19贵州一次低空急流与低涡切变共同影响的暴雨个例分析Word文件下载.docx

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1引言

暴雨是贵州严重的灾害性天气之一，常常对国民经济和人民生命财产造成重大损失。

长期以来暴雨一直是气象工作者研究的重要课题之一。

陶诗言等[3]认为暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物，而低空急流与暴雨紧密相关、相伴出现，暴雨区位于低空急流北侧的100-200km范围内。

近年来许多专家学者对低空急流与贵州暴雨的关系也作了大量研究，所有这些研究成果对了解和认识低空急流与贵州暴雨的关系具有重要的指导意义。

万雪丽、杨静[2]研究指出：

贵州夏季暴雨的产生与低空急流关系密切，41次暴雨过程中有40次都伴有低空急流的出现。

所有的在西南风急流背景下产生的暴雨与700hPa、850hPa的低涡切变活动关系密切。

池再香，白慧[4]等对发生在黔东南州的9次局地暴雨过程的水汽通量与水汽通量散度进行了分析。

孙旭东，杨静，万雪丽[5]杨静对影响贵州南部的一次低空急流暴雨天气过程进行了诊断分析。

贵州省气象台对贵州暴雨类型做了统计分析，将贵州暴雨分为两高切变型，南支槽型，冷锋低槽型和低涡切变型[6]。

但是还未见到低空急流与低涡切变配合的贵州暴雨天气个例分析总结，也未建立此类贵州暴雨天气气候模型。

本文在前人研究的基础上根据贵州省七要素自动气象站雨量资料、区域自动气象站雨量资料、Micaps常规资料、尝试利用天气学原理和方法对贵州2011年5月10日20时至11日20时的区域性暴雨天气过程的影响系统、物理量场、卫星云图的演变特征进行初步分析。

期望提高对这类暴雨天气成因的认识、寻找低空急流与低涡切变配合导致贵州暴雨天气过程的共性，为将来能将这类暴雨天气系统配置上升为贵州暴雨天气模型之一提供实证个例。

2暴雨天气实况

2011年5月10日20时至11日20时贵州省出现了入汛以来范围最广强度最强的暴雨、局地大暴雨天气过程。

六盘水市东部、黔西南州东部、南部，安顺地区南部，黔南州中部、南部，黔东南州大部（图1）。

根据2011年5月10日20时至11日20时贵州省地面七要素自动气象站雨量统计，共有4县市出现大暴雨：

其中都匀降雨量：

130.0mm、惠水降雨量：

118.3mm，余庆降雨量：

117.6mm，安龙降雨量108.7mm；

望谟、镇远、紫云、罗甸等21个县市出现暴雨。

同时六枝、水城、普安、镇宁、平坝、关岭、龙里、福泉、镇远等县境内出现了冰雹、短时大风等强对流天气。

另外根据2011年5月10日20时-11日20时贵州省区域自动站雨量统计结果共有：

817站降雨量≥10mm；

581站降雨量≥25mm；

341站降雨量≥50mm；

45站降雨量≥100mm。

最大降水出现在黔南州的龙里县摆省乡187.1mm。

这是贵州省一次明显的区域性暴雨天气过程。

3天气影响系统分析

500hpa（图略）10日08时孟加拉湾为一低压大槽控制、四川至河套有一高空槽。

贵州上空为南支槽前西南气流影响。

副高588线位于海南岛以南18°

-19°

N之间、西伸至108°

E附近，脊线位于位于11°

N附近。

低空急流：

10日08时700hpa（图2）上低空急流中心位于广西西北部至东北部的:

百色—河池—桂林一线，风速在14m/s—18m/s之间，中心最大风速为河池站18m/s。

850hpa（图3）在贵州西南部与广西西北部区域到湖南东北部维持一支强盛的西南低空急流，风速＞12m/s，最大风速出现在广西桂林，风速达到22m/s,湖南怀化站、长沙站均为20m/s。

低空急流是产生暴雨的一个决定性因素，是暴雨落区预报中的一个重要因子，它向暴雨区输送水汽、热量及不稳定能量。

低涡切变：

10日08时850hPa在四川东部有低涡,并有人字形切变配合。

低涡切变位于川东至贵州西北部一线。

地面图上：

10日05时（图略）、08时（图略）、14时（图4）热低压控制整个贵州省,全省维持晴热天气。

10日08时地面天气图上贵州中部以北有一中尺度辐合线。

14时稍向南移，20时移到贵州中部以南。

此中尺度辐合线可能是造成贵州高原东南部的区域性暴雨的触发系统。

造成此次区域性暴雨的主要天气系统是：

地面热低压及850hpa低涡切变与西南低空急流，直接影响系统是MCC。

暴雨落区位于西南低空急流西北侧与850hpa低涡切变南侧的范围内。

图12011年5月10日20时-11日20时贵州省地面七要素自动气象站雨量分布实况

图22011年5月10日08时700hpa天气图

图32011年5月10日08时850hpa天气图

图42011年5月10日14时地面天气图

4卫星云图演变特征

在红外卫星云图上，10日18时00分（图5a）湘西北-铜仁-我省中部一线有一条对流云线，其上排列着若干个中小对流单体，对流单体在东移过程中进一步加强、合并，冷云顶迅速膨胀。

10日19时30分图5（b）云顶亮温下降，亮温梯度进一步加大,至10日23时30分图5（c）发展合并成强盛的中尺度对流复合体（MCC），11日05时00分MCC稍向南移呈东北西南向图5（d），此MCC维持至11日10时图5（e）。

MCC的生命史长达12小时（图略）至11日10时30分图5（f）主体移出贵州境内并消亡。

以上卫星观测事实可以清楚地反映出贵州此次区域性暴雨过程，降水系统具有明显的MCC特征，是一次典型的MCC过程。

MCC与20时地面天气图上的中尺度辐合线及暴雨区域基本吻合。

（a）（b）

（c）（d）

（e）（f）

图5（a）2011年5月10日18：

00红外卫星云图（b）2011年5月10日19：

30红外卫星云图（c）2011年5月10日23.30红外卫星云图（d）2011年5月11日05：

00红外卫星云图（e）2011年5月11日10：

00红外卫星云图（f）2011年5月11日10：

30红外卫星云图

5物理量诊断分析

物理量诊断分析的目的是定量计算并分析与天气过程有关的物理量，弥补天气图分析不定量的不足。

造成暴雨天气过程的宏观物理条件是：

源源不断的水汽输送、强烈的上升运动、高的对流不稳定能量。

下面对本次暴雨天气过程的：

水汽条件；

动力条件；

热量条件进行诊断分析。

5.1水汽条件

5.1.1水汽通量

水汽通量表示：

在单位时间内流经某一单位面积的水汽质量。

量级和单位为：

10-1.g.cm-1.hpa-1.s-1。

在5月9日08时、10日08时、11日08时850hpa水汽通量场上（图略），贵州省大部分地区水汽通量在10~28.10-1.g.cm-1.hpa-1.s-1之间。

最大值中心位于贵州东南部以东的湖南、广西之间,最大水汽通量≥30.10-1.g.cm-1.hpa-1.s-1；

5月9日20时700hpa水汽通量场（图略）上贵州东部地区水汽通量在14~18.10-1.g.cm-1.hpa-1.s-1之间；

最大中心值≥18.10-1.g.cm-1.hpa-1.s-1。

表明：

贵州、两广、湖南、湖北、江西有一水汽通量高值区，使得南海水汽不断地向该地区输送。

5.1.2水汽通量散度

水汽通量散度的物理意义是:

在单位时间里,单位体积内辐合进来或辐散出去的水汽质量。

水汽通量散度＜0表示水汽辐合、＞0表示水汽辐散。

10-7.g.cm-２.hpa-1.s-1。

5月9日20时850hpa水汽通量散度场上（图略），贵州中部以西滇西及川南有一水汽辐合中心，贵州境内水汽通量散度在-50~-10.10-7.g.cm-２.hpa-1.s-1。

之间，中心位于贵州省毕节地区西南部至云南东北部之间。

中心值≤-60.10-7.g.cm-２.hpa-1.s-1。

；

5月10日20时850hpa水汽通量散度场上图6（a）贵州大部水汽通量散度均在-30~-20.10-7.g.cm-２.hpa-1.s-1。

之间。

水汽水汽通量散度中心位于贵州省中部一线到湖南中部以北，中心值≤-50.10-7.g.cm-２.hpa-1.s-1。

，表明有强的水汽辐合。

此水汽辐合中心位于850hpa西风急流左侧前方及850hpa低涡切变东南部的地区，与卫星云图上我省中南部一线到湖南中部以北的中尺度对流复合体（MCC）、全国雷达拼图上贵州省东南部的强回波中心（图略）及暴雨区相吻合，与5月9日08时850hpa水汽通量场及5月10日08时850hpa水气通量场（图略）大值区配合较好。

说明产生暴雨前有源源不断的水汽向贵州大部等地区辐合。

（a）

（b）

（c）

（d）

图6（a）2011年5月10日20时850hpa水气通量散度场图

（b）2011年5月10日20时700hpa垂直速度场图

（c）20111年05月10日20时850hpa涡度场

（d）2011年5月10日20时700hpa假相当位温场

5.2动力条件

5.2.1垂直速度

在P坐标系中垂直速度＜0表示空气存在上升运动、垂直速度＞0表示空气存在下沉运动。

10-3hpa/s。

在垂直速度场上：

5月9日20时700hpa垂直速度（图略），贵州省以西＜-20.10-3hpa/s存在上升运动。

中心位于贵州省西北部及四川南部。

到5月10日20时700hpa垂直速度场上图6（b）及5月10日20时500hpa垂直速度场上（图略）贵州大部垂直速度＜-20.10-3hpa/s，表明贵州上空中低层维持较强的上升运动。

5.2.2散度

散度的物理意义是:

在单位时间里,单位体积内辐合进来或辐散出去的空气质量。

散度＜0表示空气辐合、＞0表示空气辐散。

在850hpa散度场上（图略），5月9日08时、20时贵州中部以西地区散度值（量级和单位：

10-5.S-1）在：

-40~-10.10-5.S-1之间。

10日20时850hpa散度场上（图略）贵州大部散度值在：

-30~-201.10-5.S-1之间。

散度场分布表明贵州大部低层处在辐合区内，有利于降水系统的发展。

5.2.3涡度

850hpa涡度场上，5月9日08时（图略）、20时（图略）贵州大部涡度值（量级及单位：

10-5.S-1）为正涡度，其值为20~40.10-5.S-1之间，10日08时（图略）、20时图6（c）贵州中部以东为正涡度其值＞20.10-5.S-1。

11日08时贵州省的东南部为正涡度其值＞20.10-5.S-1。

700hpa涡度场上（图略），5月10日20时贵州省的东南部为正涡度其值＞20.10-5.S-1。

从涡度场上看产生暴雨前一日即5月10日08时、20时、11日08时贵州省的东南部为正涡度控制，有利于气旋发展。

5.3热量条件

θse是