李化1 蔡晶2
(1.陕西省榆林市绥德县气象局 718000;2.陕西省榆林市米脂县气象局 718100)
摘要:本文利自动气象站观测资料、NCEP 再分析资料等相关资料对绥德县2017年7月26日出现的一次暴雨天气成因进行分析。结果表明:此次暴雨天气是在副热带高压西北变暖湿气流和高原槽朝东边移动过程中给予的动力条件的共同影响下造成的。与此同时,地面形势主要呈“东高西低”特征,冷暖气流共同在绥德县汇集,促使大气的斜压性不断增强,推动了此次暴雨天气的发生发展。此次暴雨天气过程中,水汽条件、动力条件以及不稳定能量条件均较好,这些是导致此次暴雨天气发生的关键物理量因子。
关键词:暴雨;天气形势;物理量;绥德县
引言
绥德县隶属于陕西省榆林市,地处榆林市东南部,全县总面积1853平方公里,境内地势东北部最高,东南部最低,整体趋势是由西北部向东南部逐步降低。绥德县属黄土丘陵沟壑区第一附区,是典型的峁梁状黄土丘陵沟壑。绥德县属温带大陆性半干旱气候,年平均降雨量486mm,大部分集中于夏季,夏季暴雨天气时常会引发洪涝灾害,给农业、水利、电力、通信、交通运输等各行各业带来严重危害。因此,加强暴雨天气形成机制的研究就显得尤为重要。本文主要对2017年7月26日出现在绥德县的一次危害较大的暴雨天气成因进行分析,以掌握绥德县暴雨天气发生发展规律,为今后更好的开展暴雨天气预报预警服务以及防洪减灾等工作提供科学指导。
1天气实况
2017年7月25日13:00~26日08:00,绥德县境内出现一次暴雨天气过程,降水量最高达247.3mm,再加上上游米脂、子洲、横山等县区同样出现暴雨天气,使得绥德县城境内河道水位急剧暴涨,最终造成绥德县各镇发生不同程度的暴雨洪涝灾害,给当地农业生产、城市交通以及人们的正常生活均造成不利影响。据统计,此次暴雨洪涝灾害导致10.47万人受灾,农作物受灾面积29385亩,死亡大牲畜2853头(只);房屋倒塌43户129间,严重损坏271户606间,城区门市及超市受损1244间,受损车辆241辆;损毁道路213处、桥梁41座、水井320口、大坝38座。造成经济损失达16.7亿元。
2天气形势分析
2017年7月25日08:00500hPa高空形势场上,亚欧大陆中高纬区域主要表现为“1槽1脊”的大气环流形势,有1个较为宽阔的低槽区分布鄂霍次克海到朝鲜半岛一带,有1弱高压脊区分布在贝加尔湖西边区域;陇东一带分布着中低纬高原槽,副热带高压对国华东、华中大多数区域进行控制,副热带高原西侧外围暖湿气流持续藏南海朝我国陕西、内蒙古一带输送。7月25日20:00(图1a)副热带高原西伸北抬且不断增强,处于甘肃的高原槽朝东移动至陕西一带,槽前至副热带高压间气压梯度明显变大,副热带高压西北边的西南气流显著增强,绥德县上空风速达到18m/s以上,最大可达20m/s。700hPa形势场上(图1b)川东到绥德县一带的西南风风速超过12m,最大达16m/s,即形成低空急流,西南风持续把来自低纬区域的水汽以及能量朝绥德县极其周边区域输送。在副热带高压西北变暖湿气流和高原槽朝东边移动过程中给予的动力条件的共同影响下形成了本次暴雨天气[1]。由700hPa形势场 还能够了解到,25 日 20 :00绥德县以北区域有1低涡切变存在,绥德线处于切变线的南边,水汽辐合、热力、动力条件均较好,对于强降雨天气的出现十分有利。绥德县域正涡度中心超过10×10-5s-1,这意味着强降水落区上空存在着较为强烈的垂直上升运动。在本次暴雨天气出现过程中,地面形势主要呈“东高西低”特征。处在华北到陕东一带的高压中心不断增强,达1010hPa。有低压在陕西西边维持,中心气压是 997.5hPa,低压东北部延伸到陕北一带,气压梯度不断增大,冷暖气流共同在绥德县汇集,促使大气的斜压性不断增强,推动了此次暴雨天气的形成。
图1 500hPa高度场(等值线,单位为dagPm)、风场(a 2017年7月26日02:00)与700hPa高度场(等值线,单位为dagPm)、涡度场(阴影区,单位为10-5 s-1)、风场(b 2017年7月26日02:00)
3物理量诊断分析
3.1水汽条件分析
在本次暴雨天气出现之前,2017年7月25日20:00,水汽输送以及水汽辐合主要处于陕西北边的内蒙古境内。7月26日02:00,地处200hPa急流右边的绥德县处在辐散区内,绥德县北边区域的散度为12×10-5s-1; 700hPa上随着低空急流东移略南压,急流左前方的强辐合中心也明显东移南压至绥德县,强度达-5×10-5s-1。低空强辐合区与高空强辐散共同在绥德县及其周边区域叠置,对于上升运动的增强十分有利[2]。川北到绥德县的整层水汽输送也显著增强,在绥德县降水落区水汽通量为30~50g/(cm·s),为本次绥德县暴雨天气的发生给予了丰富的水汽条件。
3.2动力条件分析
由此次天气过程暴雨中心制作的垂直速度剖面图了解到(图2),7月26日02:00地面到200hPa以上都属于一致的上升气流,同时强上升中心处在 600hPa区域,上升速度为 3.0Pa/s,较强的上升运动促使低层大量水汽持续输送至绥德县高空,此次暴雨天气的发生提供有利的动力条件[3]。
图2 此次暴雨中心垂直速度时空演变(单位为 pa/s)
3.3不稳定能量条件分析
2017年月 25日 08 :00 假相当位温θse垂直剖面场上,降水之前假相当位温θse的高值区处在北纬36°区域的近地面,假相当位温θse中心值是364 K; 绥德县北边属于 假相当位温θse低 值 区,中 心分布在600hPa区域,中心值为324K;高低中心之间分布着θse等值线密集带,这意味着低层的西南气流朝北进入绥德县。中层500hPa高空槽后对于干冷空气输送至绥德县十分有利,低层暖湿气流与中层干冷空气在绥德县汇集。2017年7月 25日20:00,假相当位温θse高值中心处于绥德县及其周边区域,地面到600hPaθse差值为 20K,具备明显的对流不稳定性(图3)。7月26日02:00700hPa低空急流持续发展延伸至绥德县一带,左边切变线不断东移,其形成的辐合抬升促进了不稳定能量的释放,促进了此次暴雨天气的发生发展[4]。
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图3 沿110°E假相当位温θse垂直剖面(单位为 K;阴影为地形)
4结论
(1)绥德县"7·26"暴雨天气降水强度大,危害严重,给当地经济造成巨大的经济损失。
(2)西南风持续把来自低纬区域的水汽以及能量朝绥德县极其周边区域输送。在副热带高压西北变暖湿气流和高原槽朝东边移动过程中给予的动力条件的共同影响下形成了本次暴雨天气。
(3)地面形势主要呈“东高西低”特征,冷暖气流共同在绥德县汇集,促使大气的斜压性不断增强,推动了此次暴雨天气的发生发展。
(3)此次暴雨天气过程中,水汽条件、动力条件以及不稳定能量条件均较好,这些是导致此次暴雨天气发生的关键物理量因子。
参考文献:
[1]王文,程攀.2013.“7.27”陕北暴雨数值模拟与诊断分析[J].大气科学学报,2013,36(2).174-183.
[2]周春花,张驹.2012年8月四川盆地东部一次持续性暴雨过程的中尺度特征分析[J].髙原山地气象研究.2013, 33(3):31-36.
[3]张恒德,宗志平,张友姝.2005年7月一次大暴雨过程的模拟和诊断分析[J].大气科学学报.2011,34( 1): 85-92.
[4]巫志刚.江西省井冈山市2015年7月1-2日暴雨天气过程分析[J].北京业,2016(02).
作者简介:李化(1989.04)男,汉族,陕西省榆林市榆阳人,本科学历,助理工程师,从事天气预报工作。