文档介绍：一次大暴雨过程的多尺度特征分析
苗爱梅1 郝振荣2 贾利冬3 李苗4
( 030006; 030006; 030002;山西省气象服务中心太原030002)
摘要:利用T639 1°×1°分析场、FY-2红外云图及红外辐射亮温(TBB)、多普勒雷达和气柱水汽总量等资料,对2011年7月2—3日发生在山西境内的区域性暴雨进行多尺度特征分析,发现:副高北上,西南暖湿气流加强,东北冷涡后部冷空气南下,山西北中部锋生是这次区域性暴雨发生的大尺度环流特征。分析结果表明:(1)山西中部暴雨由2个β中尺度对流云团生成,且在边界层2条中尺度切变线附近触发对流发展,形成两个暴雨中心;山西南部暴雨则由8个中尺度对流云团生成、发展合并,在边界层α中尺度人字形切变线附近触发对流发展,α中尺度人字形切变云系上4个γ中尺度气旋是导致局地大暴雨和特大暴雨形成的直接原因;≤-53℃的黑体亮温区超前多普勒雷达人字形切变云系反射率因子≥35dBz的区域。(2)降水中前期,对流云团合并,导致地闪频次峰值出现和降水量峰值出现,且地闪频次峰值出现时间较降水量峰值出现时间有12—18分钟的提前量。(3)中部暴雨发生在气柱水汽总量空间分布图中水平梯度大值区与边界层切变线相重叠的区域,—;气柱水汽总量空间分布水平梯度大值区形成时间和边界层切变线形成时间均比暴雨发生时间有12小时以上的提前量。
关键词:大暴雨;多尺度特征;人字形切变
1 引言
大暴雨的产生是不同尺度系统间相互作用的结果。由于历时短、强度大、局地性强的灾害性天气与β、γ中尺度云团有密切的关系,因此,对α中尺度对流系统上的β、γ中尺度对流系统的研究越来越受到重视。随着高时空监测站网的建立,中外学者利用高时空分辨率观测资料对MCS的空间和热动力结构进行了大量分析,并积累了许多观测事实和研究成果[1-10]。对于梅雨锋上的MCS,Ninomiya等[1]利用卫星、雷达资料研究了梅雨锋上MβCS、MγCS的结构和演变,周海光等[2]利用雷达风场反演对造成梅雨锋上局地暴雨的MβCS、MγCS 的三维动力结构进行了分析。相比之下,对于北方大暴雨的多尺度特征却研究甚少。本文应用高时空分辨率监测资料,对山西2011年7月2—3日的人字形中尺度对流系统的多尺度空间、热动力结构进行细致分析,力图更清楚地认识这类可造成暴雨等灾害天气的对流系统,从而提高对中尺度灾害性天气的预报能力。
2 暴雨概况和环流背景
暴雨概况
2011年7月2日08:00~3日08:00,山西省29个县市出现了暴雨,6个县市、51个乡镇出现了大暴雨,其中1个乡镇降水量超过300 mm。降水量超过200 mm的乡镇分别出现在阳城县的横河、高平县的杜寨水库、高平县的北诗和石末,24h、6h、1h和6m的降水量见表1。全省有4个大暴雨中心,分别出现在阳城县的横河、高平县的杜寨水库、左权的石匣和绛县的郝庄,24h、6h、1h和6m的降水量见表1。强降水给这些地区带来严重的洪涝灾害。
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资助项目:山西省科技攻关项目“基于GIS的极端气象灾害预警与评估集成系统”,中国气象局行业公益项目“华北东北暴雨的发生发展特点及预报技术研究”,中国气象局关键技术集成与应用项目“山西省中尺度天气分析业务建设”、中国气象局预报员专项“2011年山西暴雨的多尺度特征对比分析”共同资助。
表1 7月2日08h—3日08h暴雨中心和200mm以上降水量站点的降水量(mm)
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站名 24h 降水量 6h降水量 1h降水量 6m降水量
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阳城横河
高平杜寨水库
高平北诗
高平石末
绛县郝庄
左权石匣
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500hPa槽线 700hPa切变线 850hPa切变线 850hPa T—Td 700hPa T-Td 暴雨区大暴雨区 850hPa急流轴
700hPa急流轴 500hPa急流轴 200hPa急流轴冷锋
湿轴自动站极大风速风