摘 要 :2010年7月19日,暴雨发生在华北大范围区域,是不同尺度共同影响的结果,中高层低涡、低空暖切变、中尺度辐合和高、低急流配合等天气条件下使出现降水,暴雨期间对流层低层自南向北发展的高能舌维持,存在对流不稳定层结,且降水区有明显的水汽聚集,种种条件对此次暴雨天气的形成非常有利。
关键词:
关键词: 暴雨天气; 中尺度系统; 副热带高压
暴雨是在有利的大尺度天气形势背景下直接受中尺度系统影响下产生的,天气系统提供有利的环境和触发条件,不断形成中尺度系统,进而导致出现暴雨等中尺度对流天气现象。这种暴雨中尺度气象在华北地区夏季较为常见。随着气象科研的深入,我国有很多相关工作者对该方面有独到的研究论述,如王宪彬[1]等对2008年7月发生在东北地区暴雨过程分析诊断。陶诗言[2]等研究表明,“西南低涡是造成下半年暴雨的主要原因之一”。朱禾[3]模拟了一次西南地区在多种活跃天气系统影响下西南涡的发展过程。王丛梅[4]分析得出,西北涡和东蒙冷涡是河北省低涡暴雨的主要影响系统,西南涡的影响仅发生在7月。西南涡一旦北上会给华北地区带来大范围暴雨天气。暴雨天气会给地方造成山体滑坡、泥石流等自然灾害,威胁到地方群众的生命财产安全。2010年7月19日河北、河南、山东等一带华北区域发生大范围降雨天气,本文主要对该时段内暴雨天气过程变化进行诊断分析。
1 降水实况
受低槽东移和副热带高压边缘西南气流的共同影响,2010年7月18-20日华北大范围地区出现暴雨天气,7月19日的降水主要集中在08:00-22:00,其中华北局部地区出现大暴雨或特大暴雨天气过程。山东地区的122个观测站,有56个站出现暴雨,4个站出现大暴雨,大降雨量达96.22 mm;天津大降雨量出现在大港,达到96.40 mm,全市6个区县观测站和61个乡镇站降水量在50.00 mm以上,达暴雨量级,其中6个乡镇站降水量达100.00 mm以上,达大暴雨量级;沧州盐山出现大降水量达158.00 mm。由于此次降水时长,降水量较大,降水时段集中,降水导致部分地势偏低地区积水严重,出现洪涝灾害,给城市安全运行、居民正常生活造成严重影响,农作物大面积受灾、房屋倒塌等情况严重,给华北地区造成重大财产损失。
2 天气环流形势分析
自7月17日开始,华北地区副热带高压加北抬,由图1中700 hPa的天气形势分析可以看出,山东地区位于低槽前部,上升较为剧烈。副高西南侧急流的建立将南部沿海暖湿气由南向北输送,为华北大范围地区降水提供了充足的水汽条件。由图2中850 hPa的天气形势分析图中可以看出,北纬37°附近形成了一条横向切变线,河套东移的冷切变与鲁东南北抬的暖切边在鲁西北处结合,低空建立了西南急流,来自南部沿海一带的暖湿气流不断输送到华北区域,为降水提供了充足的水汽条件和动力条件。
根据7月18日08:00,200 hPa高空图(图略),西风槽位于内蒙西部-甘肃中部一带,河套-东北地区受槽前SW气流控制,宁夏-山西中部-天津-吉林西部存在着NE-SW向高空急流,并于20:00移到河套西部;随后西风槽加深移至河套东部地区,高空急流轴的南北分量加大,19日20:00降水中心随着急流核东北移。降水出现在200 hPa的高空急流入口区的右侧,属于高层辐散区,通过抽吸作用引起低层烈辅合,促进气流垂直上升,有利于中尺度系统的形成,使产生暴雨。
从下图500 hPa的高空图(图略)看出降水前期,欧亚中高纬度地区为两槽一脊环流形势,两槽位于乌拉尔山和贝加尔湖东,一脊在副高与青藏高压脊之间的辅合带,副热带高压呈块状结构。18日20:00在辅合带内陕西中部形成气漩性涡旋中心,并在19日08:00移至山西南部并加深形成低涡,低涡与副高间偏南风加为一脊间的辅合带东北移动提供了环境条件;19日20:00 500 hPa低涡北上减弱为低槽,槽前偏南气流维持并北伸,20日08:00槽线东移至河北,降水随之北移并减弱至结束。
从上图中700 hPa的高空分析图上(图略),低涡中心18日08:00位于四川东北部,偏南风急流延伸之河南境内;19日08:00西南涡移至河南、河北交界,20:00地涡中心移到渤海湾附近,西南涡风速加大;14:00-20:00,850 hPa低涡东北侧气流加,有利于向西涡南输送黄海低层水汽,促使低涡发展。暴雨出现在低空偏南急流左前侧,低层暖湿平流的输送产生不稳定层结,急流大风速中心前方有明显水汽辐合运动,急流轴左前方的正切变涡度区有利于对流活动发生,此次降水过程的发生是随着低涡发展和两支低空急流加演变的。
华北此次大范围性暴雨过程是由西南涡沿太平洋副热带高原边缘北上造成的,大暴雨出现在高空急流的右后侧入口,低空急流的左前侧,这种低辐合和高空辐射的天气形势有利于暴雨区对流的持续发生。
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