家级观测站降水大于 50 mm, 最大降雨量为 162 mm,出现在朝阳市凌源市的小城子。强降水时段出现在午后 至傍晚之间,将此次降水过程称为“6·28 局地短时暴雨”。 2013 年 7 月 1 日 14:00 至 2 日 14:00,辽宁省大部出现了短时强降水天气 过程,共 101 个国家级观测站降水大于 100 mm,660 个国家级观测站降水大于 50 mm,最大降雨量为 213 mm,出现在丹东市的金山。将此次降水过程称为“7·1 短时暴雨”。 2013 年 7 月 15 日 18:00 至 16 日 18:00,辽宁省大部出现了短时强降水天 气过程,共 87 个国家级观测站降水大于 100 mm,607 个国家级观测站降水大于 50 mm,最大降雨量为 302 mm,出现在丹东市宽甸市的太平哨。将此次降水过 程称为“7·15 短时暴雨”。 总的来看, “6·28 局地短时暴雨”降水较为集中, 局地性较强, 发展比较迅速, 影响范围不大;“7·1 短时暴雨”影响范围更大,总体雨量更强,辽西地区暴雨落 区较大。“7·15 短时暴雨”过程最长且雨量偏高,总体雨量强度较强,辽西地区暴 雨落区小于“7·1 短时暴雨”。3 次降水过程的共同点是都具有雨强大、雨势剧烈、 降水梯度大、时空分布不均匀等特点。 3 暴雨成因对比分析 3.1 高低空天气系统配置 “6·28 局地短时暴雨”发生之前(6 月 28 日 8:00) ,500 hPa 欧亚大陆经向环 流明显,贝加尔湖西北部冷空气堆积,黑龙江以北地区有阻塞高压填充,受冷空 气下沉和短波槽东移影响,辽宁省西部地区出现短时暴雨;在 850 hPa 高空图暴 雨过程中, 内蒙古东北部的西北急流转为辽宁西部的西南急流; 从地面形势分析, 露点锋的位置更偏东偏北, 蒙古气旋活跃在内蒙古中东部地区,只能影响辽西的 朝阳及阜新地区。 “7·1 短时暴雨”发生之前(7 月 1 日 20:00) ,500 hPa 欧亚大陆呈纬向环流, 贝加尔湖西北方向冷空气聚集成冷涡,在黑龙江以东地区为阻塞高压,使得冷空 气不断堆积到辽宁地区,副高稳定维持在长江以南地区,系统移动缓慢,有利于 暴雨的长时间维持。 暴雨前期, 内蒙古中东部地区短波槽东移不断分裂出短波槽 影响辽宁省,为此次暴雨提供了充足的动力和冷空气条件;850 hPa 切变位于辽 宁省西侧边界处,西南急流加强,为暴雨落区源源不断的提供水汽条件;从地面 形势分析,内蒙古中东部地区存在露点锋,其动力抬升作用致使气流上升,华北 气旋逐渐北上从葫芦岛地区登入辽宁省,配合高空冷空气和底层露点锋,使辽宁 地区出现中尺度的气旋性风场闭合环流。 华北气旋北上是产生此次暴雨的直接原 因。 在“7·15 短时暴雨”发生之前(7 月 15 日 20:00) ,500 hPa 受高空槽前西南 暖湿气流控制,贝加尔湖东部地区冷空气聚集成涡,副热带高压(584 线)压在 辽宁省东部边缘;850 hPa 西南急流在辽宁省中部加强;地面受蒙古气旋底前部 影响,等压线在辽宁地区较为密集。7 月 16 日 8:00,贝加尔湖西部地区冷涡略 有东移加强,副高位置继续东退,高空槽的位置移到辽宁省西部地区,西南急流 稳定维持;地面蒙古气旋逐渐北缩,辽宁省东部地区等压线密集,因此 16 日白 天降水主要集中于辽宁省中、东部地区。降水过程中,地面露点锋始终活动在内 蒙古中部,即黑龙江—吉林—辽宁一线东侧。 综合 3 次暴雨过程,相同点是地面主要受气旋活动影响,500 hPa 有高空槽 控制,850 hPa 高空图上可以分析出露点锋,低压


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