en
×

分享给微信好友或者朋友圈

使用微信“扫一扫”功能。
通讯作者:

马丽,Email:kaixinguoml@126.com

目录contents

    摘要

    利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、FY-2G卫星逐时TBB资料、多普勒雷达及自动站资料,对2018年7月13日夜间出现在山西东南部的短时强降水天气进行了潜势及触发特征分析。结果表明:副高外围的强劲西南气流为本次短时强降水过程提供了充沛的水汽条件;“上干冷下暖湿”的层结结构与“高层冷平流、低层暖平流”的温度差动平流提供了强对流发生发展所需的能量条件;上升运动的形成和维持有利于不稳定能量的释放和增强。地面β中尺度辐合线发展为β中尺度涡旋,激发β中尺度对流云团的合并与加强;大于等于35 dBZ的β中尺度带状回波中镶嵌的γ中尺度对流单体,在500 hPa西南气流的引导下,形成高度组织化的多单体线状回波缓慢移动是形成局地短历时强降水的直接原因。

    Abstract

    In this paper,using conventional observation data,NCEP 1°×1° reanalysis data,FY-2G satellite hourly TBB data,radar and AWS data,the potential and triggering characteristics of short-term heavy precipitation in southeastern Shanxi Province on the night of July 13,2018 were analyzed.The results reveal that the strong southwest airflow around subtropical high provide abundant water vapor conditions for the short-term heavy precipitation process.In addition,the stratification structure of “dry and cold under warm and wet” and the temperature differential advection of “high-level cold advection and lowlevel warm advection” provides the energy conditions required for the development of strong convection.The formation and maintenance of ascending motion are conducive to the release and enhancement of unstable energy.The meso-β scale convergence line on the ground develops into a meso-β scale vortex,thereby stimulating the consolidation and strengthening of the mid-β scale convective cloud mass,which in turn stimulates the merging and strengthening of meso-βscale convective clouds.The meso-γscale convective monomer embedded in the meso-βscale band echo of≥35 dBZ,under the guidance of the 500 hPa southwest airflow,forms a slowly moving,highly organized multi-cell linear echo,which was the direct cause of the formation of short-duration heavy rainfall.The short-term heavy precipitation is located between 5880 gpm and 5840 gpm on the 500 hPa map,between the 850 hPa and 700 hPa shear line,and overlaps with 850 hPa and 700 hPa wet tongue,ground trunk line and mesoscale convergence line (near the 10 km range),as well as the cold air inflow side of the convective cloud mass TBB gradient high value area and TBB≤-60 ℃.

  • 短时强降水是指短时间内降水强度较大,其降水量达到或超过某一量值的天气现象。与暴雨(日降水量大于等于50 mm)主要关注降水在给定时段的累积量不同,短时强降水更加强调的是降水的强对流特征和短历时特征(陈炯等,2013)。作为影响中国最主要的强对流灾害天气之一,短时强降水的发生发展过程十分迅速,局地性强,其落区和时效的预报预警一直是业务难点。

  • 短时强降水天气的产生有其独特的环境条件,在相似的大尺度环流背景下,大气热力不稳定层结、水汽、垂直风切变等条件亦有所差别。郝莹等(2012)认为,短时强降水发生时大气水汽充沛、湿层深厚,厚的暖云层及中等强度的对流有效位能和高的K指数有利于高降水效率的产生。强降水发前最有利抬升指数最大、抬升凝结高度最高(郁珍艳等,2011)、垂直风切变中等(闵锦忠等,2018;朱莉等,2019)以及层结不稳定环境偏强(章翠红等,2018),同时边界层急流显著增强,也是短时强降水临近预警的一个重要指标(郝莹等,2012)。

  • 在有利的大尺度环境背景形势下,中小尺度系统的生成是短时强降水产生的主要原因(张京英等,2010;曹晓岗等,2011;沈伟等,2017)。近年来,随着各种新型探测资料及更精细的地面加密观测资料的应用,在短时强降水天气过程的中尺度特征分析和预报研究方面取得了很多进展,尤其是针对影响短时强降水的中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,MCS)的研究,取得了不少有意义的研究结果。对流层中层以下的水汽供应,低层大气不稳定性和低层辐合、高层辐散的动力结构是MCS形成的必要条件(张柳等,2020)。中尺度地面辐合线的移动和增强对超级单体风暴起到了触发和维持的作用(王啸华等,2012),能有效地提供MCS演化过程和生命期所处阶段具有指示意义的信息(Rigo and Llasat,2007),且超前于MCS和雨团出现,其造成的局地辐合可作为MCS发展的启动机制(常煜,2016)。短时强降水发生在MCS发展或成熟阶段(常煜等,2018),且MCS中-52℃冷云区与降水存在明显的相关性(郭虎等,2008),短时强降水通常发生在冷云中心前进方向右侧,低层暖湿切变线辐合区与高空弱脊辐散区相叠置区域(常煜和刘勇,2014)。

  • 山西省特有的地理环境和气候特征导致汛期强对流天气频发,且以短时强降水居多。近年针对山西省短时强降水天气的分析较少,所用资料多为常规性观测资料,本文以2018年7月13日夜间发生在山西东南部地区的一次短时强降水天气为例,在常规资料的基础上,加入逐小时地面自动站加密观测资料,从产生区域性强对流天气的四要素出发,对此次短时强降水天气的潜势、触发机制及中尺度系统的演变特征进行了细致分析,以期为今后区域性短时强降水天气的诊断预报提供一定参考。

  • 1 资料和方法

  • 资料包括

  • 1)国家级和区域级逐小时的自动站观测数据,其中降水数据时间分辨率为10 min。

  • 2)常规地面和探空观测数据。

  • 3)美国NCEP(National Centers for Environmental Predicition)FNL分析资料,时间分辨率为6 h,空间分辨率为1°×1°。

  • 4)长治CC波段多普勒雷达数据(113.055°E、36.224°N,海拔高度1029 m)。

  • 2 天气实况和环流背景

  • 2.1 天气实况

  • 2018年7月13日夜间,山西东南部的长治和晋城出现了区域性短时强降水天气,02:00—08:00(北京时,下同)6 h累积降水量为0.1~103.0 mm(高平)(图1a),主要降水时段出现在14日02:00—06:00,在此时段,1 h降水量大于等于20 mm的共有9个县(市)、79个乡镇,10 min雨强超过10 mm的共有25个站次,最大1 h降水量为60.2 mm,最大10 min雨强为15.5 mm,出现在晋城市高平县的原村(图1b);从雨强最大的3个站10 min降水演变可见,除原村外其余站强降水时段较集中。这次强降雨历时短、局地性和突发性强,致使长治、晋城等地的3个县、9个乡镇遭受特大洪涝灾害,受灾人口50277人,农作物受灾面积3270公顷,直接经济损失达1764万元。

  • 2.2 环流背景及流型配置

  • 2018年7月13日08:00,500 hPa高空(图略)欧亚中高纬呈“两槽一脊”型,贝加尔湖以东至蒙古国东部为高空冷涡控制,中心强度5560 gpm,伴随-12℃冷中心,高空槽位于河套一带,山西受槽前西南气流控制,温度槽落后于高度槽,冷涡后部有冷空气堆积;西太平洋副热带高压(以下简称副高)呈块状分布,5840 gpm线位于山西中南部。13日20:00,高空冷涡中心位置少动,强度加强,中心温度下降为-14℃(图2a);高空槽在冷平流的作用下加深,槽后由偏西气流转为强盛的西北气流,迫使5840 gpm线迅速南压至山西运城长治地区,冷空气向南输送,与副高西北侧的西南气流在山西东南部交汇,造成此地对流发展。

  • 13日20:00,高低空系统配置呈后倾结构,500 hPa槽近似南北向位于陕西与山西交界处,700 hPa切变线位于山西东南部,850 hPa切变线位于河北南部,低层西南风速在8 m·s-1以下;850~500 hPa有深厚的高湿舌(区);高空急流位于40°N以北(图2b),山西处于高空急流的右后方辐散区,高层反气旋辐散区与低层西南显著气流耦合,低层有切变线、地面有干线及中尺度辐合线配合,有利于

  • 图1 山西省2018年7月14日02—08时累积降水量(a)和雨强最大的5个站的10 min降水量演变(b)(单位:mm)

  • Fig.1 Accumulated precipitation in Shanxi Province(a)from 02:00 BST to 08:00 BST on 14 July,2018 and(b)temporal variations of 10 min precipitation at five stations with maximum precipitation(unit:mm)

  • 图22018年7月13日20:00500 hPa位势高度场(单位:dagpm)及风场(a)和高低空系统配置(b)

  • Fig.2(a)500 hPa geopotential height field(unit:dagpm) and(b)highlow altitude system configuration at 20:00 BST on 13 July,2018

  • 强对流天气的触发。

  • 综上,本次过程发生在西风带系统东移过程中副热带高压被东退南撤的环流背景下,受东移高原槽和低空切变线的共同影响。短历时强降水落区位于500 hPa高度上5880 gpm与5840 gpm所控制区域、850 hPa与700 hPa切变线之间,且与850 hPa和700 hPa湿舌、地面干线及中尺度辐合线(附近10 km范围)、K指数大于等于40℃、沙氏指数SI小于等于-2℃及850 hPa与500 hPa的温差大于等于25℃等特征线相重叠的区域。

  • 3 短时强降水发生的潜势条件

  • 3.1 温度对数压力图综合分析

  • 由13日20:00郑州T-logP(图3)得知,相对湿度大于等于80%的湿层非常深厚,从地面延伸至450 hPa附近,450 hPa以上大气干冷,温湿层结曲线呈上喇叭口状,具有明显的“上干冷、下暖湿”的条件不稳定特征;抬升凝结高度为975.6 hPa,水汽凝结高度低,有利于降水的产生;0℃层高度为5657.7 m,平衡高度在183.6 hPa,表现出云底高度低、云体理论伸展高度高、暖云厚度较厚的特征,有利于提高降水效率;对流有效位能为595.8 J/Kg,对流抑制有效位能为30.2 J/Kg,说明大气存在潜在不稳定能量,一旦出现触发机制,造成不稳定能量释放,就会产生很强的对流性天气;风向从低层到高层为一致的西南风,水汽输送明显;0~6 km环境场的垂直风切变较弱,虽然不利于发生组织性非常强的对流单体,但有短时强降水天气发生的潜势。

  • 图32018年7月13日20:00郑州探空资料

  • Fig.3 TlnP diagram of Zhenzhou Station at 20:00 BST on 13 July,2018

  • 3.2 水汽条件

  • 大气中充沛的水汽条件是产生暴雨的必要条件,强对流的出现和风暴的发展要求低层有足够的水汽供应(孙继松和陶祖钰,2012)。从850 hPa水汽通量演变(图4)来看,13日20:00,来自南海和西太平洋的有两支强水汽输送带在华南地区汇合后沿副高外围向华北地区输送;14日02:00,水汽输送明显增强,水汽通量最大值达到25 g·cm-1·hPa-1·s-1,且水汽输送带有向西扩展的趋势,山西晋城和长治地区水汽输送相应增强。从大气可降水量来看(图略), 13日20:00至14日02:00,河南至京津冀一带为大值区,达65 kg·m-2,长治和晋城等地均维持在

  • 图42018年7月13日20时(a)和14日02时(b)850 hPa水汽通量(单位:g·cm-1·hPa-1·s-1)

  • Fig.4 Distributions of 850 hPa water vapor flux(unit:g·cm-1·hPa-1·s-1):(a)20:00 BST on 13 July,2018;(b)02:00 BST on 14 July,2018

  • 3.3 层结稳定度

  • 假相当位温θse不仅可反映大气中能量的分布,还可通过假相当位温随高度的变化来表征大气的稳定度,当500 hPa与700 hPa的假相当位温差Δθse(500-700)小于零,即假相当位温随高度减小时,大气层结处于对流不稳定。短时强降水发生前以及发生时,山西东南部850 hPa处于θse>352 K的高能区,且从Δθse(500-700)的分布特征来看,山西周边大部分地区大气层结存在对流不稳定的特征,但是从湖北、河南经山西东南部延伸至河北、天津一带,存在一条西南东北向的大气对流稳定或中性带,随着降水的发生发展,长治和晋城的周边地区大气层结存在由对流稳定向对流不稳定变化的趋势,说明大气的层结稳定度的转变有利于强降水的发生或降水强度的增强。

  • 3.4 动力和热力条件

  • 过暴雨区作假相当位温、垂直速度和温度平流的垂直剖面(图6),分析发现,13日14:00至14日08:00,假相当位温的高值区均位于800 hPa以下,800 hPa到400 hPa之间为能量低值区,随着时间的推移,344 K等值线由109°E不断向东扩展;14日02:00,强降水开始时刻,低值中心达到了332 K,说明中层不断有干冷空气向暴雨区上空扩展;但是此次在强降水区上空并未出现假相当位温的密集带,也即无能量锋区形成,进一步说明地面冷锋系统较弱。从垂直速度可知,13日14:00在暴雨中心上空正涡度平流随高度增加,且低层辐合、高层辐散特征明显(图略),整层为强的上升运动, 上升运动中心位于强降水区上空500~600 hPa,中心强度达到-0.8 Pa/s,上升运动由低到高向强降水区方向倾斜;13日20:00降水开始阶段,强降水区上空负涡

  • 图52018年7月13日20时(a)和14日02时(b)850 hPa θse(等值线)和Δθse(500-700)(阴影)(单位:K)

  • Fig.5 Distributions of 850 hPa θse(contours) and Δθse(500-700)(shaded areas)(unit:K):(a)20:00 BST on 13 July,2018;(b)02:00 BST on 14 July,2018

  • 图62018年7月13日14:00(a)、20:00(b)、14日02:00(c)和08:00(d)沿35.5°N假相当位温(等值线,单位:K)与垂直速度(红色虚线,单位:Pa/s)及温度平流(阴影,单位:10-5K·s-1)的垂直剖面(红色三角标记处为暴雨中心所在经度)

  • Fig.6 Crosssections of pseudoequivalent potential temperature(contours,unit:K) and vertical speed(red dotted line,unit:Pa/s),and temperature advection(shaded areas,unit:10-5K·s-1;the red triangle in the image is the longitude of the storm center) along 35.5°N:(a)14:00 BST on 13 July,2018;(b)20:00 BST on 13 July,2018;(c)02:00 BST on 14 July,2018;(d)08:00 BST on 14 July,2018

  • 度平流随高度减小,且辐合辐散强度增强,上升运动维持,其中心分裂成两个,其中一个中心上升至400~500 hPa之间,速度略有减小,另一个在850 hPa附近,中心强度仅为-0.2 Pa/s;14日02:00,降水强度增强阶段,位于强降水区上空的上升运动强度明显减弱至-0.4 Pa/s;14日08:00降水结束时,雨区上空转为弱的下沉运动。因此,强降水出现时间对应上升运动开始减弱,下沉运动出现后降水即趋于结束。降水开始前后,强降水区上空700~300 hPa均为暖平流,暖平流中心与上升运动中心相匹配,由500 hPa逐渐上升至350 hPa,最大中心值为6×10-5 K·s-1,其上,对流层高层为冷平流,在这种温度差动平流的作用下,大气层结不稳定趋于明显,对短历时强降水的发生发展起到了有利作用。而降水结束时,整个对流层变为一致的冷平流,大气层结趋于稳定。

  • 综上所述,副高外围强劲西南气流为本次短时强降水提供了充沛的水汽条件,“上干冷、下暖湿”的层结结构与“高层冷平流、低层暖平流”的温度差动平流提供了强对流发生发展所需的能量条件,随高度变化的涡度平流和低层辐合、高层辐散的形势使得上升运动出现和维持,有利于不稳定能量的释放和增强,13日08:00即可发现本次强对流天气出现的潜势,并可由郑州探空图初步判断为短时强降水灾害。

  • 4 中尺度特征

  • 4.1 中尺度辐合线的演变特征

  • 13日20:00,地面图上有中尺度辐合线位于850 hPa切变线与700 hPa切变线之间,且通过对14日夜间地面极大风场(图7)的分析发现,在长治、晋城一带一直有地面中尺度辐合线的维持,在辐合线附近均出现了明显的降水。14日00:00(图略),长治、晋城地区风速小于等于4 m/s,对应其后1 h降水量级在10 mm/h以下;01:00—04:00(图7a、b), 地面辐合线两侧站点偏北、偏南风速均有所增大,对应其后1 h降水强度明显增大,达20~45 mm/h,强降水区主要分布在辐合线西北侧即冷空气一侧;并

  • 图72018年7月14日01:00(a)、03:00(b)、05:00(c)和07:00(d)加密自动站极大风场(显示风速大于等于4 m/s的站点)叠加其后1 h降水量

  • Fig.7 Maximum wind field of intensive automatic station(sites showing wind speed(> 4 m/s)),superimposed with the precipi-tation for the following hour on 14 July,2018:(a)01:00 BST;(b)03:00 BST;(c)05:00 BST;(d) 07:00 BST

  • 且从03:00和04:00雷达组合反射率图上也可看到(略),带状降水回波与前一时刻地面辐合线相对应,呈西南东北走向,中心强度达到50 dBZ以上,但35 dBZ以上回波核心区域出现在4 km左右,45 dBZ以上强回波高度一直稳定在2 km左右,呈现出低质心的强降水式对流特征,降水效率高;05:00(图7c),随着风速增大,在长治、高平、陵川等地辐合系统发展加强成为1个β中尺度涡旋,辐合线随之南压,同时强降水落区分布在辐合线西北侧和涡旋中心附近;06:00(图略),随着冷空气不断南下,晋城地区普遍转为西北风,对应降水强度明显减弱,1 h降水强度减弱至10~15 mm/h,地面辐合线主要位于长治地区;07:00(图7d),长治地区极大风速明显减小,且大部分站点风向转为东北风,地面辐合线消失,降水强度进一步减弱。因此,说明自动站极大风场所反映的地面中尺度辐合系统是短时强降水的直接触发机制,其建立、维持和发展对强降水的落区和强度有较好的指示意义,通常强降水出现在辐合系统形成后的1~2 h内。

  • 4.2 中尺度对流云团的演变特征

  • 14日02:00地面图上(图略),地面气旋位于东北与内蒙古交界处,内蒙古至华北地区存在一条锋面,冷锋尾部压在山西长治晋城一带,冷锋云系尾部不断有中尺度对流系统生成。13日21:00冷锋尾部对流云团在河南北部生成,受500 hPa副高边缘偏南气流的引导以及能量和水汽的输送影响,对流云团北上加强,14日00:00进入山西,对流云团发展旺盛。由TBB(Temperature of Brightness Blackbody)与其后1 h的降水量叠加图(图8a)可知,该云团中心的TBB小于等于-50℃,但冷云区面积较小,对应降水强度也较小;14日02:00(图8c),随着地面辐合线的加强以及与500 hPa副高边缘偏南气流的耦合,TBB小于等于-50℃的冷云范围扩大,西北冷空气入流一侧TBB梯度增大到40℃/0.5°N,说明云团边缘直立,对流发展旺盛,对应降水强度增强,高平出现30.6 mm/h的短时强降水;03:00(图8d),冷云区不断向东北方向移动,移速较慢,TBB梯度进一步加大,并与其东北方向快速新生的冷云区合并,造成高平和晋城分别出现45.7 mm/h和23.3 mm/h的短时强降水;04:00(图8e),在地面干线附近,两个冷云区合并加强为一个直径约为90 km的椭圆形的β中尺度对流系统,云顶亮温达-60℃以下,该对流云系TBB梯度北侧较大,南侧较小, 雨强较大的两个站一个(平顺,23.4 mm/h)位于TBB梯度大值区,另一个(陵川,32.2 mm/h)位于TBB小于等于-60℃的中心区域;05:00(图8f),TBB小于等于-60℃的范围进一步扩大,该对流系统进一步发展加强至成熟期;06:00

  • 图82018年7月14日00:00—07:00逐时TBB(阴影,单位:℃)叠加其后1 h国家站雨量(数值,单位:mm):(a)00:00;(b)01:00;(c)02:00;(d)03:00;(e)04:00;(f)05:00;(g)06:00;(h)07:00

  • Fig.8 Hourly TBB from 00:00 to 07:00(shaded areas,unit:℃) superimposed with the precipitation for the following hour(figure,unit:mm) on 14 July,2018:(a)00:00 BST;(b)01:00 BST;(c)02:00 BST;(d)03:00 BST;(e)04:00 BST;(f)05:00 BST;(g)06:00 BST;(h)07:00 BST

  • 之后(图8g),随着700 hPa切变线的东移,对流系统减弱消散并向东移动,东南部降水强度也随之迅速减弱。分析发现,冷锋云系背景下发展的中尺度对流系统多在原地生消,大约持续5~8 h,但可造成该时段集中的短时强降水,强降水发生在TBB等温线的密集带上靠左侧冷空气入流一侧和TBB小于等于-60℃冷云盖中心附近,TBB等值线疏密所反映的云顶温度梯度对降水有很好的指示意义,这与常煜(2016)的研究结论相一致。

  • 4.3 雷达回波演变特征

  • 此次短时强降水过程组合反射率因子及其垂直剖面的演变特征表明,长治、晋城等地短时强降水的雷达回波具有明显的强回波低质心结构特征,大于等于45 dBZ的质心在4 km之下,且维持时间较长,致使长治、晋城等地多个自动站10 min降水量大于等于15 mm。强降水发生之前,14日02:22(图9a)在长治、晋城等地有大片积层混合云系中镶嵌一个回波强度大于等于45 dBZ的强对流单体位于高平附近,从其垂直剖面来看,回波从低到高呈直立状态,大于等于35 dBZ的强回波集中在4 km以下。从同时刻径向速度(图9e)发现,在高平站附近同时存在一个明显的γ中尺度气旋式辐合流场,汇合的流场加速了强对流单体在向东北方向移动过程中的弥合,使得强回波面积不断扩大,但强度并无大幅加强,只在02:27出现一个大于等于50 dBZ强回波中心(图略)。期间在强对流单体尾部不断有新生的对流单体与之合并加强,其前部发展成熟的对流单体移速较快脱离该回波,到03:09(图9b)形成两个独立的对流单体,与03:00长治、晋城地区两块云团相对应。之后,北段回波在强的环境风切变的作用下,辐合加强,晋城东部不断有单体新生,同时在其北移过程中与晋城北部的对流单体逐渐弥合加强,在04:06(图9c)发展成一条弓形回波,由于弓形回波的走向与其移动方向夹角较小,在这期间大于等于40 dBZ回波连续15个体扫经过高平县,持续时间长、降水效率高,从而造成了该地2 h降水量达到76.3 mm。从径向剖面来看,弓形回波由多个对流单体组成,强回波低质心结构明显,风暴的高反射率因子区从低到高向入流一侧倾斜。随后弓形回波在缓慢东移过程中断裂分散成多个γ尺度的对流单体,在长时间的维持下,造成了陵川、平顺等地多站小时雨强超过20 mm的强降水。伴随中尺度辐合线的南移,从04:46径向速度图上可发现,在晋城附近有明显的逆风区的结构特征。逆风区附近存在十

  • 图92018年7月14日02:22(a)、03:09(b)、04:06(c)、05:24(d)长治站多普勒雷达组合反射率因子分布(单位:dBZ)及14日02:22(e)、04:42(f)0.5°仰角径向速度(单位:ms-1)

  • Fig.9(a,b,c,d)Distribution of composite reflectivity factor of doppler radar at Changzhi Station(unit:dBZ) and(e,f)radial velocity at 0.5 degree elevation(unit:ms-1) on 14 July,2018:(a)02:22 BST;(b)03:09 BST;(c)04:06 BST;(d)05:24 BST;(e)02:22 BST;(f)04:42 BST

  • 分明显的水平风垂直切变特征,加速了水平方向上的辐合、辐散,对应晋城的多个乡镇10 min降水量超过10 mm。虽然05:00后地面中尺度辐合线已压在山西东南部边界,但在高平附近依然可发现有γ中尺度切变线存在,因此,在05:24(图9d)在高平地区又有对流单体新生,反射率因子强度虽然大于45 dBZ,但从反射率因子剖面来看,风暴内上升气流不强,回波顶较平直,且无能量补充,持续时间短,因而造成的降水强度并不大,小时雨强仅为15 mm/h。06:00之后,强回波减弱,形成大面积的积层混合回波,强降水区移出山西。

  • 由上述分析可知,本次过程地面β中尺度辐合线是强对流云团的重要触发系统,随着地面β中尺度辐合线发展为β中尺度地面涡旋,降水强度进一步增强。对应卫星云图上则表现为β中尺度对流云图的合并加强,强降水落区位于对流云团TBB等温线的密集带上靠左侧冷空气入流一侧和TBB冷云盖中心附近。雷达回波表现为β中尺度地面尺度辐合线上镶嵌的γ中尺度对流单体的侧向排列,对流单体均表现为一致的低质心结构,后向传播的高度组织化的多单体线状风暴缓慢移动是形成局地短历时强降水的直接原因。

  • 5 结论和讨论

  • 通过对2018年7月13日夜间,发生在山西东南部区域性短时强降水天气的潜势及触发条件分析,得出以下结论:

  • 1)此次短时强降水过程发生在西风带系统东移、副高东退南压的环流背景下,东移高原槽和低空切变线是其影响系统,地面干线和中尺度辐合线是对流的触发系统。

  • 2)副高外围的强劲西南气流为本次短时强降水过程提供了充沛的水汽条件;“上干冷下暖湿”的层结结构与“高层冷平流、低层暖平流”的温度差动平流提供了强对流发生发展所需的能量条件;上升运动的出现和维持有利于不稳定能量的释放和增强。

  • 3)地面自动站极大风场中尺度辐合系统的建立、维持和发展对短时强降水的落区和强度有较好的指示意义,强降水出现在辐合系统形成后的1~2 h内。

  • 4)地面β中尺度辐合线发展为β中尺度涡旋,激发β中尺度对流云团的合并与加强,强降水落区位于对流云团TBB等温线的密集带上靠左侧冷空气入流一侧和TBB冷云盖中心附近。雷达回波表现为β中尺度地面尺度辐合线上镶嵌的γ中尺度对流单体的侧向排列,对流单体均表现为一致的低质心结构,后向传播的高度组织化的多单体线状风暴缓慢移动是形成局地短历时强降水的直接原因。

  • 参考文献

  • 参考文献

  • Address:No.219, Ningliu Road, Nanjing, Jiangsu, China

    Postcode:210044

    Tel:025-58731158