一次暴雨过程的重力波特征分析

一次暴雨过程诊断分析发布时间：2021-06-10T14:51:16.257Z 来源：《探索科学》2021年4月作者：卜庆雷[导读] 应用常规观测资料、地面加密自动站资料、雷达和卫星资料等多源观测资料，分析山东2018年6月25-26日出现的暴雨天气过程。

结果表明：(1)此次降水过程由于副热带高压西伸北抬，受高空槽、低空急流和低涡切变线共同影响，日本海附近存在强盛的高压脊与副高叠加，形势稳定，产生的持续时间较长的降水。

山东省济南市气象局卜庆雷 271199摘要：应用常规观测资料、地面加密自动站资料、雷达和卫星资料等多源观测资料，分析山东2018年6月25-26日出现的暴雨天气过程。

结果表明：(1)此次降水过程由于副热带高压西伸北抬，受高空槽、低空急流和低涡切变线共同影响，日本海附近存在强盛的高压脊与副高叠加，形势稳定，产生的持续时间较长的降水。

（2）降水主要是发生在暖空气里的对流性降水，整层湿度好，暖云层较厚，有利于高降水率的产生，夜间对流云团出现列车效应，从而导致极端短时强降水和大暴雨的发生。

（3）此次过程中，低空急流沿副高边缘输送水汽和能量，夜间出现低空急流的风速脉动，风速显著增强，存在风速辐合与风向切变，为暴雨的产生提供了充沛的水汽和热力不稳定条件。

3km 以下风向风速的变化特征对于降水的发生和结束有很多的指示作用。

关键词：暴雨；低空急流；引言暴雨是重要灾害性天气，中国是一个多暴雨国家[1]，常常造成洪涝、滑坡泥石流等直接灾害或次生灾害。

暴雨预报历来是预报中的难点工作，曹钢锋[2]等指出影响山东暴雨的主要天气系统，王西磊[3]、田秀霞等[4]、杨晓霞等[5]、尹承美等、郭大梅等专家学者都对暴雨进行了深入研究，取得了很多有价值的成果。

本文选取山东一次大范围暴雨过程，从环流形势、物理量场分析、卫星雷达资料分析，特别是进行了地面中尺度分析，以期获得有益的指导，提高预报服务能力。

1天气实况2018年6月25日至26日山东出现了大范围暴雨天气过程，其中鲁中大部分地区出现大暴雨，全省过程平均降雨量为77.7mm,其中大监站最大降水量244.7mm,出现在潍坊安丘。

一次梅雨锋暴雨过程中的重力波特征易军;寿绍文;张庆奎【摘要】利用中尺度数值模式WRF模拟了2007年7月7～9日江淮地区发生的一次梅雨锋暴雨过程,通过动力分析和Morlet小波分析方法研究了此次梅雨锋的重力波特征.结果表明:2种非平衡流诊断指标(Ro和△NBE)简易有效,梅雨锋暴雨过程中的中尺度重力波系统垂直结构十分清晰;强波动发生时段集中在7日20时至8日06时,30 ～ 80 min短周期重力波能量远高于长周期;重力波在低层表现强烈,中高层的短周期能密度中心出现更早;最强波动时段与强对流相对应,波动与对流形成耦合,动力与统计分析相互补充,效果较好.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2015(033)006【总页数】8页(P918-925)【关键词】中尺度重力波;动力分析;Morlet小波分析【作者】易军;寿绍文;张庆奎【作者单位】民航华东空管局气象中心,上海200335;南京信息工程大学大气科学学院,江苏南京210044;安徽省阜阳市气象局,安徽阜阳236000【正文语种】中文【中图分类】P458引言近年航空运输业迅猛发展，天气对现代航空业的影响越来越大。

我国现阶段民航空域容量有限，雷暴、低云、低能见度等恶劣天气易造成流量控制、航班延误甚至飞行事故等问题，因此加强对恶劣天气的研究具有重要的现实意义。

研究表明[1]，中尺度重力波是触发雷暴、飑线和暴雪等强对流天气的重要机制之一，而台风、低空风切变和晴空湍流等天气也经常伴有重力波系统。

因此众多学者开展了重力波的相关研究。

Raymond[2]阐述了中尺度天气中存在波动型第二类条件不稳定机制(Wave-CISK)，它能够使重力波与对流相互耦合，相互激发，形成正反馈。

Koch等[3]分析对流性降水试验中的重力波发现，重力波活动与高空急流中心向下游移动所产生的地转调整有关，提出了检验非平衡流的3个指标。

Zhang等[4]讨论了几种非平衡流诊断指标的差异，发现几种指标的计算结果大致相同，但拉格朗日Rossby(Ro)数和非线性平衡方程(NBE)指标最便利有效。

对一次强雷暴天气的分析和总结每年6月进入夏季，太原武宿机场便切换至雷雨季节保障模式。

雷雨天气对飞行影响严重，不仅闪电会对飞机机体造成损害，雷暴伴随的低能见度、大风、强降水等也是威胁航空飞行安全的重要因素。

如何通过雷雨天气的考验也成为我们观测员关注的重中之重。

本文通过对太原武宿机场一次强雷暴天气过程的分析总结，为日后应对特殊天气打下基础。

1.天气实况2021年5月26日上午10:44（以下时间均为北京时）至11:38太原武宿机场出现了一次强雷雨大风天气过程。

此次天气过程的形成原因是因为内蒙古地区有冷空气南下，高空有槽过境而地面有气旋，高低层冷暖空气对流，多方共同作用形成此次强对流天气。

以下是当日实况： 10：00雷达图上显示在北边和西北方向50公里处有两团对流云团，强度在35至40dBZ之间。

后续逐渐加强，并由西北向东南方向移动。

10：30天空只有少量卷云（Ci），两三分钟后西北方向天空变暗，有大量积雨云（Cb）生成并向本场快速移动，此时平均风速4米/秒风向250°。

在10:44首次听到雷声(TS)，天空持续变暗，积雨云(Cb)伴随淡积云(Cu)覆盖整个天空，且云底不断增厚。

10:51开始下小阵雨（-SHRA），风速迅速增大,10:52瞬间风速大于等于17米/秒，达到大风（GA）标准。

10:53有不透明固体降水拍打玻璃，直径小于5毫米判定为小冰雹（-SHGS），阵雨强度随之增大，11:00整点报天气现象变成强雷暴降水天气（+TSRAGS），平均风速19米/秒阵风26米/秒平均风向320°，能见度4000米，跑道视程降为550V800D，气压因为雷雨天气的影响较上一个时次增加两百帕。

可以看到停机坪上强风吹动积水的波纹痕迹，有路障被风吹离地面。

空中低云逐渐增多，云底高降低，云体移动迅速。

此时大量积雨云（Cb）移至头顶，云底悬球状结构明显。

11:02小冰雹(-SHGS)消失,11:03降水强度明显减小，变成小雷雨(-TSRA)，能见度升至10000米。

2017年6月湘西州一次暴雨天气过程的诊断分析摘要利用区域自动站资料、探空资料、FY-2E TBB资料和NECP 1°×1°再分析资料，对湘西州2017年“6.23”暴雨天气过程进行综合分析。

结果表明：2017年6月23～24日，湘西自治州中南部出现连续暴雨天气过程。

此次过程的特点：一是降水持续时间长，累积量大；二是降水集中，影响范围大。

中心主要位于泸溪、凤凰、吉首及花垣、保靖、古丈南部；三是部分乡镇重复受灾，灾情严重，且出现了人员伤亡。

因此，对其进行总结分析，对于今后连续性暴雨的预报有较强的指导意义。

1 雨情6月22日20时～24日20时，湘西州连续两日出现暴雨过程。

据区域气象自动站的分析，此次过程累计出现暴雨195站，大暴雨88站，平均累积雨量为162.5mm，累积雨量≥200毫米的有76站，最大累积雨量为凤凰县禾库316.0mm。

最大日雨量为凤凰县林峰186.2mm（6月24日），1小时最大雨量为花垣县白岩湾尾砂库78.8mm（6月24日03～04时）。

两次降水都是从凌晨开始，突然加大，主要影响区域都是位于自治州南部，使得南部地区受灾严重。

据州防汛抗旱指挥部统计，全州8县（市）103个乡镇29.1882万人不同程度受灾，倒塌民房26间，因灾死亡3人，因山体滑坡319国道交通中断。

图1 6月23～24日逐日雨量分布2 天气形势演变6月22日20时（图3a ）亚洲500hPa 为一脊一槽型，贝加尔湖为强大的阻高控制，我国华北地区受深厚的冷涡控制，冷中心温度为-14℃，冷涡中心高空阶梯槽落后于温度槽，槽后冷空气随冷涡旋转不断南下，影响长江中下游地区。

中低维地区副高呈东西带状分布，120°E 脊线位于23°N 附近，588线位于湖南南部地区，其北侧气压梯度大，西南气流强盛。

副高西侧有短波槽东移，中低层西南急流发展，在湘西州中部有暖式切变线生成，地面场上有低压发展。

重力波对青藏高原东侧一次暴雨过程的影响王文;刘佳;蔡晓军【摘要】采用WRF（weather research and forecasting）模式输出资料、NCEP/NCAR1°×1°再分析资料以及地面站降水资料,对2009年7月31日至8月1日四川省一次暴雨过程进行了分析。

结果表明：水汽辐合区与降水区基本一致;散度场、水汽通量和水汽通量散度对降水具有较好的指示作用。

在降水之前的6h 中,降水中心上空的大气层结基本稳定,这种层结条件并不利于对流运动发生和发展;但是通过对散度场、非线性平衡方程和理查森数的分析,发现在暴雨开始前存在着中尺度重力波,它激发了对流运动的发展,而对流运动对暴雨的发展起到了主要作用。

这说明,在整个暴雨过程中,只有同时考虑中尺度重力波与对流运动的相互作用,才能较完整地解释雨带的强度和特征得以发展和维持的原因。

%Based on the WRF （weather research and forecasting） model output data with high spatial and temporal resolutions,the NCEP/NCAR 1°×1° reanalysis data,and the ground station precipitation data,this paper analyses a heavy rainstorm event in Sichuan Province from 31 July to 1 August 2009.Results show that the rainstorm bands approximately locate along the water vapor convergence regions,and the divergence field,water vapor flux and its divergence have excellent indicative function in the rainfallevent.However,the atmospheric stratification is weakly stable for six hours before precipitation occurrence,which is not conductive to the occurrence and development of convection.But the analysis of the divergence field,the nonlinear balance equation and Richardson number shows that the mesoscale gravity waves exist before the rain begins,which induce thedevelopment of convective motion,while the convection plays a major role in stimulating the development of the rainstorm.Therefore,during the process,we must consider the interaction between the mesoscale gravity waves and convective motion,in order to explain the reason why the rain bands develop and maintain reasonably.【期刊名称】《大气科学学报》【年(卷),期】2011(034)006【总页数】11页(P737-747)【关键词】暴雨;西南低涡;重力波;对流运动【作者】王文;刘佳;蔡晓军【作者单位】南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044;中国气象局成都高原气象研究所,四川成都610071;南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】P458.1中尺度重力波常和雨带、飑线、强雹暴、暴雨和暴雪等天气相伴，而重力波可以由一系列的现象引起，包括对流、垂直风切变、密度脉动(加速锋)、地转适应、地形强迫等。