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我国长江中下游地区三次强降水过程分析

我国长江中下游地区三次强降水过程分析

我国各地雨季起始时间不同,东部地区各地的雨期,基本由主要的大雨带南北移动造成,而大雨带的位移又与西太平洋副高脊线、100hpa上青藏高压、副热带西风急流以及东亚季风的季节变化有关。据统计,侯平均大雨带从5月中旬到6月上旬停滞在华南,雨量迅速增大,形成华南雨季的第一阶段,称为华南前汛期;6月中旬至7月上旬,则停滞在长江中下游,称为江淮梅雨期。在天气实习中,随着雨带的移动,在六月份中上旬,我国长江中下游地区发生了四次强降水过程,有效缓解了春季的旱情,同时由于暴雨、特大暴雨的发生,造成了局部地区泥石流、洪涝灾害,严重的影响了人们的正常生活。 6月3日-19日,我国长江中下游地区连续出现4次强降雨过程,分别发生在6月3日-7日、9日-11日、13日-16日和17日-19日。其中发生在天气学实习期间的强降水过程三次。因此,这里只分析后三次的强降水过程的变化。后三次降水具有降雨过程频繁、强降雨落区集中、局地日降雨强、累计降雨量大等特点。

三次降水过程时间间隔为一到两天,持续时间为三天左右,降水过程频繁。降水主要集中在湖北东南部、湖南中部、安徽南部、江西北部、浙江中北部等区域,降水落区集中。在三次降水过程中,第一次过程日最大降水是湖北通城256毫米,第二次是江西樊阳232毫米,

第三次是安徽太湖169毫米,可见,三次降水局地降雨强度大。这几次强降水过程累计降雨量大,据资料显示,几次降水平均降雨量位居1961年以来历年同期第一位,大部分地区累计雨量有200~450毫米,部分地区超过500毫米,其中安徽,江西和浙江三省交界区域雨量有600~800毫米。湖北东南部,安徽南部,江苏南部,伤害,浙江中北部,江西北部,湖南中不和东北部较常年同期偏多5~2成。

长江中下游几次强降雨过程使该地区前期旱情得到有效缓解,同时有效增加了江南,江淮等地的湖波、河流、水库的蓄水。鄱阳湖、洞庭湖、洪湖等主要湖泊水库水位明显回升,水体范围明显增大,缓解了前几个月水位偏低的现象。同时,强降水也导致了湖北、湖南、江西、安徽、浙江等省出现严重的洪涝灾害。6月10日,湖南岳阳临湘市詹桥镇因强降水引发泥石流灾害,造成人员伤亡和财产损失;6月9日~10日,湖北咸宁市发生大到暴雨,局部有大暴雨和特大暴雨,强降水导致咸宁市通城县被掩埋;6月18日湖北武汉市6小时降雨量有149毫米,短时强降雨引发严重的城市积水,严重影响了城市居民的正常生活工作。

一、6月9日~11日强降水过程分析

图1.1 2011年6月8日20点500hap形势图

图1.2 2011年6月9日 20点500hpa形势图

在图1.1、1.2中,长江中上游地区风速大,在黄淮流域上空高空风速超过20米每秒,形成高空急流,南海上空,随着强大的风速,带着充沛的水汽,向长江中下游地区移动,西风急流基本呈稳定的纬向型波动。孟加拉湾槽线稳定,向我国西南部有平稳持续的水汽输送。

在水汽云图上,色调越白表示大气中水

汽含量越多,繁殖就越少。在图1.2.1中,

可以看出,孟加拉湾地区有大片亮白的

云,水汽含量较其周围高,并持续向我国

西南方向移动,大量水汽输送向长江中下

游地区。同时,南海地区也有少量的颜色

亮白的云移向大陆地区。强大的水汽输送

给长江中下游连续的大型降水提供了条

图1.2.1 6月9日水汽云图

件。

图1.3 2011年6月10日500hpa形势图

在图1.3中,黄渤海流域出现风切变线,西南地区出现切变线,南宁、广州等地受台风莎莉嘉影响,出现切变线。西藏西南部低压中心与暖中心重合,引发降水。副高受台风莎莉嘉影响,从陆地退至洋面。在西藏西南方闭合暖低压不断加强东移,引起降水。

垂直上升运动可以使空气质点从未饱和状态达到饱和状态,水汽凝结后可产生降水。它是预报降水,尤其是暴雨,冰雹等灾害性天气的重要因素之一。由图中,在850hpa的垂直速度可看出,垂直速度大的地区均为大槽底部分离出小槽不断南下,冷暖空去相遇的地区。如新疆,河套地区,随着冷空气不断南下,逐渐与南方暖空气相遇。

图 1.7 6月10日8点700hpa

在图中,咸海里海出底部成U型的大槽缓慢东移,底部小槽不断分裂南下,途径新疆,青海,冷空气被带到长江中下游江淮地区,与暖空气汇合,随着大槽不断的分裂东移,小槽南下,冷空气不断的得到补偿,冷空气南下频繁。图1.7中312线北抬,副高脊线逐渐北上,在东南沿海陆地处呈西南东北向,高原脊线东移,则在江淮地区维持槽线。

图1.8 6月10日20点 850hpa

图1.8中,长江江淮流域切变线明显,并维持,副高脊线受台风影响,向洋面移动,退至福建浙江等地以南洋面,东南沿海受台风影响,产生强降水,大风等天气。南海低空风速大,明显南海季风加强,向长江流域的水汽输送将强;同时,孟加拉湾南支槽稳定,风速较大,向我国西南方向的水汽输送稳定。形成较强降水要求具备两个基本条件,即有充沛的水汽和较强的上升运动。南北气流汇合,北方

冷空气不断补充,满足了较强上升运动这一条件。因此,满足了长江中下游地区发生大型强降水的条件。

图1.9 6月10日20点 地面图

在图1.9中,江淮地区出现准静止锋,南北冷暖空气的汇合,水汽输送充沛,锋面系统静止不动,则该地出现强降水,甚至暴雨。 从图1.10中,可看出降水在贵阳,长沙,南昌,合肥,南京,长江以南的地区出现暴雨,雨量在50~100毫米,局部地区出现200毫米的大暴雨,这些地区为准静止锋停滞的地方。

同时,海口,澳门,南宁等地区受台风的影响,出现25毫米降水。

实图

况1.10

6

9

~10

日累计

图中显示,雷达回波

最强烈的地方为长江中

下游地区,黄淮地区,其

中,在贵阳,长沙,合肥,

南京等地区的局部地区

雷达回波图像颜色呈红

色,有大到暴雨。

图1.10.1 6月10日00时雷达回波图

图 1.11 2011年6月11日20时24h降水预报

强降雨区域明显减少,江南南部降水大部分区域为10~25毫米,在杭州,南昌局部地区仍存在大到暴雨。

图 1.12 2011年6月11日20点 500hpa

咸里海大槽分裂,形成稳定的纬向型长波,向南方流动的冷空气减弱,大型强降水会减弱。江淮切变线范围变大,即降水的范围变大,且降水逐步减弱。

总结:

(1)降水概括 此次降水局地日降水最大地区为湖北通城,为256毫米。降水范围主要集中在安徽南部,江西北部,浙江中北部,在上海,武汉,长沙,合肥等地区有大到暴雨。此次降水时间从6月7日开始,至11日结束,持续时间三到四天。

(2)环流形势特点 在高纬地区,咸里海北部大槽底部呈U型,不断分裂小槽南下,伴随冷空气南下。在中纬度地区,北纬30到50度,为波动型的西风环流区,对降水有影响的小槽东移南下,造成西风环流的波动。在低纬度地区,西太平洋副高呈东西带状分布,孟加

拉湾为低槽。

此种环流形势为大型降水提供了一个背景场,使得冷暖空气交汇于江淮流域上空,而在天气图上所能观察到的直接影响系统,却是天气尺度和中间尺度系统。

(3)影响系统 对大型降水有直接关系的天气尺度系统有:500hpa图上的U型大槽以及不断分裂出的小槽;700hpa,800hpa图上江淮流域上空维持的切变线;地面图上,江淮流域的准静止锋。 受南海季风加强,孟加拉湾南支槽稳定,长江中下游地区水汽输送充沛;咸海里海U型大槽稳定东移,底部小槽不断分裂南下,南北冷暖空气汇合,并且小槽分裂,冷空气不断补充;副高北抬,且高原脊线东移。受这些条件影响,长江中下游地区产生大型强降水过程。

二、13日~16日强降水过程分析

由图2.11中,可看到,在江淮流域有新一轮的降水开始,尤其在江南中部,合肥,南京,南昌等地局部有大到暴雨。降水呈带状分布,明显受高空槽分裂,低层江淮切变线的再次影响。副高脊线频繁北抬,江淮地区马上进入梅雨期,在高层,高原高压东移。南方地区普遍的大范围降水,有效缓解春季的干旱。

图2.11 2011年6月13~14日降水预报

图2.1 6月13日20点500hpa

咸里海东部又有新的槽形成,高空槽不断分裂,经巴尔喀什湖南下,给南方地区注入新的冷空气,新一轮的强降水开始。

图2.2 6月14日20点500hpa

新疆西北部由于咸里海大槽分裂的小槽影响,出现一个高空槽线,其前部有一个向南申的冷舌。高纬地区西风急流平稳纬向型。高原脊线东移,副高北抬向陆地。由于高原脊线的东移,在甘肃中部,青海,四川盆地一带形成了一个明显的两低夹一高的形势,若暖空气不断发展,可能会形成阻塞高压。在其右部风向切变明显,槽线明显。

K指数是表征大气

稳定度的一个物理

量,K指数越大,越

不稳定,容易发生对

流,发生雷暴等对流

性天气。在图中,可

看出,6月14日8

点时,江南大范围地

区K指数在30~40

之间,在西南地区,

甚至达到50,为不

稳定状态,易于降水

的产生。

图2.2.1 6月14日8点K指数

图2.2.2 6月14日华中雷达拼图

从图中看出,6月14日早上,雨区比昨晚有所南压,雨区发展的非常密实,不零散,没有明显的对流强中心,但是回波强度大片在35dBZ以上,预示着这是一次持久稳定的强降水过程。

图2.3 6月15日20点500hpa

高纬度的槽线不断分裂南移,高压脊线不断东移,推动两低夹一高形势不断东移,槽线东移,降雨带东移。

图2.4 6月13日 20点 850hpa

低空江淮切变线明显,为暖式切变。新疆中部,甘肃大部在一个闭合暖低压影响下,温度升高,一个暖高压不断发展,东移。

图 2.5 6月14日 20点 850hpa

影响甘肃中部的暖低压不断发展,在该系统控制下,地区呈现高温天气。咸里海大槽分裂发展,孟加拉湾水汽输送,江淮切变线成锢囚状态,如果此系统不断发展,成准静止锋,则该系统对应地面有强降水,甚至暴雨。

图2.5.1 6月14日水汽通量图

水汽通量是指单位时间内流经某一单位面积的水汽质量,是表示水汽输送强度的物理量。水汽通量越大,单位时间内,通过该地区的水汽质量越大。在图2.5.1中,明显看出在长江以南的江南地区,水汽通量均在100以上,在长沙附近,甚至达到200。

图2.6 6月15日20点 850hpa

锢囚锋不断发展移动,向黄渤海地区移动,降水范围增大。南

宁地区定出一条切变线,为暖式切变线,对应地面有降水。影响甘肃中部的暖中心继续发展,甘肃连日持续高温,最高气温达38度。地中海方向移动的暖中心有三条闭合的等温线,向东移动发展,会影响我国西北地区。新疆地区冷空去不断南下,一条冷舌延伸至西藏。高空槽线与地面切变线对应,影响我国长江中下游地区的降水。

图2.7 6月14日~15日24h降水预报

从图中可看出,长江中下游流域降水主要在江淮切变线上,高空槽对应的低空切变线上。在贵阳,长沙,南昌,武汉,合肥,南京等地雨量超过50毫米,在局部地区雨量超过100毫米,为大暴雨。兰州等地受暖低压控制,天气晴朗高温。拉萨由于向南延伸的冷舌影响,有降水。

图2.7.1 14日雷达回波图

此次降水区域集中,密集,主要在合肥,南京,上海,杭州一带,回波强度主要在35dBZ,局部地区达到45dBZ,说明此次降水为持续性的,局部伴随大暴雨的大型强降水。

总结:

(1)降水概括 此次降水日最大降水量在江西鄱阳地区,为232毫米。降水带较上范围小,雨带东移,集中在长江流域,合肥,南京,上海,杭州一带。维持时间3到4天。局部地区仍有大到暴雨。

(2)环流形势特点 与上次降水类似,在高纬度地区,由于咸里海地区新的大槽的出现,冷空气南下得到补充,持续发展,与暖空气在江淮流域汇合。大槽不断分裂出小槽南下。在中纬度地区,西风环流收到小槽的不断影响,波动明显。低纬度地区,西太平洋副高14号北抬在陆地,15日晚至16日逐渐移入洋面。此种环流形势为大型强降水提供了一个背景场,使得冷暖空气再次交汇于江淮流域上空。

(3)影响系统 咸里海北部大槽,不断分裂南下的小槽。在700hpa,850hpa图上的江淮切变线,切变线南侧为一支宽广的西南偏南风低空急流,风速均为12米每秒以上。在地面图上,长江流域受准静止锋控制,由于准静止锋的停滞,造成了大型的强降水。

受高空槽,低空切变线的影响,长江中下游流域开始新一轮降水。咸里海高纬度槽线不断分裂发展,冷空气南下与暖空气汇合,在江淮切变线上,水汽充沛,有较强的辐合上升运动。副高从洋面上再次北抬,高原脊线逐步东移。再次导致强降水的产生。

图2.8 6月15日~16日24h预报

副高逐渐东退,向洋面移动,地中海方向移来的强暖空气与西藏北部的冷舌相遇,在西宁,拉萨一带产生降水。导致长江流域降水再次减退。从图中,明显看出,降水雨带中局部有暴雨,大暴雨已经消失。

三、6月17日~19日强降水过程分析

在十五日,长江江淮流域降水已经减弱。在十五日以后,如果在洋面上的副高北跳,在中层500hpa上副高脊线位于北纬22度左右,则江淮流域进入梅雨期,华南前汛期结束。梅雨降水一般为连续性的,但常见有阵雨或雷雨,雨量有时可达暴雨。典型梅雨一般出现在6月中旬至7月上旬,有的年份梅雨远早于典型梅雨,评价开始日期为5月15日,称为早梅雨或者迎梅雨,有的年份无梅雨,称为空梅。

图3.1 6月17日20点500hpa

孟加拉湾西北部一稳定低槽形成,伴随西南季风的影响,孟加拉湾向江淮流域稳定的水汽输送,根据梅雨水汽通量研究表明,在每次梅雨活跃时段中,孟加拉湾和南海都有水汽输入大陆,其中孟加拉湾水汽输送为主要部分

图3.2 6月18日20点 500hpa

图中显示副高脊线北跳至北纬22度左右,江淮地区梅雨期开始,今年梅雨期较往年。在孟加拉湾一带有稳定的低槽,长江流域盛行西南风,并与来自北方的偏西气流构成气流汇合区。

图3.3 6月19日 20点 500hpa

咸海里海地区的大槽不断东移分裂出小槽,小槽不断南移,随着偏西气流与西南气流交汇。在西藏,高原北部脊线不断东移,副

高伸入内陆区域增大,这些都影响着江淮流域的降水。受高原东侧低涡影响,江淮,江南大部出现降水。贝加尔湖上部有一个大槽出现,大槽的不断分裂补充南下冷空气。在菲律宾群岛地区出现一个热带风暴,风暴强度较大,将副热带高压脊线挤向一边,并不发展。副热带高压脊线在北纬22度左右福建浙江沿海一带,有退出陆地的趋势。并且随着副热带高压的退出,江淮流域的降水将会减弱。

在一般情况下,在中层500hpa,在高纬,欧亚大陆呈现阻塞形势,有三类情况,第一类是有三个阻塞高压,自东向西分布位于亚洲东部雅库茨克一带,西西伯利亚的贝加尔湖一带以及欧洲东部一带。在这些阻塞高于南部中纬度地带是平直西风带,且有锋区配合,并不断有短波槽生成东移。第二类是有两个阻塞高压,西阻位于乌拉尔山附近,东阻在在雅库茨克附近。两个阻塞高于之间为一宽广的低压槽,在北纬35度到45度之间为平直西风带。第三类是只有一个阻高,这个阻高一般位于贝加尔湖北方,而东北低槽的尾部可以申至江淮地区上空。

图 3.4 6月17日20点 850hpa

在图3.4中,江淮切变线南侧有西南风低空急流。在切变线上有西南低涡东移,在地面则应为准静止锋,并有静止锋波动,产生江淮气旋。图中,西南低涡位于贵州、四川盆地一带。副高脊线位于沿海内陆。在云图上可看出在青藏高原有云系东移,向江淮梅雨锋面云系移动。

图3.4.1 6月18日700hpa比湿

上图中,长江以南大部分地区比湿大于八,西南地区,比湿甚至达到11.2,说明除了江淮流域,西南地区也有大型降水出现。

图3.5 6月19日20点850hpa

在图中,可看出副高脊线被台风挤出内陆,东退在洋面上,江淮切变线持续存在。在图3.6中,可看出地面有静止锋,降水系统在此处停留,该处有强降水。在图3.5中,新疆北部受其上部大槽分裂小槽的影响,产生降水。

图3.6 6月19日14点 地面图

图3.6.1 6月18日8点 云图

图中,孟加拉湾地区大片亮白包含水汽的云,在长江中下游地区地区上空云团亮白,西南广西上空云团较灰,说明此处雨区较长江中下游地区弱。

图 3.7 6月18日~19日24h降水预报

图3.7.1 6月19日雷达回波图

江淮流域受高空槽,低空切变线影响,产生降水,在南京等地,对应低层为静止锋,所以局部地区有大到暴雨。但由于台风的移动将副高挤成内陆,江淮流域,江南大部的降水应有所减弱。

从雷达回波图上明显看出,雨带范围明显减小,呈带状分布,无明显强对流中心,主要集中在上海,杭州一带,全国大范围地区降水减弱,无明显降水。

总结:

(1)降水概括 此次降水过程日最大降水量在安徽太湖,为169毫米,降水持续时间为三到四天。为梅雨开始后一次典型的梅雨过程中的短息强降水过程。

(2)环流形式特点 在高纬度地区,大槽底部不断分裂,小槽南下。未出现阻塞高压。中纬度地区,平直的西风带环流受小槽南下,槽线切变线的影响,波动发展。高压脊线再次东移。在低纬度地区,西太平洋副热带高压受台风的影响,由陆地移至洋面,并且脊线明显受台风挤压变形。

(3)影响系统 高纬度的大槽,以及不断分裂出来南下的小槽。在700hpa,800hpa图上,长江中下游流域上空的江淮切变线,以及东移的西南涡。在切变线南侧,存在西南低空急流,风速平均在12米每秒。在地面图上,江淮流域为梅雨锋控制。

江淮流域进入梅雨期,副热带高压北跳,脊线位于北纬22度左右,高原脊线东移。长江流域稳定的西南气流与北方南下的偏西气流汇合。切变线南侧有西南风低空急流,切变线上有西南低涡东移。形成江淮流域的大范围降雨。在南京等地,地面出现准静止锋,降水系统停滞,出现强降水。随着副热带高压系统退出内陆,降水又逐步减弱。

四、6月1~13日降水总分析

(1)6月1-13日长江流域降水实况

6月1-13日,长江流域大部降水量25~100毫米,其中江南中部和北部、江淮西南部等地有100~200毫米,安徽南部、江西中部、湖北南部、湖南中部、浙江西部达200~250毫米,局地超过250毫米(图1);安徽黄山(431.4毫米)、屯溪(408.5毫米)、休宁(406.0毫米)、黟县(360.2毫米)、湖北通城(387.5毫米),江西高安(371.6毫米)超过350毫米。

(2)6月1-13日长江流域降水量与常年比较

6月以来,主要降雨区出现在长江中下游沿江及江南中部和北部地区,上述地区6月1-13日累计降水量占常年6月降水总量的比例普遍达40%~80%,其中安徽东南部、江西西北部、湖北东南部、湖南局部、浙江中北部等地已达到常年6月的80%以上,局地超过100%;江苏北部、安徽北部、湖北西北部、江西南部等地6月以来

累计雨量仍不到常年6月的20%(图2)。

1-13日,长江流域平均降水量86毫米,占常年6月(191毫米)的45%,较常年同期偏多22%,其中长江中下游5省(鄂湘赣苏皖)降水量97毫米,已占到常年6月(212毫米)的46%,较常年同期偏多22%(图3)。

从长江流域各省降水情况看,6月1-13日,长江中下游5省中安徽、江西、湖南降水量较常年同期偏多,其中江西降水量最大,为169毫米,已达常年6月降水量的61%,较常年同期偏多55%;湖南6月以来降水量119毫米,占常年6月的55%,较常年同期偏多37%;安徽6月以来降水量94毫米,占常年6月的47%,较常年同期偏多36%。湖北和江苏的降水主要出现在其省的南部地区,故全省平均

降水量仍较常年同期偏少。长江上游(川渝滇青)青海降水量较常年同期偏多,云南略偏多,四川和重庆均偏少,其中重庆较常年同期偏少77%(图4,表1)。

(部分文字及图片转自中国天气网)

五、三次降水主要成员分析

副热带高压脊线北抬,西南季风和南海季风明显加强,并将充沛的水汽源源不断的输送至长江中下游地区;同时,北方地区南下的弱冷空气活动频繁,高原系统活跃,冷暖空气在该地区不断交汇。稳定的环流形势、持续而充沛的水汽供应和强烈的辐合抬升,以及弱冷空气不断的补充是造成长江中下游地区连续出项强降水过程的主要原因。

六、降水预报着眼点

1.首先看总的天气形势,把握降水的大致区域。在长江中下游流域,看副高脊线的位置,高原高原的移动,西南季风的强度,南海季风的强度,西南低空急流的强度,这些因素都与长江流域的降水有密切关系。

2.分析云图云区,一般系统有云区相互对应,降水也对应。观察预报区是否在降水区域内,若在边缘区,则在接下来的分析中应该更加仔细,参考多方面因素,正确划分。

3.重点分析影响预报区域的天气系统,预报区域的上游系统。长江中下游地区主要受南海季风,西南季风的水汽输送,副热带高压脊线,高原脊线的移动,以及高纬度地区大槽分裂移动输送补充冷空气的影响。

4.降水的预报中,有两个基本条件,即降水条件和垂直运动。长江中下游水汽来源明确,水汽输送充足,可参照水汽通量图。

垂直运动明显,高纬度地区的槽分裂,在该地区,冷暖空气汇合。

5.参考其他方面的因素,如数值预报产品,雷达回波图像,K指数图像,比湿图,垂直速度图,层阶温度度等。

大气科学学院2008级 校内实习报告

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