贵州铜仁一次区域性暴雨天气过程分析.pdf
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1、Climate Change Research Letters 气候变化研究快报气候变化研究快报,2023,12(5),885-895 Published Online September 2023 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/ccrl https:/doi.org/10.12677/ccrl.2023.125091 文章引用文章引用:张李娟,杨群,兰世敏,徐大红,舒奕菲.贵州铜仁一次区域性暴雨天气过程分析J.气候变化研究快报,2023,12(5):885-895.DOI:10.12677/ccrl.2023.125091 贵州铜仁一次区域性暴
2、雨天气过程分析贵州铜仁一次区域性暴雨天气过程分析 张李娟张李娟1*,杨,杨 群群1,兰世敏,兰世敏2,徐大红,徐大红1#,舒奕菲,舒奕菲1 1贵州省铜仁市气象局,贵州 铜仁 2贵州省石阡县气象局,贵州 铜仁 收稿日期:2023年8月9日;录用日期:2023年9月8日;发布日期:2023年9月18日 摘摘 要要 利用铜仁市区域自动站资料、利用铜仁市区域自动站资料、Micaps常规观测资料、常规观测资料、NCEP/NCAR 1 1再分析资料、再分析资料、FY2E卫星云图资卫星云图资料、雷达回波资料等对料、雷达回波资料等对2019年年8月月28日日29日铜仁市一次中级区域性暴雨过程的环流形势、水汽、
3、动力日铜仁市一次中级区域性暴雨过程的环流形势、水汽、动力及能量条件进行分析,并对数值预报的降水预报进行检验。结果表明:此次暴雨过程是由中低层低涡切及能量条件进行分析,并对数值预报的降水预报进行检验。结果表明:此次暴雨过程是由中低层低涡切变、冷空气、台风外围偏东急流及地面辐合线相互耦合而形成;暴雨区水汽辐合明显,铜仁市上空为正变、冷空气、台风外围偏东急流及地面辐合线相互耦合而形成;暴雨区水汽辐合明显,铜仁市上空为正涡度区和强烈的垂直上升运动,为暴雨的形成提供了有利的条件;地形造成的近地面气旋性辐合及垂直涡度区和强烈的垂直上升运动,为暴雨的形成提供了有利的条件;地形造成的近地面气旋性辐合及垂直上升
4、运动,对本次暴雨过程的形成起到重要作用;“上干冷、下暖湿”的不稳定层结、强热力不稳定、上升运动,对本次暴雨过程的形成起到重要作用;“上干冷、下暖湿”的不稳定层结、强热力不稳定、一定强度的垂直风切变等条件,为此次强对流天气的出现提供了有利能量条件。一定强度的垂直风切变等条件,为此次强对流天气的出现提供了有利能量条件。EC及中央台的降水预报及中央台的降水预报对于此次对于此次强降水过程具有一定的指示意义,但降水量级预报略偏小,降水落区比实况稍偏北。强降水过程具有一定的指示意义,但降水量级预报略偏小,降水落区比实况稍偏北。关键词关键词 暴雨,环流形势,物理量,数值预报检验暴雨,环流形势,物理量,数值预
5、报检验 Analysis of a Regional Rainstorm Weather Process in Tongren,Guizhou Lijuan Zhang1*,Qun Yang 1,Shimin Lan2,Dahong Xu1#,Yifei Shu1 1Meteorological Bureau of Tongren,Tongren Guizhou 2Meteorological Bureau of Shiqian,Tongren Guizhou Received:Aug.9th,2023;accepted:Sep.8th,2023;published:Sep.18th,2023
6、 Abstract The circulation situation,water vapor,power and energy conditions of a medium-level regional *第一作者。#通讯作者。张李娟 等 DOI:10.12677/ccrl.2023.125091 886 气候变化研究快报 rainstorm process in Tongren City on August 2829,2019 were analyzed by using the data of the regional automatic station in Tongren City,
7、the conventional observation data of Micaps,the 1 1 reanalysis data of NCEP/NCAR,the data of FY2E satellite cloud image,and the radar echo data,and the precipitation forecast predicted by numerical prediction was tested.The results show that the rainstorm process is formed by the coupling of low-and
8、 medium-level low vortex shear,cold air,easterly jet stream and ground convergence line in the periphery of typhoon.The water vapor convergence in the rainstorm area is obvious,and the sky above Tongren City is a positive vortici-ty area and a strong vertical upward movement,which provides favorable
9、 conditions for the for-mation of heavy rainfall.The near-ground cyclonic convergence and vertical upward movement caused by the terrain played an important role in the formation of this rainstorm process.The un-stable layering,strong thermal instability,and vertical wind shear of a certain intensit
10、y of“dry and cold at the top,warm and wet at the bottom”provide favorable energy conditions for the emergence of strong convective weather.The precipitation forecasts of EC and Central Observato-ry have certain indicative significance for the heavy precipitation process,but the precipitation level f
11、orecast is slightly smaller,and the precipitation falling area is slightly northerly than the actual situation.Keywords Rainstorm,Circulation Situation,Physical Quantity,Numerical Prediction Test Copyright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attr
12、ibution International License(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.引言引言 铜仁市地处贵州省东北部,位于东经 1074510930、北纬 27072905之间。近年来铜仁市频发暴雨灾害。铜仁市气候概况中指出铜仁市 1995 年 6 月 29 日 20 时到 7 月 1 日 20 时,铜仁市东部的铜仁市区(碧江)、江口县、松桃县、万山、玉屏县降特大暴雨,江口县连续 2 日的累计雨量达 436.6 mm,是该县历史极大值,成为全省最大值,暴雨造成河水陡涨,县城被淹。2011 年 9 月 17 日
13、 19 时到 18 日 08 时,受北方强冷空气南下影响,铜仁市出现了大范围的降温降水天气,其中梵净山周边的江口县北部、松桃西部、印江西部出现了局地对流性大暴雨以上的强降水天气。导致印江朗溪河、江口太平河和松桃小江河上游水位猛涨,造成沿岸居民房屋进水,部分房屋被冲毁,部分田土被淹,损失较为严重。由于铜仁市,处于云贵高原向湘西丘陵过度的斜坡地带,容易触发局地强对流性天气发生,暴雨落区预报难度较大,因此暴雨一直是预报的难点和公众关注的热点。前人对暴雨、强降水成因及特征已有大量研究1-10,根据本地暴雨特征及台风暴雨天气过程特有形势,杨群1对 20052014 年中多次暴雨天气过程的环流型特点及物理
14、量特征,对流云团的生消演变进行分析,得出分季节暴雨典型环流模型及预报着眼点,建立铜仁市分季节暴雨发生物理诊断预报模型及落区判断概率模型。龙园2等对贵州中西部地区一次台风暴雨天气过程进行诊断分析,可知台风云系对降水有所影响,台风云系带来的深厚湿层与暖湿气流沿地形抬升的动力作用使得累积的不稳定能量得到释放,对暴雨天气过程带来一定的有利条件。本文利用利用铜仁市区域自动站资料、Micaps 常规观测资料、NCEP/NCAR 1 1再分析资料、FY2E 卫星云图资料、雷达回波资料等对 2019 年8 月 28 日29 日铜仁市一次中级区域性暴雨过程的环流形势、水汽条件、动力条件及能量条件进行分析,并对数
15、值预报的降水预报进行检验。从而为日常暴雨的预报提供参考,以减少暴雨灾害带来的损失。Open AccessOpen Access张李娟 等 DOI:10.12677/ccrl.2023.125091 887 气候变化研究快报 2.降水概况降水概况 2019 年 8 月 28 日铜仁市出现区域性暴雨天气。强降雨主要集中在 8 月 28 日 20 时22 时,统计 8 月28 日 08 时29 日 08 时降雨量(单位:mm),全市共出现 23 站大暴雨(主要集中在江口县,铜仁市西北部的沿河县、德江县有个别站);91 站暴雨(主要分布在铜仁市西北部、梵净山东、南部);106 站大雨;102站中雨;3
16、7 站小雨。最大降雨量为江口孟家屯 179.5 mm,最大小雨强为江口快场 77.8 mm。具体累计雨量分布(图 1(a),由孟家屯小时雨强演变(图 1(b)可见,强降水主要集中在在 28 日 20 时至 23 时,3 小时累积雨量达 152.6 mm,其每小时降雨量均在 35 mm 以上,1 小时最大降雨量达 72.6 mm,29 日 00 时以后降水减弱,到 29 日 08 时降水过程基本结束。沿河西部至德江西部的暴雨主要集中在 28 日 20 时至 29日 04 时。(a)(b)Figure 1.Rainfall distribution in Tongren area from 08:
17、00 on August 28 to 08:00 on August 29,2019(a)and hourly rainfall at Mengjiatun Station from 16:00 on the 28th to 07:00 on the 29th(b)(Unit:mm)图图 1.2019 年 8 月 28 日 08 时至 29 日 08 时铜仁地区降雨量分布图(a)及 28 日 16 时至 29 日 07 时孟家屯站的逐小时雨量(b)(单位:mm)3.暴雨成因分析暴雨成因分析 天气尺度系统背景分析天气尺度系统背景分析 8 月 28 日 08 时(图略):500 hPa 高空中高纬
18、维持两槽一脊形势,经向环流明显,高空低涡位于内蒙古东北部,铜仁市受副热带高压北侧的西南气流影响;700 hPa 在四川东北部有一个低涡,位于四川东北重庆北部一带有低涡切变,铜仁市受西南气流影响,我市西部、北部处于湿区;850 hPa 重庆中部贵州中北贵州东北一带有低涡切变,低涡中心位于重庆中部,铜仁市处于湿区;地面图上,贵州受热低压控制,有能量的积聚。总的来看,从上到下,铜仁市均处于高温高湿的区域,利于能量的积聚,有利于强对流天气发生。8 月 28 日 20 时(图 2(a):高空低涡维持在内蒙古东北部,500 hPa 副高稍有西伸,铜仁受高空槽后西北气流影响,台风倒槽位于广东西部广西东部一带
19、;700 hPa 在重庆中北部有一个低涡,低涡切变南压至重庆中北部贵州东北边缘湖南中西部一带,铜仁市受西北气流影响,台风外围的东南急流在广东南部海南一带,铜仁处在湿区中;850 hPa 切变在维持重庆中部铜仁中西部遵义西南贵阳一带,铜仁处于湿区中;地面图上,冷空气逐步南下开始进入我省境内,省东部、西部受冷空气影响。地面辐合线移至铜仁中南部遵义贵阳一带,铜仁市中南部有明显的中尺度辐合线影响,有利于强对流天气在地面辐合线附近发生。张李娟 等 DOI:10.12677/ccrl.2023.125091 888 气候变化研究快报 8 月 29 日 08 时(图 2(b):500 hPa 副高减弱,但仍
20、受高压控制,高空槽东移减弱,台风倒槽西移至广西中部;700 hPa 切变线北抬,移出铜仁,我市受偏北气流影响;850 hPa 切变线东移至铜仁东部,铜仁市西部、北部受切变北部偏北气流影响,东南部受东南气流影响;地面上,地面辐合线移出贵州。(a)(b)Figure 2.The analysis of meso-scale environmental field at 20:00 on August 28,2019(a),08:00 August 29,2019(b)图图 2.2019 年 8 月 28 日 20 时(a)、8 月 29 日 08 时(b)中尺度环境场分析 4.物理量诊断分析物理量
21、诊断分析 4.1.水汽条件水汽条件 暴雨的产生需要本地上空有大量的水汽和源源不断的水汽输送。从水汽通量散度场(图 3)可以看出,28 日 14 时 850 hPa(图 3(a)铜仁市西北部有一个水汽辐合中心,强度为120 102 g/(cm2hPas),铜仁中西部均为水汽辐合区域;28 日 20 时 850 hPa(图 3(b)铜仁市西部有一个水汽辐合中心,强度均达120 102 g/(cm2hPas),铜仁市范围内均为水汽辐合区,且水汽辐合程度增强。说明水汽在我市上空大量堆积,为这次降水过程提供了较好的水汽条件。(a)(b)Figure 3.The water vapor flux dive
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