克州地区7.19局地强对流天气成因分析

发表时间:2021/8/9   来源:《探索科学》2021年6月   作者:阿提坎木·那曼,阿依谢姆古丽 艾克代
[导读] 利用高空、地面资料、FY-2C卫星和多普勒雷达、物理量场、单站10分钟等资料,对克州地区阿图什市哈拉峻乡苏红村7月19日16时的强对流天气过程进行分析。

新疆克州气象局  阿提坎木·那曼,阿依谢姆古丽  艾克代  845350

摘要:利用高空、地面资料、FY-2C卫星和多普勒雷达、物理量场、单站10分钟等资料,对克州地区阿图什市哈拉峻乡苏红村7月19日16时的强对流天气过程进行分析。
关键词:强对流,低压槽,热力条件 动力条件
        引言
        强对流天气具有尺度小、突发性强、灾害性大等特点,它的发生伴有雷暴、短时暴雨、冰雹、强风等灾害性天气,虽然它的影响范围小、发展速度快、持续时间短,但确是主要灾害性天气之一。克州位于西天山南麓,塔克里砍特大沙漠西缘,典型的北温带大陆气候,地形复杂,自然条件差,每年夏季的冰雹、暴雨、大风等强对流诱发的气象灾害给农业生产造成极大危害。
        一、天气实况及灾情
        受中亚低槽分裂短波东移的影响,7月19日16时20分~17时20分阿图什市哈拉峻乡苏红村出现了60.1mm的大暴雨(简称7·19大暴雨),出现当地这几年以来最强的大暴雨天气。当日午后到傍晚,克州大部地区出现阵性风雨天气,普遍出现微到小雨,阿合奇县苏木塔什乡和哈拉布拉克乡一带出现中到大雨,阿图什市哈拉峻乡一带出现大到暴雨,降雨中心出现在哈拉峻乡苏洪村,降雨量为60.1毫米。其中过程降水量阿图什1.0mm,阿合奇1.5mm;由于我州各县所出的地理位置,地形情况相差较大,故在此次降水的时间上和降水的强度上都有一定的差异。
        灾情:2020年7月19日16时20分,阿图什市哈拉峻乡出现强降雨天气,辖区内阿亚克苏洪村出现暴雨等灾害性天气,降雨量达到60.1毫米,造成洪涝灾害。灾害造成农作物受灾面积13.9公顷,其中玉米受灾11.9公顷、苜蓿受灾2.0公顷,经济损失约17.89万元;阿亚克苏洪村幼儿园、村养殖场85.0米围墙倒塌,经济损失约2.98万元;阿亚克苏洪村道两侧4盏路灯被冲倒损毁,经济损失约1.20万元。此次洪涝灾害造成经济 损失约22.07万。

       

       

        二、环流形势分析
        3.1、高低空环流形式分析                         
这次强对流天气从500hpa形势上中亚短波槽分裂东移发生的,到19日08时该短波移到南疆西部喀什与阿克苏之间,这时我州哈拉峻乡处在槽线上的上升环流背景下,这样形式有利于对流天气的发生(看图4)。在地面形势上19日08时至14时我州受地面冷高压的控制(看图5)。

       
 
        3.2、85hpa形式偏东风场分析
        在850hpa形势上南疆西部一带为西北风,东部一带为偏东风,在盆地中有东西两边的风交汇,形成了风切变,造成一个副合中心,有利于能量的释放,促使对流天气发生(看图6 7)。

       

        三、水汽条件和不稳定能量分析
        4.1、水汽条件分析
        水汽来源来看,在7.19大暴雨过程中,700hpa图上相对湿度场在7月19日08时南疆西部有40%~80%的相对湿度场,当日当时哈拉峻乡一带的湿度为60%~70%(看图8),到14点的时候,湿度稍微减弱,但哈拉峻乡一带仍然为60%以上的湿度场。在大暴雨过程中,7月19日08时到20时在700hpa比湿场来看,南疆西部一带为5~7g/kg的比湿场(看图9),当日的水汽条件达到南疆夏季降雨的基本条件。

       
        4.2 不稳定能量分析
        目前K指数、SI指数预报产品在新疆气象台日常业务中得以广泛应用,特别是夏季强降水对流天气过程中应用的较好。K指数大于30度以上、SI指数少于零时,已处在不稳定的状态,在短时强降水和雷暴、冰雹天气有一定的指示意义。在这此7.19暴雨过程中,在南疆西部一带为K指数大于32~40度(看图10),SI指数在南疆西部一带为-6~-8状态(看图11),就这样K指数大于30度、SI少于零的不稳定对大降雨落区和强度的预报提供必要的参考依据。

       
 
        四、云图特征分析
        在19日:13时FY2G红卫云图上,南疆西部上空有分散性的中高云系,这时候阿克苏地区一带为一偏较明显的对流云系,云系范围较大,同时我州平原一带也发展了对流单体云系,这样云系维持到14时(图12A);15时在阿合奇县哈拉布拉克乡到阿图什市哈拉峻乡一带生成了对流云系(图12B),到16时快速的发展加强,还覆盖了到我州偏北和偏东地区,云系里没有特别强的冷中心,但对应较强的对流天气(图12C),到17时对流云系缓慢的推动(图12D),随着云团沿偏南气流不断北上,18时之后强降雨结束。

       
        五、多普勒雷达资料分析
        7月19日,阿图什市哈拉峻乡苏红村出现大暴雨,最大雨强出现时段在16时:30分-17时,一小时雨强60.1mm。从雷达回波组合反射率因子图上可以看出,强降雨发生前,15时,在我州阿图什市哈拉峻乡偏北一带有中心强度40-45 dBz回波单体,这与卫星云图分析的在哈拉峻乡附近有切变线云系比较一致。15时:30分,阿图什市阿湖乡一带开始生成对流单体并逐渐发展。到16时,阿湖乡一带对流单体和哈拉峻乡发展的对流单体,在切变线系统的组织作用下,回波逐渐合并,在16日00:30分的组合反射率图(图略)中可以看出,哈拉峻乡苏红村有一条中小尺度窄而密的较强回波带,最大回波强度45-50dBZ,超过30 dBz的回波顶高在3-6km之间,回波加强,回波与对应的苏红村的降水量也较大。17时之后,哈拉峻乡苏红村的强回波已经减弱,此时苏红村的强降水也已经减弱。
        六、探空资料分析
        19日08时探空图上,喀什探空资料显示沙氏指数为1.02,K指数达到26.6,到20时喀什探空资料显示沙氏指数为-4.32,K指数达到35.5已经处于不稳定状态。从08时到20时CAPE能量由34.4J.kg-1增大到1215.2 J.kg-1  ,08时在低层的偏西风转变为偏东风,高层湿度从08时到20时增湿,不稳定能量的迅速增大为对流发展提供了有利的条件。
        七、垂直泼面图分析
        在大暴雨出现的19日14时到20时之间,从阿图什市哈拉峻乡苏红村的资料来看出,降水爆发的16时到17时之间,哈拉峻乡苏红村的低层有偏东风,在600-700hpa之间有明显环流上升运动,在高层湿度增湿,提供对流天气的条件。
        八、降水落区预报检验
        降水落区预报中,主观预报对阿合奇县和阿克陶县山区的强降水落区及出现时段把握较好,而对阿图什市哈拉峻乡的降水量预报偏小,苏红村暴雨漏报。EC细网格、DOG_FAFS 1小时大尺度降水模式、DOG_FAFS 3小时对流降水模式、RMAPS—CA—3KM—大尺度降水模式、 德国5家模式在16时20至17时的大暴雨中,对苏红村报的特少,个别模式无报降水,特别是DOG_FAFS 1小时大尺度降水模式对阿图什市一片无报降水,对偏北山区,西南部山区报点降水。
        九、结论
        (1)这次强对流天气发生在中亚低压槽的中尺度环流背景下,从低压槽不断分裂短波,进入南疆西部,生成是个强对流天气的影响系统。
        (2)对流层低层850hpa有强垂直风切变形成,有利于对流活动的发生。
        (3)哈拉峻乡处于低层辐合、高层辐散的上升运动区。 有利于对流不稳定能量释放,产生强对流。通过探讨造成哈拉峻乡苏红村强对流天气的中小尺度天气系统发生、发展的环境场条件,提高对此类强对流天气发生发展的认识水平,为今后此类强对流天气预报提供可参考的依据。
        (4) 加强探空资料和天气雷达资料分析,能完善强对流天气监测业务。加强本区域和周边各种观测资料的分析,做到及时发现、跟踪预报。
参考文献:
[1]陈春艳,杨莲梅,等.南疆西部一次罕见暴雨过程的成因分析[J].高原气象,2013,32(1):191-200.
[2]阿提坎木,阿不力米提,吐尔巡江,钱文新.克州一次大暴雨天气分析[J]},新疆气象,2005.6张云惠,
[3]樊利强,王迎春,陈明轩.利用雷达资料反演方法对北京地区一次强对流天气过程的分析[J].气象,2009,35(11):9-11.
作者简介:阿提开木·那曼(1967.10),女,维吾尔族,新疆阿图什人,本科,工程师,从事气象预报工作。

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