南寧機場強降水過程分析

南寧機場強降水過程分析

1南寧國際機場飛行情況受第15號臺風(fēng)“海鷗”活動的影響，南寧機場發(fā)生了罕見的強降水過程。在此期間，南寧機場出現(xiàn)了大面積的延誤，14個港口乘客準備離開周圍的機場，2個乘客不得不返回。16日，第11屆中國-東盟博覽會舉行。同日，幾名重要的國內(nèi)外船只在南寧機場出發(fā)。民事和廣西民航局秘書處撲滅了復(fù)雜氣候條件下重要飛行的氣象保障工作。根據(jù)多年來對臺風(fēng)路徑、強度及登陸后暴雨成因的研究成果2天氣分析和降水臺風(fēng)“海鷗”于9月16日9時40分(北京時,下同)在海南省文昌市翁田鎮(zhèn)沿海登陸(中心附近最大風(fēng)力13級,中心氣壓為960hPa)后,沿西北偏西方向穿過北部灣,23時在越南廣寧省潭河縣東部沿岸登陸,登陸時中心附近最大風(fēng)力有12級(35m·s如圖1所示,從16日19時降水逐漸增強,直至17日11時每小時平均降水量均達到中等強度降水及以上標準(>2.5mm),期間累計出現(xiàn)了長達12小時37分鐘的大風(fēng)天氣和最低能見度800m的強雷雨天氣,最大風(fēng)速28m·s3臺風(fēng)環(huán)流影響過程根據(jù)高低空風(fēng)場和溫度場(圖2)來看,16日20時臺風(fēng)“海鷗”中心位于靠近廣西沿海的北部灣洋面上,南寧機場(22°36′N,108°10′E)位于臺風(fēng)移動方向的右前方,處于臺風(fēng)環(huán)流的大風(fēng)區(qū)和強降水區(qū)17日08:00臺風(fēng)“海鷗”已減弱為強熱帶風(fēng)暴級別,中心移至越南北部,南寧機場及附近區(qū)域上空受其尾部的偏南氣流控制,低層風(fēng)場和溫度場上看低空急流位于廣西沿海與北部灣之間,夾帶著大量水汽由南向北部輸送,同時也輸送了大量的不穩(wěn)定能量,是暴雨對流不穩(wěn)定的建立者和維持者衛(wèi)星云圖上降水云系的分布情況與上述情況一致,臺風(fēng)整體外圍降水云團很強,影響范圍很大,降水云系逐漸由廣東南部、海南移向廣西南部沿海地區(qū),16日21時臺風(fēng)北側(cè)深厚的螺旋云帶開始進入南寧上空;17日凌晨臺風(fēng)外圍云系的中尺度對流云團由南向北開始影響廣西沿海地區(qū),登陸后在地表抬升作用下加強發(fā)展,致使經(jīng)過地區(qū)出現(xiàn)特大暴雨,7時左右到達南寧地區(qū)上空,云團中心最低溫度在-60℃左右4變量場分析4.1分析水源條件充足的水汽是產(chǎn)生大暴雨必要條件之一,暴雨的發(fā)生需要大量的水汽在暴雨區(qū)輻合4.2生強降水方面暴雨發(fā)生動力條件是高層有明顯的輻散,低層有明顯的輻合。這種散度和渦度的分布,說明大氣將有擾動發(fā)生,出現(xiàn)上下運動耦合作用,極易產(chǎn)生強降水17日8時渦度和散度圖上(圖4),200hPa和850hPa正渦度中心移至云南與越南交界處,且高、低層正渦度中心值均明顯減小,隨著臺風(fēng)中心的遠離和減弱,南寧上空的高層渦度值由正值變?yōu)樨撝?低層保持正值,仍有利于降水生成;散度場上南寧上空繼續(xù)維持低層輻合、高層輻散形勢,其范圍有所減小,可以判斷出南寧上空存在一個中尺度對流系統(tǒng),該時段的暴雨過程主要受中尺度對流系統(tǒng)影響。4.3大氣穩(wěn)定性分析根據(jù)南寧地區(qū)國際交換站探空圖(圖略),16日20時南寧上空K指數(shù)為33.5,受臺風(fēng)輻合區(qū)影響大氣層結(jié)極不穩(wěn)定;17日8時K指數(shù)達到40.2,沙氏指數(shù)(SI)為-1.5,可見局地十分有利于對流系統(tǒng)的發(fā)展。5根據(jù)南寧機場雷達數(shù)據(jù)和自動觀測站數(shù)據(jù)的分析5.1關(guān)閉系統(tǒng)回波特征16日14時左右對流云團不斷地由南向北移至南寧機場附近區(qū)域,回波中心強度為50dbz,隨后南寧機場出現(xiàn)大風(fēng)天氣,并伴有小雨;19:37降水開始增強,南寧機場及附近區(qū)域上空對流云范圍增大,16日22:00至17日03:00回波中心強度維持在50dbz左右,期間最低云底高度150m;隨后螺旋云帶移出南寧,南寧機場南部出現(xiàn)散片的回波單體,不斷向機場靠近,并且在其移動方向不斷觸發(fā)新的對流單體,形成單體群;17日07:00左右強中尺度雨團開始影響機場,回波中心達到55dbz,降水強度猛增,最低云底高度下降至150米,08:47機場東南方向響雷,直至11:13雷暴結(jié)束,降水變?yōu)樾∮辍?.2暴雨特殊時間根據(jù)南寧機場05號跑道自動觀測數(shù)據(jù)(圖5),溫度與降水強度呈負相關(guān)變化,在強降水來臨前,溫度出現(xiàn)明顯下降,17日09:00降水最強時,溫度降到最低點,在強對流云團移出機場時,溫度明顯回升;修正海平面氣壓16h變壓值達17.4hPa,在暴雨來臨前,氣壓出現(xiàn)最低值,隨降水的增強氣壓值大幅上升?？傮w上看,強降水發(fā)生前都伴隨著風(fēng)速的突然增大,當風(fēng)速增長到高峰時,可預(yù)測短期內(nèi)有雨峰出現(xiàn)的可能6理量場分析結(jié)果(1)本次南寧機場強降水過程主要受臺風(fēng)環(huán)流影響,16日至17日出現(xiàn)了兩個降水高峰是由臺風(fēng)“海鷗”中心外側(cè)螺旋雨帶及臺風(fēng)外圍云系發(fā)展的中尺度對流云團分別造成的。其中低空急流是中尺度對流系統(tǒng)的建立者和維持者,是觸發(fā)南寧機場17日7時至11時出現(xiàn)特大暴雨的主要原因。(2)物理量場分析得出,南寧機場附近上空水汽充足,北部灣洋面作為水汽源地在偏南氣流引導(dǎo)下不斷向暴雨區(qū)輸送暖濕氣團;渦度場上正渦度中心影響作用明顯,散度表現(xiàn)為低層有明顯的輻合,高層有明顯的輻散,為暴雨的產(chǎn)生和維持提供了動力條件。其中水汽的輻散輻合、散度場分布、大氣穩(wěn)定度指標的變化對短時預(yù)報具有很好的指示作用。(3)利用較短時間間隔的衛(wèi)星云圖和天氣雷達圖能夠較為準確地捕捉到中尺度對流天氣系統(tǒng)的變化,同時結(jié)合南寧機場的自動觀測系統(tǒng)的風(fēng)速、溫度、氣壓提前于降水高峰出現(xiàn)的變化特征,對暴雨天氣時的機場天氣警報和臨近趨勢預(yù)報的發(fā)布有一定的參考價值。17日8時廣西南部地區(qū)處于水汽通量大值區(qū),