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2019年6月6日裕民县阿克乔克草原暴雨天气过程分析

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年6月作者：罗斌全龚淑慧扎璐加依达尔·叶尔扎提高海龙

[导读] 本文利用实况观测资料和物理量场资料对此次暴雨过程的天气特征、水汽条件、动力条件、不稳定能量条件等进行了综合分析，并总结了暴雨过程的卫星云团特征。

塔城地区气象局罗斌全龚淑慧扎璐加依达尔·叶尔扎提高海龙 834700

摘要：2019年6月6日塔城地区裕民县出现了中到大雨，局部地区出现暴雨。本文利用实况观测资料和物理量场资料对此次暴雨过程的天气特征、水汽条件、动力条件、不稳定能量条件等进行了综合分析，并总结了暴雨过程的卫星云团特征。结果表明：中亚低值系统是造成此次暴雨天气的主要影响系统。源源不断的水汽从西南方向不断向塔城地区输送，并在此区域辐合造成此次暴雨过程出现时间短、雨强大，时段集中。低层正涡度区、上升运动、层结不稳定等因素为暴雨的产生创造了热力、动力和能量条件。此次暴雨过程的触发机制是
低层中尺度风速切变、西南暖湿气流的增强，以及低层辐合、高层辐散的大气上下抽吸作用。
关键词：裕民；暴雨；特征；分析
        1.天气概况
        受低涡活动影响，6月2日至6月7日，地区大部断续出现明显的降水天气过程，同时地区北部出现雷电、冰雹、短时强降水、短时大风等强对流天气。6月6日下午15时至17时裕民县境内出现短时强降水并且引发局地山洪，具体小时降水量如下：1）、阿克乔克草原站16时、17时小时降水量达35mm、11.5mm；2）、哈拉布拉水库15时、16时小时降水量达10.7mm、9mm；3）、阿勒腾水库雨量16时小时降水量达9.2mm；4）、克孜布拉克水库雨量16时、17时小时降水量达14.8mm、15.7mm；5）裕民县17时小时降水量8.1mm。6日裕民县境内的降水有时间短、雨强大，时段集中等特点，是典型的夏季对流性天气形成的降水。
        2.大尺度环流背景
        2.1 100hPa环流特征
        过程前期，南亚高压呈双体型，裕民县处在位于纬向多波动锋区中。
        2.2 500hPa环流演变
        过程前期，欧亚范围内为一槽一脊形势，环流径向度不大，咸海至巴尔喀什湖地区为低涡活动区，配合-20℃冷中心，里黑海一线为高压脊区。5日20时，上游脊迅速发展，脊前北风带形成，带上最大风速达40m/s，下游低涡继续加深南下，低涡底部分裂两股短波。6日08时，上游脊继续发展，脊顶西退，脊前北风带转为西北风带，带上最大风速有些减弱，达24m/s，推动低涡不断东移南下，低涡底部强锋区压至北纬44至48度，并以分裂短波形势影响我区。6日白天，中高层均表现为温度槽略超前于高度槽。
        高空500bpa形势特点：主导系统里黑海地区高压脊，影响系统巴尔喀什湖地区低涡，位置稳定少动，移动路径由西北向东南方向移动，底部不断分裂短波影响我区。
        2.3 地面系统演变
       过程前期，位于东经60度至80度、北纬53度至60度范围内的地面气旋发展并东南下，同时，中亚地区冷高压合并，由西南向东北方向移动，于6日白天在裕民南部山区形成冷暖交汇，造成强对流天气的影响。
        3.强降水成因分析
        暴雨的产生，需要大气中含有大量的水汽，同时需要源源不断的水汽输送与补充。从能量角度看，暴雨是能量不断释放的过程，要产生强降水，大气中必须具备一定的能量条件，这种不稳定能量的释放又触发了较强的上升运动，通过对水汽通量、水汽通量散度、散度、涡度、垂直速度等物理量场的诊断分析，了解本次暴雨水汽、热力与动力等时空分布特征。
        3.1 动力条件
        3.1.1垂直运动
        沿82.9°E、46.2N°做垂直速度时间剖面,6日08时至14时，在阿克乔克上空存在整层均为较强的下沉运动，14时之后300hPa至700 hPa上升运动开始增强，低层为下沉运动。强烈的上升运动有利于水汽的凝结。
        3.1.2 散度分析
        在暴雨发生期间，裕民县阿克乔克上空850hPa至500hPa存在较明显的辐合区，中高层存在辐散，从6日08时开始850hPa至500hPa的辐合开始加强，中高层的辐散也加强，有利于水汽的辐合，上升为强降水的持续提供了很好的动力条件。
        3.2水汽条件
        3.2.1 相对湿度场分析
        在降水时段，阿克乔克上空整层相对湿度范围在60％至90％，湿度条件好，所以有利于降水。
        3.2.2比湿场分析
        由6日08时和6日20时降水时段的700hPa和850hPa比湿场可以看出，在6日08时700hPa上阿克乔克上空有6g/kg的湿区，在850hPa上有7g/kg的湿区，低层水汽充足，均有利于阿克乔克的降水。

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        3.2.3 水汽源地及路径
        暴雨的发生不仅要有很好的局地水汽条件，而且要有源源不断的水汽补充，只有水汽在降水区辐合，才能形成暴雨。从水汽通量场来看，6日白天水汽由北方路径转为西南方路径输送，大值区在巴尔喀什湖西南侧，6日20时700最大值15g?s-1?cm-1?hPa-1。6日20时850最大值达20g?s-1?cm-1?hPa-1。这说明在暴雨发生前后700hPa有强的水汽的输送。由水汽通量散度场可以看出，在降水开始前开始逐渐增大，水汽辐合主要集中在850hPa至500hPa。而500hpa以上均为正值，这种低层辐合，中高层辐散，造成该过程水汽的辐合、垂直输送更明显。这也是造成暴雨的一个重要因素。
        3.3热力条件
        3.3.1前期气温高热力条件好
        对5日20时至7日12时裕民县阿克乔克草原逐小时气温、降水实况进行分析发现，降水天气出现前期阿克乔克草原气温与历年同期相比维持较高，最高气温在11℃至17℃之间。天气过程前期气温均较高，表现为热力条件好，为后期强降水的出现积蓄了能量。
        3.3.2层结和稳定度分析
        对700 hPa假相当位温进行分析， 6月5日降水前期，θse大值区位于巴尔喀什湖地区，中心值为52，至6日θse等值线密集，即能量在巴湖至我区堆积，且θse随高度升高而增大，表明整层大气层结较稳定。
        4. 模式降水预报检验
        4.1 EC细网格预报降水落区及强度的检验
        从EC的72h、48h、24ｈ预报时效的降水落区中可以看出，对于6月5日20时至6日20时这段时间内的降水预报，三个时效的预报落区没有明显变化，但随着预报时效的临近，EC模式将中量以上降水中心的范围逐渐调小，且与实况也越来越接近。
        从三个时次对降水大值区的预报来看，72h预报的降水大值区位于阿克乔克草原以北，48h和24h对降水大值区的预报基本一致，均位于阿克乔克草原的偏西北和西南方向，降水实况大值区出现在阿克乔克草原偏南方向。
        从三个时次对降水量级的预报来看，72h、48h、24ｈ的预报降水量级均偏小，其中72h预报的降水量级与实况偏差最大，48h和24h的偏差次之。阿克乔克草原实况降水为55.0毫米（大暴雨），模式72h时效的预报为中雨量级，48h、24h时效的预报为大雨量级，其中24h时效的预报量级与实况偏差最小，但偏差值仍较大，偏差值为37.6毫米。
        4.2德国模式预报降水落区及强度的检验
        从德国的72h、48h、24ｈ预报时效的降水落区中可以看出，对于6月5日20时至6日20时这段时间内的降水预报，三个时效的预报落区基本一致，均位于阿克乔克草原一带，相比EC预报的降水落区，德国预报的降水落区与实况更为一致。
        从三个时次对降水大值区的预报来看，72h、48h、24h预报的降水大值区均位于阿克乔克草原以东位置，而降水实况大值区出现在阿克乔克草原测站偏南方向。
        从三个时次对降水量级的预报来看，72h、48h、24ｈ的预报降水量级均偏小，其中48h预报的降水量级与实况偏差最大，72h和24h的偏差次之。阿克乔克草原实况降水为55.0毫米（大暴雨），模式48h时效的预报为中雨量级，72h、24h时效的预报为大雨量级，其中24h时效的预报量级与实况偏差最小，但偏差值仍较大，偏差值为35.4毫米。
        综上所述，与EC模式相比，德国模式和实况的偏差值更小，预报落区也更接近实况，因此，对于此次裕民县阿克乔克草原暴雨天气而言，德国模式的预报效果相对较好。
        5.结论
        （1）此次暴雨天气时由强对流天气引发的，其影响系统为中亚低值系统。
        （2）此次暴雨天气中西南方向的水汽输送占主导地位，水汽辐合中心与暴雨落区及出现时间较吻合。
        （3）大气层结状况对强对流天气有很好的指示作用。
        （4）模式检验：此两次降水欧洲细网格和德国模式预报在降水落区及最大降水量级预报均有一定误差，降水量偏少50％-70％。
参考文献：
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作者简介：罗斌全（1982.11），男，汉族，湖南省涟源市人，本科，工程师，从事短期天气预报工作。