2005年7月2日山西臨汾暴雨特征分析

2005年7月2日山西臨汾暴雨特征分析

0暴雨強(qiáng)度大、范圍小,影響人民生命和財(cái)產(chǎn)安全2005年7月2日，山西省臨汾市發(fā)生了極為不均勻的降水過程（圖1）。陵縣和永和發(fā)生了106.6mm和119.4mm的風(fēng)暴。同時(shí)，呂梁和臨汾之間的交叉口和石樓也發(fā)生了風(fēng)暴。這場(chǎng)風(fēng)暴時(shí)間集中，強(qiáng)度大，范圍小。這是一個(gè)典型的平均尺度系統(tǒng)，受到中尺度系統(tǒng)的影響。風(fēng)暴導(dǎo)致山坡路破山，給人民的生活和財(cái)產(chǎn)安全帶來重大影響。1高溫、氣溫本次降水是在前期持續(xù)高溫、副高第一次北抬的情況下產(chǎn)生的.受高空暖高脊的控制,6月12～14日、19～24日臨汾市出現(xiàn)了大于37℃的高溫.特別是22日和23日,全市出現(xiàn)了50年以來的歷史同期最高值,平川縣市的最高氣溫都在40℃以上,積聚了大量的能量.一直到7月1日,沒有明顯的降水.2循環(huán)形勢(shì)分析2.13南界至西北風(fēng)7月1日08時(shí)～2日20時(shí),中高緯以緯向環(huán)流為主,有較寬的高空急流,在110°E附近,北界到烏拉特中旗,南界到山西北部,臨汾處于急流入口區(qū)的右側(cè).與此同時(shí),1日20時(shí),河套西北邊的西北風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng);2日08時(shí),高原上的西西南氣流轉(zhuǎn)為西南氣流,高原至河套為一致的西南風(fēng),平?jīng)?、延安、邢臺(tái)和西安、鄭州之間有明顯的風(fēng)速切變;2日20時(shí)環(huán)流變平,延安的風(fēng)由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng).2.25疆東部山地區(qū)域584gdpm線從6月20日以后開始北抬,7月1日08時(shí)北抬到山西南部,呈緯向,到2日08時(shí)轉(zhuǎn)為徑向,同時(shí),1日08時(shí)在貝加爾湖西南邊至北疆東部有一槽,到20時(shí)槽東移加深,位于青海,從四川盆地至河套為一致的西南氣流,584gdpm線北抬到太原,東勝和呼和浩特仍為西北風(fēng),這就形成了風(fēng)向的輻合.2日08時(shí)槽進(jìn)一步加強(qiáng),東勝和呼和浩特轉(zhuǎn)為西南風(fēng),在漢中、達(dá)川、安康有大于等于12m/s的強(qiáng)風(fēng)速中心,而在延安和西安的風(fēng)速為10m/s,這就形成風(fēng)速輻合,到20時(shí)在太原、邢臺(tái)出現(xiàn)大于等于20m/s的強(qiáng)風(fēng)速中心,西安風(fēng)速則較小,臨汾處于風(fēng)速輻散區(qū)內(nèi),降水結(jié)束.2.37月1月1日低試6月29日20時(shí)開始,在高原上有304gdpm的低值中心,臨汾市處于308gdpm控制的高壓脊內(nèi);30日08時(shí),高原至臨汾南部出現(xiàn)弱的低渦切變線,切變線呈橫向;7月1日08時(shí)低渦切變加強(qiáng),低渦中心位于甘肅南部,其切變位于35°N一帶,在切變南側(cè)的西南急流中心位于四川盆地東南部,覆蓋了重慶、鄂西、威寧和貴陽.20時(shí)高原東部又有一低渦生成,從而形成低渦串;急流發(fā)展北伸到西安一帶,呈南北向,覆蓋了西安、漢中、安康、達(dá)川和貴陽.2日08時(shí),低渦串明顯向東北上,同時(shí)切變北抬延安一帶,永和、隰縣、石樓、交口,處于切變線北側(cè)(圖略);急流進(jìn)一步變寬北伸,覆蓋了西安、漢中、安康、達(dá)川、鄂西、宜昌,大暴雨區(qū)正好位于低空急流的左前側(cè),有利的低層輻合促使降水加強(qiáng).2.4不同坡面的鋒面變化7月1日08時(shí),在河西走廊有一高壓,其前沿冷鋒位于賀蘭山到高原東部一帶,20時(shí)鋒面東移且緩慢少動(dòng),2日02時(shí)冷鋒逼近降水開始,05～08時(shí)鋒面過境,降水加強(qiáng),14時(shí)鋒面移出(圖略).3暴雨的結(jié)構(gòu)要素這次過程受到300hPa高空急流和700hPa低空急流、低渦串切變的共同影響,大暴雨的時(shí)空分布具有明顯的中尺度特征,因此分析高低空急流對(duì)大暴雨的作用尤為重要.從大暴雨的落區(qū)和高低空急流的配置來看(圖2),大暴雨區(qū)位于高空急流和低空急流耦合形成有利于暴雨發(fā)生的動(dòng)力場(chǎng)的區(qū)域.高空急流入口區(qū)的右側(cè)為負(fù)渦度區(qū),形成非地轉(zhuǎn)風(fēng)的輻散區(qū),高層輻散的抽吸作用形成次級(jí)環(huán)流,而在低空急流的左側(cè)不但有非地轉(zhuǎn)風(fēng)輻合,還有切變線上的風(fēng)場(chǎng)輻合,由此產(chǎn)生較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng).高空急流入口區(qū)右側(cè)的上升區(qū)與低空急流左側(cè)上升區(qū)相重迭,形成了深厚的、強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng).這種由于高低空急流適宜配置而形成的高低層動(dòng)力場(chǎng)的耦合是這次暴雨發(fā)生的主要?jiǎng)恿l件.4u30002004能量釋放這次暴雨集中在幾小時(shí)內(nèi)降落,降水時(shí)的垂直運(yùn)動(dòng)是很大的,是由中尺度天氣系統(tǒng)所造成的.如此大的垂直運(yùn)動(dòng),只有在不穩(wěn)定能量釋放時(shí)才能形成,所以對(duì)不穩(wěn)定能量的儲(chǔ)存和釋放進(jìn)行分析.1日8時(shí)至2日8時(shí),700hPa假相當(dāng)位溫在西南地區(qū)到河套為一明顯的暖濕脊,并且穩(wěn)定少動(dòng).不穩(wěn)定能量的釋放,是造成局地大暴雨的根本原因之一.大暴雨開始前,中低層能量是不斷積累的過程.1日08時(shí),大于80℃的只有漢中和宜賓兩個(gè)站,分別為80.5℃和81.3℃.1日20時(shí)～2日08時(shí),高能量區(qū)向西南和東北擴(kuò)展,超過80℃的站連成片,1日20時(shí),西安達(dá)82℃,最大的是西昌,達(dá)86.5℃;2日08時(shí),延安達(dá)81.2℃,最大的是宜賓,達(dá)87.5℃(圖略).2日20時(shí),能量釋放.5云圖、天氣雷達(dá)用常規(guī)資料很難抓住暴雨、冰雹、龍卷風(fēng)和大風(fēng)等中小尺度天氣系統(tǒng),但用時(shí)空分辨率高的靜止衛(wèi)星云圖、天氣雷達(dá),不僅能觀測(cè)大范圍云系、云團(tuán)的分布,而且可以觀測(cè)中小尺度云團(tuán)降水的發(fā)生、發(fā)展、成熟和消散、演變的全過程.5.1縣強(qiáng)降水云團(tuán)演變特征7月2日00:02四川盆地和河套西南邊均有發(fā)展東北移的云團(tuán)(圖略),從它們的演變可以看出:這兩處云團(tuán)的共同發(fā)展為臨汾市的強(qiáng)降水提供了充足的水汽,它們的位置和低空急流的位置一致,當(dāng)四川盆地的水汽輸送減弱即低空急流減弱時(shí),臨汾市的局地強(qiáng)降水也在稍后的時(shí)段開始減弱.對(duì)直接影響隰縣等地強(qiáng)降水的云團(tuán)進(jìn)行分析,00:35(見圖3a)在河套東南部延安一帶有開始發(fā)展的云團(tuán),01:31移到黃河,2:30發(fā)展東移的云團(tuán)云頂亮溫最低達(dá)-60.72℃,覆蓋了109.16°E～111.56°E,35.91°N～37.18°N區(qū)域,在永和、大寧、隰縣、蒲縣、汾西和霍州的上空(圖略),3:02(見圖3b)云團(tuán)發(fā)展,面積增大,邊界變得清晰,云體變得密實(shí),對(duì)應(yīng)隰縣一小時(shí)降水達(dá)10mm,6:57(見圖3c)云體發(fā)展到最強(qiáng),云頂亮溫達(dá)-69℃,范圍達(dá)1個(gè)緯距,位于隰縣、永和、石樓、交口上空,6:00-7:00隰縣出現(xiàn)的最強(qiáng)的降水(20.4mm/h),7:00-8:00永和和大寧均出現(xiàn)最強(qiáng)的降水(24.5mm/h和10.8mm/h),09:00以后雖然仍有降水云系影響臨汾,但強(qiáng)度上有明顯減弱(圖略).5.2縣回波分布從隰縣的逐時(shí)降水資料進(jìn)行分析(圖4),可以看出有5個(gè)時(shí)次降水大于10mm,其中三個(gè)時(shí)次為極高點(diǎn)(4點(diǎn):10.1mm;7點(diǎn):20.4mm;14點(diǎn):10.5mm).從2.4°仰角雷達(dá)回波圖上可以看出,01:50隰縣西北邊出現(xiàn)較明顯回波,中心強(qiáng)度僅處于20dbz～25dbz之間,到02:45回波明顯加強(qiáng)為35dbz～40dbz,03:07回波面積加大且邊界清晰,速度場(chǎng)上表現(xiàn)為明顯的輻合.到04:03影響隰縣的回波減弱,但其西北邊仍有回波發(fā)展,在此時(shí)段隰縣出現(xiàn)了相對(duì)強(qiáng)降水.05:48隰縣西北邊兒323.7°、101.2km處發(fā)展起較強(qiáng)回波,06:11強(qiáng)回波的面積、中心強(qiáng)度都增強(qiáng),06:16強(qiáng)回波影響隰縣,中心強(qiáng)度為50dbz～55dbz(圖5a),速度場(chǎng)上為氣旋性輻合,強(qiáng)的正速度中心達(dá)到15.5m/s,負(fù)中心因?yàn)閾踅堑脑蚩床坏?最大的達(dá)9.5m/s(圖5b),07:04回波減弱但隰縣西北仍有回波發(fā)展,中心強(qiáng)度達(dá)40dbz～45dbz,且面積較大,此時(shí)段隰縣出現(xiàn)了最強(qiáng)的降水(20.4mm/h).07:54隰縣西北邊兒發(fā)展的回波影響隰縣,07～08有11.4mm的降水.08:05～10:18隰縣不斷受到西北邊移來的強(qiáng)回波的影響,這也是出現(xiàn)大于10mm/h強(qiáng)降水的時(shí)段.之后,10:18—12:42隰縣及其西北的回波均以大于15dz而小于25dbz為主.12:48隰縣西北部又開始出現(xiàn)35.0dbz的強(qiáng)回波.6價(jià)值預(yù)測(cè)產(chǎn)品的應(yīng)用在這次過程中,歐洲、日本和T213的形勢(shì)和物理量場(chǎng)對(duì)強(qiáng)的降水時(shí)段預(yù)報(bào)基本準(zhǔn)確,但位置偏南,量級(jí)偏小.7天氣形勢(shì)回波的雨的主導(dǎo)系統(tǒng)(1)高低空急流適宜配置而形成的高低層動(dòng)力場(chǎng)的耦合是這次暴雨發(fā)生的主要?jiǎng)恿l件.(2)700hPa上的低渦切變串是這次局地產(chǎn)生大暴雨的主導(dǎo)系統(tǒng).(3)當(dāng)云頂亮溫達(dá)-60℃,范圍