社會(huì)其它相關(guān)論文-2004年7月10日北京城區(qū)局地暴雨分析（二）.doc

社會(huì)其它相關(guān)論文-2004年7月10日北京城區(qū)局地暴雨分析（二）二、降雨成因分析強(qiáng)降水的形成通常受多種因素影響，與此相關(guān)的因素卻極為復(fù)雜。而且它們彼此之間交叉反饋，相互影響，形成各種各樣的有利與不利條件。這些因素的變化，不僅與大雨滴增長(zhǎng)和降落的物理過程密切相關(guān)，而且與強(qiáng)降水的降水效率也有很大的關(guān)聯(lián)。無論是宏觀、微觀，或哪一種尺度的影響因素，它們都是錯(cuò)綜復(fù)雜的，而且是相互制約的。但是，最基本的形成必須具備充足的水汽以及水汽凝結(jié)成大量大雨滴并降落下來的條件，即水汽條件、垂直運(yùn)動(dòng)條件、云滴增長(zhǎng)條件。1、各高度上的水汽分布分析7月9日20時(shí)和10日08時(shí)850HPA、700HPA、500HPA圖的溫度露點(diǎn)差的分布情況，見表2。表2.北京上空各層濕度狀況等高面日期850HPA700HPA500HPATT-TdTT-TdTT-Td9日20時(shí)180.8101.54.91110日08時(shí)151.371.80.715從表2中我們可以看出，在850HPA500HPA的大氣層結(jié)中，下層的水汽含量遠(yuǎn)比上層的水汽含量大，并且，這種下濕上干的配置日趨加強(qiáng)。我們知道，這種上干下濕的結(jié)構(gòu)，配合低層的持續(xù)高溫，正是典型強(qiáng)對(duì)流天氣形成的必要條件。此外，從天氣圖中也可以反映出濕度在華北地區(qū)各層中分布的不均勻性。一般來講，高濕度帶與雨帶的配置極為密切，與強(qiáng)降水過程的對(duì)應(yīng)關(guān)系非常好。不僅可以反映出雨帶的位置的移動(dòng)情況，而且還能夠反映出雨強(qiáng)的大小。高濕度區(qū)對(duì)應(yīng)雨強(qiáng)大，低濕度區(qū)對(duì)應(yīng)雨強(qiáng)小。不難看出，此次北京城區(qū)的暴雨比周邊地區(qū)強(qiáng)的原因也就是由于這種高濕高雨強(qiáng)相互對(duì)應(yīng)的一個(gè)很好的例證。從本站地面觀測(cè)資料中相對(duì)濕度的連續(xù)變化也可以反映出低層的這種不斷的增濕過程。見表3.表3.石景山氣象站近地層濕度連續(xù)變化情況時(shí)日7月7日時(shí)月日時(shí)本相對(duì)濕度連續(xù)觀測(cè)值21222324123456789101112131415161718192074951515968727777856968595351464038406982646367718747479848887909391907773605551534736353551586265979889490949797989796867773686160515450555457616510717479859192928990908684828077777790919497989997從上表我們可以看到,本站下層連續(xù)5日都處于高濕狀態(tài),尤其從8日17時(shí)開始持續(xù)增濕,10日11時(shí)起,濕度呈明顯的遞增趨勢(shì),直到13時(shí)38分降雨開始?？梢姖窨諝庠诒本┑貐^(qū)積聚時(shí)間已達(dá)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期，這表明，北京地區(qū)的上空為一大濕度區(qū)，這樣的低空濕度環(huán)境對(duì)這次局地性暴雨的形成創(chuàng)造了極其有利的條件。2、有利于對(duì)流發(fā)展的單站條件下面以石景山氣象站觀測(cè)資料為例，分析有利于北京地區(qū)形成暴雨的單站溫、濕度環(huán)境。7月4日起至8日，本站日平均氣溫（）為27.825.927.627.026.6，均高于7月上旬歷年溫度平均值25.8。由連續(xù)觀測(cè)記錄來看，7月上旬中29日，石景山站的日最高溫度均大于30，最高溫度達(dá)35.5，也就是說，到7月10日為止，持續(xù)高溫天氣為這次強(qiáng)降雨的形成創(chuàng)造了良好的熱力條件。表4.石景山站710日地面資料日期平均值6日7日8日9日10日氣溫25.927.026.625.424.0相對(duì)濕度5361657492氣壓993.1997.0998.1997.6996.1從上表可以得出這樣的結(jié)論:從6日至9日低層為一個(gè)增濕的過程。高溫、高濕的下墊面已經(jīng)產(chǎn)生，地面能量充分積累，這種潛在不穩(wěn)定能量一量得以觸發(fā)，就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)雷雨天氣，形成一場(chǎng)大量級(jí)的降水。3、垂直運(yùn)動(dòng)條件當(dāng)大氣具備了真潛不穩(wěn)定或?qū)α餍圆环€(wěn)定的層結(jié)時(shí)，它所具備的不穩(wěn)定能量是潛在的。要使?jié)撛诘淖優(yōu)楝F(xiàn)實(shí)，必須有足夠的抬升（熱為和動(dòng)力的），否則對(duì)流還是不會(huì)發(fā)展，這是對(duì)流發(fā)展的充要條件。抬升作用至關(guān)重要，一方面是使空氣上升達(dá)到飽和凝結(jié)志水滴降落下來，另一方面是將水平輸送來的水汽向上輸送。對(duì)于潮濕空氣，這種垂直運(yùn)動(dòng)顯得尤其關(guān)鍵，因?yàn)槟茉丛床粩嗟叵蛏陷斔退?。這次暴雨產(chǎn)生的大的環(huán)流背景是歐亞、中西伯利亞低渦、低槽的產(chǎn)生，在北緯40附近又多低槽活動(dòng)，北京地區(qū)處于兩個(gè)高空槽之間，受高壓脊控制。從9日20時(shí)500HPA分析圖上看到，河套地區(qū)西部有一低槽形成并逐漸緩慢向東移動(dòng)，從10日早晨08時(shí)的高空（500HPA）分析圖看到，高空槽前北京西南部的太原附近增濕明顯，高空槽移動(dòng)加速，在河套地區(qū)北部產(chǎn)生切變，生成風(fēng)場(chǎng)氣旋，對(duì)應(yīng)-12冷中心。在低槽迅速東移的過程中，北京逐漸進(jìn)入槽區(qū)，受槽前上升氣流控制，上升速度呈北高南低的分布特點(diǎn)。強(qiáng)烈的輻合上升運(yùn)動(dòng)使槽不斷加深，在北京東北部上空逐漸發(fā)展成一個(gè)完好的低渦系統(tǒng)。同時(shí)，在地面產(chǎn)生一條強(qiáng)冷鋒帶。這條強(qiáng)冷鋒突然加速，呈前傾形式，此時(shí)高空槽線（700HPA）與地面鋒位置基本重合。隨著高空冷空氣急速東移南下，不斷向北京移近，經(jīng)過北京上空時(shí)下沉增暖并被低層空氣加熱，變?yōu)榕傻目諝猓蛯佑捎诘涂占绷鞯拇嬖?，使南方暖而濕的空氣不斷向北輸送。這兩種不同性質(zhì)的氣團(tuán)相遇后，由于濕度梯度很大而形成了一干濕分界面。這使得暖空氣在此處被迫抬升，迅速凝結(jié)，形成大量可以降落的雨滴。在10日20時(shí)我們分析高空500HPA和700HPA高空?qǐng)D時(shí)都可以看到這個(gè)低渦系統(tǒng)，此時(shí)北京處于這個(gè)低渦系統(tǒng)的底部，受槽前上升氣流控制。但從下午的衛(wèi)星云圖分析，低渦中心的位置已有向東北方向移動(dòng)的趨勢(shì)，并且其強(qiáng)度明顯的減弱。冷渦是一個(gè)深厚的斜壓系統(tǒng)，其形成、移動(dòng)、滯留與大尺度環(huán)系統(tǒng)有密切關(guān)系。一般來講，低渦云系在內(nèi)陸地區(qū)的移動(dòng)較為緩慢，中心位置不變或少變。由于受低渦底部槽前上升氣流的控制，北京城區(qū)的垂直上升運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈，濕層最厚，不穩(wěn)定能量最集中，產(chǎn)生的降雨也最多。因此，高空冷渦的存在是這次暴雨產(chǎn)生的動(dòng)力條件。這次降水中心移動(dòng)緩慢，從衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波上可以看到，雨區(qū)沿渦旋方向移動(dòng)，直到不穩(wěn)定能量釋放完畢后，高空冷渦才由北京上空移出，向東北地區(qū)發(fā)展。2、風(fēng)風(fēng)傳輸水汽的重要?jiǎng)恿σ蜃樱髂蠚饬髟丛床粩嗟匕阉麖暮Ｑ蟮仍吹亟?jīng)由水汽通道輸送到高緯地區(qū)，給中高緯地區(qū)帶來充足的水汽。單靠大氣中現(xiàn)存的水汽含量要產(chǎn)生大的降雨，特別是7月10日這樣的暴雨是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須有水汽的不斷供給，水汽不斷凝結(jié)降落才有可能。因此，西南氣流的存在是大雨形成的重要因子。我們?cè)诜治?.10局地暴雨時(shí),特別分析了產(chǎn)生這次強(qiáng)降水的低空急流條件,即這次暴雨的重要水汽來源。低空急流是