房荣+冯洋+刘伟+张立霞
摘 要:利用常规观测资料、雷达、云图、风廓线等,对春节期间罕见降雨进行分析,结果表明:降水为锋前暖区降水,高空槽和低层切变系统明显,低层偏南急流和近地面东北风对降水有利;湿层深厚,水汽辐合,上升运动明显,有利于产生较强降水,配合列车效应导致新乐降水达到27 mm,超过同期历史极值;降水前期升温,降水时温度高,致使降水性质以雨为主。
关键词:降水 冷锋 偏南急流 东北风 列车效应
中图分类号:P458.1+21.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)07(c)-0065-02
受冷空气和西南暖湿气流共同影响,2016年2月12~13日石家庄市出现了一次同期少见的降雨过程,降雨量10.4 mm至27.8 mm。新乐和井陉日降水量分别为26.7 mm和13.1 mm,突破历史同月最大值,其中新乐最大降水强度达到了4.6 mm/h,在这个季节是比较少见的。鉴于此次降水的特殊性,笔者对它的成因进行分析如下。
1 环流形势分析
12日08时500 hPa欧亚大陆是一槽一脊形势,在北部冷涡控制下,未来有冷空气不断南下影响河北省。地面形势上,新疆北部有一地面冷高压(中心1071.7 hPa),云贵交界有一地面暖低压(中心1002.1 hPa),石家庄市处于锋前暖区,未来锋面不断东移南压,造成该市降水。12日20时,200 hPa纬向度较大,盛行西南气流;500 hPa高空槽在河套西部;700 hPa和850 hPa河北省西部均有明显切变,且均处于明显湿区,700 hPa在河套西部有温度槽,850 hPa河北省中东部存在温度脊,有明显的偏南急流;925 hPa石家庄市明显的偏东风。整体条件来看,夜间该市尤其是西部山区降水十分有利。
2 中尺度分析
2.1 云图
12日08时高空槽云系位于河套地区,云系较分散,700 hPa在河套地区存在等温线密集区,风场与温度线相交,有冷暖平流交汇,使得河套地区分散的云系合并发展加强。20时高空槽和温度槽均加强,槽前强的涡度平流和槽后冷平流入侵,增强了大气的斜压性,21时30分高空槽云系发展成较为典型的斜压叶状云,对应地面有冷锋锋生,地面降水明显加强。
2.2 风廓线
从风廓线产品得到的垂直速度上看,500 m以下为下沉运动外,其他高度为一致的上升运动,最大的垂直速度在1 700 m左右(2.12 m/s),低层东北风的动力抬升作用明显。降水发生前,08时12分800 m以下风场为弱的西南风,到12时风向转为偏北风,并且北风所在的高度逐渐增加,降水开始。22时36分北风加大开始,配合降水强度也明显加大。到48分1 000 m北风为16 m/s,高度一直到3 000 m,北风达到的高度较高,以上为西南风,有利于降水加强。
2.3 雷达
降水开始时,回波零散,随着系统加强,回波发展为层状云降水回波,降水持续时间较长,最大回波强度在40 dBz以上,在2月这样的强度比较少见。雷达回波源源不断地经过井陉、新乐,形成了“列车效应”。最大强度≥40 dBz,降水强度大,持续时间长,使井陉和新乐突破了历史极值。
3 物理量诊断分析
3.1 水汽条件
从12日探空来看,河北省南部中低层水汽充沛,湿层不断加厚。20时700 hPa水汽辐散中心移至河北省中北部,850 hPa石家庄市处于水汽辐合区,东部有明显的水汽辐合中心(1×10-6g·(cm2·hPa·s)-1);中低层露点温度差均为2 ℃,比湿也均大于4 g/kg,θse超过了40,在冬季已经达到了强降水的指标。12日夜间水汽条件十分利于产生较大范围的降水。
3.2 动力条件
从石家庄涡度垂直剖面看,在20时,850 hPa有一正涡度中心,300 hPa附近存在一负涡度中心,表明石家庄有显著的垂直上升运动。而在垂直速度剖面上看,12日夜间石家庄700 hPa存在明显的上升运动中心,有利于降水产生。
4 总结
4.1 降水量突破同期历史极值原因
(1)动力条件较好:中低层偏南急流,低层偏东风;高低空系统配置好,低层东北风,并且上升运动明显。(2)水汽条件好:整层湿度大,中低层处于明显湿区,比湿达到4 g/kg。并且在井陉、新乐形成“列车效应”造成了这次罕见降水。
4.2 降水相态以雨为主原因
(1)前期基础温度较高,7~11日平均气温6.0 ℃(历史同期值1.0 ℃),对降雪不利。(2)降水发生时,850 hPa温度和地面温度都高,基本都在0 ℃以上。
5 工作建议及改进措施
这次降水,我们对降水时间和降水性质预报较准确,但对降水量级的把握不好。咎其原因,一是指导预报对量级的预报不太准确,并且变动性较大;二是在历年同时期这种全区中雨局地大雨的降水很少出现,导致对降水量级预报偏小。
在以后的预报中,一要继续做好数值预报的释用,做好本地化的订正;二要加强物理量和一些指标的对比,总结归纳预报指标;三要大量加强相似历史个例的总结和对比,积累预报经验。
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