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短时强降水发生的环境条件和个例分析

樊李苗  
【摘要】:为了了解我国短时强降水的时空分布规律,本文利用2005-2009年2000多个国家级气象观测站的每小时雨量数据进行统计,得出结论:青藏高原东部,四川盆地东北部,粤、桂、闽、苏、浙等省的沿海地区、长江中下游,黄河中下游为短时强降水出现频率大值区。5-8月是我国短时强降水频繁出现的时间,其中7月份最多。短时强降水日变化的主峰值区间为15-22时。 为了分析短时强降水、混合型强天气、雷暴大风、强冰雹四种强对流天气发生的环境条件,了解其异同点,从而可以在强对流潜势预报的基础上识别即将发生的强对流天气类型,本文选取了2002-2011年间的短时强降水、混合型强天气、雷暴大风、强冰雹四种强对流天气个例的探空站资料进行环境条件分析,得出结论:1)纯粹的短时强降水天气(包括I、II型)与强冰雹天气、雷暴大风天气的环境参数的区别是比较显著的,前者与后两者相比主要表现在比较小的700-500hPa和850-500hPa温差,弱的垂直风切变,比较高的0℃层、-20℃层和平衡层高度,比较大的地面和地面以上1.5km处的露点温度,其中短时强降水I型(占了纯粹短时强降水的大多数)以其整层比较高的相对湿度与其他类型强对流的环境背景差异最为明显;2)混合型强天气与强冰雹天气、雷暴大风天气在T-LogP图温湿曲线形态、对流有效位能、0-6km垂直风切变诸方面特征相似,表现为对流层中层存在明显干层、比较大的对流有效位能和0-6km垂直风切变。但其在相对较高的平衡层高度、较高地面和地面以上1.5km处露点温度、以及较小的850-500hPa温差诸方面与纯粹短时强降水更为接近。 利用常规气象观测资料、多普勒天气雷达、FY-2C、2E卫星云图(红外图像)资料,对2007年7月8日安徽淮西特大暴雨、2007年8月6日北京局地超级单体强降水以及2010年5月7日广州大暴雨个例进行了分析。 安徽过程强降水持续时间比较长,强降水区呈东西带状,范围比较大。此次过程是在梅雨期天气形势下,副高南退,西南急流增强,受低空切变线影响而生成的;北京局地强降水只发生在海淀与朝阳交界处,强降水持续1小时左右,它是在地面风场中尺度幅合条件下,受地面露点锋触发而发生的;广州强降水过程是在华南前汛期天气形势下,受低层切变线影响,由弱的、浅薄冷空气触发而形成的。降水过程中有前倾槽过境。 安徽过程和广州过程都是在大尺度天气形势有利的条件下,受中小尺度天气系统直接影响而发生的。这两次过程在低空都存在切变线,并且都有西南低空急流输送水汽和不稳定能量。降水区位于暖湿区中,整层大气湿度条件比较好。在降水区附近都有大气层结不稳定区,有利于对流系统不断生成。不同的是广州过程存在高空急流,垂直风切变比较大,有利于高度组织化的强对流风暴的生成和维持。北京局地强降水区位于暖湿舌的边缘,为强不稳定区。 安徽过程雷达回波主要特征为与降水区相对应的东西带状回波,在降水过程中,带状回波基本在降水区维持少动。此回波主要是由于降水区西部、西南部地区有强对流单体不断产生,东移、东北移,在移动过程中增强、合并而形成的。在回波演变过程中,由于回波带的移动、合并,还形成了“人”字形回波。造成强降水的主要原因是“列车效应”。广州强降水回波演变过程中也出现了带状回波,主要是由风场风向、风速辐合而形成的,强回波带与风场辐合线相对应,比较狭长,且向南移动。速度场上,与回波带中的超级单体风暴相对应,还有多个中小尺度涡旋生成。与安徽过程类似,在广州强降水回波演变过程中,也有自西部、西北部不稳定区移出的对流单体不断合并入带状回波中。在狭长的带状回波断裂后,在广州上空,自西北部移过的对流单体形成了“列车效应”,造成了广州的短时强降水。北京局地强降水主要是由强降水超级单体在海淀与朝阳之间停滞所造成的。径向速度场上有中气旋包裹在超级单体强风暴中。在回波演变过程中,中高层仰角上还出现了三体散射“钉状”回波和旁瓣回波。


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