陇南一次暴雨灾害天气过程的诊断分析
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重庆2022年“6·26”暴雨天气过程成因诊断分析重庆2022年“6·26”暴雨天气过程成因诊断分析一、引言2022年6月26日,重庆市迎来了一场罕见的暴雨天气。
在短短几小时内,大雨倾泻而下,引发了严重的洪涝灾害,给城市和居民生活带来了巨大的冲击。
本文对该次暴雨天气的成因进行诊断分析,以期为未来类似天气事件的预警和防范提供参考。
二、气候背景重庆地处亚热带湿润气候区域,夏季多雷雨天气和高温多湿,而6月的气候特点正好表现出这种特点。
此次暴雨前,重庆连日受到高温的煎熬,空气中的湿度逐渐增加,为暴雨的形成提供了基础条件。
三、影响因素1.暖湿空气这次暴雨的形成与暖湿空气流的活跃有关。
在事件发生前的几天,南方地区受到了强热输送影响,暖湿空气主要由南方沿岸进入重庆。
当这些暖湿空气流遭遇到静止冷空气团时,产生了较强的抬升作用,导致大量水汽凝结成云,最终形成了强降水。
2.地形因素重庆地势复杂,由山区和盆地组成,山区地势陡峭,水流速度快,盆地地势平缓,易积水。
而且,整个重庆市区被两条重要河流——长江和嘉陵江分割,导致水势自然集聚。
这次暴雨期间,暴雨主要集中在市区,加上市区排水设施有限,导致了内涝的形成。
四、天气系统此次暴雨的原因还与局地天气系统的发展有关。
根据气象资料分析,6月26日重庆附近出现了一个低层切变线,这是暴雨形成的重要因素之一。
切变线一经成型,将有利于冷暖空气的堆积和抬升,增大了降水的凝聚和降低过程。
五、强降水成因1.锋区活动6月26日,重庆附近的锋区活动频繁,形成了不断的对流云团。
在这些云团中,水汽充沛,抬升速度快,从而引发了强降水事件。
2.对流云团在锋区活动的影响下,重庆地区形成了多个对流云团。
这些云团在相对稳定的大气环境下,发展迅速,使得降水量大、持续时间长。
六、总结综上所述,重庆2022年“6·26”暴雨天气的成因主要与暖湿空气的流动、地形因素以及天气系统的发展密切相关。
陇南近五十年降水变化趋势分析及对农业的影响王润科;崔俊峰【摘要】利用1959~2008年降水资料,建立相应图表,分析陇南地区50年来的降水变化趋势.结果表明:本区以80年代后期为界分为冷暖两个阶段,这使得本区降水变化明显,加之全球气候变暖趋势越来越明显,随之而来的气象灾害增多,从而产生一系列社会和经济问题.陇南是农业地区,降水变化直接影响到本区农业生产,因此,研究降水变化趋势,对指导农业生产具有重要意义.【期刊名称】《陇东学院学报》【年(卷),期】2013(024)001【总页数】4页(P62-65)【关键词】陇南;降水变化;农业影响【作者】王润科;崔俊峰【作者单位】陇南师范高等专科学校,甘肃成县742500;陇南师范高等专科学校,甘肃成县742500【正文语种】中文【中图分类】X2陇南市位于甘肃省东南部,地处秦巴山区,全区地势包括高山、河谷、丘陵、盆地交错,北部西礼山地呈现低山宽谷的黄土地貌,海拔1800米上下;东部徽成盆地介于北秦岭和南秦岭之间,长百余公里,宽数十公里,呈现丘陵宽谷地形,海拔1000米左右;西南部为高中山与峡谷地,高峻山岭与深陷河谷错落相接,对比显著,本区气候属亚热带向暖温带过渡区,气候垂直分布,地域差异明显,降水季节分布不均,易引发洪涝干旱等灾害,给农业生产带来极大损失。
20世纪以来全球气候发生明显变化[1],降水量的变化是影响干旱及洪涝变化的最主要的因子[2],但降水强度和降水日数的时空变化更易引起旱涝加剧。
近年来,施雅风针对西北地区水资源变化和利用进行了研究[3],这些研究对水资源变化和利用做出了有益贡献。
有关专家对甘肃省陇东南地区统计分析了该区大到暴雨时空分布的主要气候及年际、年代际变化特征,根据实际需要确定了该区暴雨及标准[4],另外,有关学者选取甘肃省若干个地面测站降水量资料,利用对比分析方法,研究了甘肃省降水资源变化特征及其对农业的影响[5]。
陇南地区主要以农业为主,气候变化对农业种植影响很大。
2020-2021学年甘肃省兰州市教学管理第五片区七年级(上)期末地理试卷2020-2021学年甘肃省兰州市教学管理第五片区七年级(上)期末地理试卷一、单选题(本大题共20小题,共28.0分)1.兰州是百合之乡,是所有百合品种中唯一的甜百合。
它不仅毫无苦味,而且口感清脆、味道甜美、纤维又少。
影响兰州百合生长的主要气候条件是()A. 热带季风气候B. 温带海洋性气候C. 温带大陆性气候D. 亚热带季风气候2.甲图为CCTV-1《动物世界》栏目的场景片段:成群的角马和斑马在热带草原上奔跑迁徙。
图乙为当地的气候类型图。
据图判断非洲草原上动物大迁徙的根本原因是()A. 高原为主的地形B. 气候终年炎热C. 热带草原气候干湿季分明D. 寻找水源3.雾霾天气影响人们的生产和生活,下列行为中能减缓雾霾天气发生的是()①增加城市绿地②注意节能减排,倡导低碳生活③大力推广家庭小汽车的使用④大力倡导步行或乘公交车上班⑤农民燃烧秸秆肥田A. ①②③B. ①②④C. ②③⑤D. ①④⑤4.甲图示意兰州市(北纬36°03′、东经103°40′)某小区居民楼正午影子为一年中最长时的情景,图乙为地球公转示意图,完成4~6题。
当甲图所示现象出现时,地球公转位置位于()A. 夏至B. 春分C. 秋分D. 冬至5.甲图示意兰州市(北纬36°03′、东经103°40′)某小区居民楼正午影子为一年中最长时的情景,图乙为地球公转示意图,完成4~6题。
当地球公转处于上题答案所示的位置时,下列现象可信的是()A. 新疆正值瓜果飘香B. 兰州安宁桃花怒放C. 黄河兰州段水量增大D. 西安市昼短夜长6.甲图示意兰州市(北纬36°03′、东经103°40′)某小区居民楼正午影子为一年中最长时的情景,图乙为地球公转示意图,完成4~6题。
2021年1月6日至8日,兰州市的中学生正在进行期末考试,此时段地球公转位置范围位于乙图中的()A. ①B. ②C. ③D. ④7.“回南天”是一种天气现象,人们会感觉到空气特别潮湿。
甘肃长江流域一次极端短时强降水特征及成因分析苏军锋;魏清霞;刘丽;张锋;魏邦宪【摘要】为研究短时强降水形成的原因与机理,提高对短时强降水强度和落区短期预报的准确率,进一步减少因短时强降水诱发滑坡泥石流等地质灾害造成的损失,利用NECP FNL逐6 h 1°×1°再分析资料、常规气象资料、区域自动气象站逐小时降水资料,对2017年8月6日—7日甘肃长江流域近10 a来最强的一次极端短时强降水天气进行中尺度天气学诊断分析.结果表明:(1)此次极端短时强降水时空分布不均,主要有2个带状中心,分布特征与陇南地形山脉的形态走向有着一定的关系,时间分布呈双峰型,最大小时雨强达68.8 mm/h;(2)此次极端短时强降水是在副热带高压东退的过程中,高原槽和低涡在较强的偏西气流带冷空气下进一步发展东移南压影响甘肃东南部所形成的,其中500 hPa高原槽、700 hPa低涡、切变线及西南气流线提供了良好的动力抬升条件,同时副热带高压外围西南气流以及高空下滑冷空气为此次短时强降水的形成提供了重要的水汽、能量及不稳定条件;(3)水汽通量散度辐合中心、湿Q矢量散度辐合和垂直速度大值区与短时强降水中心有较好的对应关系,湿Q矢量散度对短时强降水的发生有一定的指示作用,低层暖平流,中高层冷平流的不稳定层结及风向的垂直切变在低涡切变线的触发下,更有利于短时强降水的发生,同时地形的触发和地形辐合抬升作用对此次短时强降水的形成有着重要的作用.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2019(031)004【总页数】7页(P49-55)【关键词】甘肃长江流域;短时强降水;中尺度;低涡【作者】苏军锋;魏清霞;刘丽;张锋;魏邦宪【作者单位】甘肃省陇南市气象局,甘肃武都 746000;甘肃省陇南市气象局,甘肃武都 746000;甘肃省陇南市气象局,甘肃武都 746000;甘肃省陇南市气象局,甘肃武都 746000;甘肃省陇南市气象局,甘肃武都 746000【正文语种】中文【中图分类】P485短时强降水是指在短时间内出现的很强的降水,一般指1 h雨量在20 mm以上的降水,其表现出局地性强、预防时间短、灾害性重的特点,并且由其诱发的山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害会造成巨大的财产损失和人员伤亡。
甘肃省岷河流域暴雨洪水特性及灾害防治分析王巧娟【摘要】通过对岷河宕昌县“76.7”暴雨洪水和“2000.5.31”暴雨洪水特点的分析,阐述了岷河流域雨量集中、历时短、强度大、笼罩面积小的暴雨特性,和峰值大、涨落急剧、洪量集中的洪水特性,分析了岷河流域山洪泥石流易发生的原因,提出了岷河流域暴雨洪水及泥石流防治的对策,为当地防洪减灾工作提供了依据.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2012(028)014【总页数】3页(P42-43,6)【关键词】暴雨;洪水;灾害防治;岷河流域【作者】王巧娟【作者单位】甘肃省陇南水文水资源勘测局,甘肃成县742500【正文语种】中文【中图分类】TV122.1岷河为白龙江的二级河流,嘉陵江的三级河流,长江的四级河流,发源于甘肃省宕昌县境内的北秦岭系大拉梁、岷峨山,以及南秦岭系的岷迭山地之间,河源在宕昌县阿坞一带,河流中上游为西北——东南走向,在临江铺以下转为自北朝南走向,纵穿宕昌县境内,在宕昌县与舟曲县的交界处两河口汇入白龙江,是宕昌县的主要河流。
源地海拔高程3034m,河长104.0km,流域面积2280.0km2,干流平均坡度为12.2‰。
流域为长树枝条形状,两岸面积不对称。
在高桥分为南北两岔,南边为南河,北支在脚力铺以上又分为理川河和秋末河两支。
在中游宕昌城关镇附近,左岸(北岸)有贾家河汇入,右岸(南岸)有国家森林公园官鹅沟汇入。
在新城子附近,左岸有车拉河、右岸有大河坝沟汇入。
在临江以下,只有小沟小岔,再无较大支流汇入。
岷河右岸支流较少,主要河流有南河、官鹅沟、大河坝沟。
右岸各支流植被较好,西南部有针叶林覆盖,其中南河流域呈圆形,森林、灌木、杂草遍布,植被良好,是岷河流域植被最好的地区。
岷河左岸支流发育较多,主要河流有理川河、秋末河、贾家河、车拉河等,左岸河流下垫面多由松散的砂岩和黄土组成,植被较差,尤其是临江以下至两河口区间,植被很少,岩石破碎,土壤裸露,是山洪、泥石流多发区。
陇南市文县暴雨天气气候分析摘要:本文通过对陇南市文县历年发生暴雨天气的时空分布、灾害损失以及典型暴雨天气过程的形成、天气形势、发生发展过程进行统计分析,从气候学、天气学和动力学等方面分析文县暴雨天气形成规律,并对暴雨场次和灾害进行预测。
关键词:暴雨;天气气候;分析Abstract: This article through to the Longnan City rainstorm weather in Wenxian over the years, the temporal and spatial distribution of disaster losses and typical rainstorm weather process in formation, occurrence and development of weather situation, statistical analysis, from climate, weather and kinetic aspects of Wenxian Rainstorm Day gas formation, and the storm events and disaster prediction.Key words: rainstorm; weather and climate; analysis引言文县的东、南与四川省青川县、平武县接壤,西、北与四川省九寨沟县为邻,东北与本省武都区相连。
气候垂直分布特点十分明显,文县山地特征明显,因暴雨和局地短时强降水引发的洪水灾害及泥石流、滑坡、地面塌陷、地裂缝等地质灾害活动相当频繁,并且文县中、东部暴雨造成的灾情比西部明显偏重。
因此,加强对暴雨灾害天气的监测、预报以及服务手段的研究,减轻暴雨等灾害造成的损失成为气象科技研究的当务之急。
一、文县地形地貌及气候特征1、文县地形特征文县地处秦岭山地西部,从西向东横贯全境,构成境内地势西北高东南低,相对高差3600多米,最低点是东南部中庙乡的罐子沟,海拔550米,最高点是西部堡子坝乡的雄黄山,海拔4187米。
资源与环境科学现代农业科技2012年第16期陇南市武都区位于甘肃东南部北亚热带向北暖温带过渡地带,属典型的大陆性季风气候,辖区内沟壑纵横,高山河谷交错分布,区内最高山峰海拔3600m ,最低河谷海拔660m ,大部分耕地为坡耕地,由于受地理位置、地形地势等因素的影响,形成了独特的、兼有暖温带和北亚热带的立体多样化气候特色,因此,既能生产粮食,也是纹党、当归、红芪、油橄榄、茶叶、大红袍花椒等名贵药材和稀有树种的理想适生区。
通常6级以上的风会对作物产生危害,风速≥17m/s (8级以上)的风称为大风,大风是武都区农业生产上的主要气象灾害之一,它对农业的危害主要是:加速植物蒸腾,使植物耗水过多,光合强度降低;春夏季大风可加剧旱灾,冬季大风可加重越冬作物的冻害;大风可造成林木和作物的倒伏、断枝、落花落果等,造成设施农业的破坏,影响生长发育和产量形成,同时,大风常伴有暴雨、冰雹和剧烈的降温,对农作物或经济林果以及设施农业(塑料大棚)危害更大。
例如:2009年5月19日,武都区安化镇、马街镇、柏林乡遭受大风、冰雹、暴雨袭击,给当地农作物及经济果树造成严重的损失。
2010年4月11—14日,武都区出现大风强降温,晚霜冻,全区1.33万hm 2花椒减产200t ,经济损失达6000万元。
该文分析武都山区近40年来大风灾害发生变化规律,通过对致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力等多因子进行综合分析,利用GIS 技术科学制作出武都区大风风险区划,对指导武都山区科学规划、周密部署防风抗灾工作,进一步提高风灾能力,保障人民群众生命财产安全,具有一定的现实意义。
1资料来源大风资料由陇南市武都区气象站提供,按照《地面气象观测规范》要求的方法测定和统计。
人口、GDP 、耕地比等资料由武都区统计局2011年年鉴提供。
由于过去气象站点稀少,目前各乡镇区域自动气象站的记录年代太短,因此,该文所用各乡镇大风次数平均资料为陇南市8县1区9个气象站1971—2010年资料,利用各地地理信息建立经度、纬度、拔海高度与大风次数多元线性回归方程计算而得,并以此进行统计分析。
对一次大范围强冷空气天气过程的分析
熊秋芬;刘林霞
【期刊名称】《暴雨灾害》
【年(卷),期】2002(000)001
【摘要】对2000年11月17~20日一次冷空气过程进行了分析.其结果表明:不同纬度的锋区同向叠加使影响我国的冷空气加强,冷空气从偏西路径东移南下使西南地区降温明显,中低层切变线是造成我国大范围降水(雪)天气的重要系统.
【总页数】2页(P4-5)
【作者】熊秋芬;刘林霞
【作者单位】武汉气象中心,武汉,430074,湖北省气象局,武汉,430074;武汉气象中心,武汉,430074,湖北省气象局,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】P458.1+1
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1.辽宁地区一次大范围霾天气过程成因分析 [J], 李琳;高西宁;苏航
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3.蒙古气旋影响下一次大范围降雪天气过程成因诊断分析 [J], 王常顺;王慧清
4.通辽市一次大范围大暴雨天气过程成因分析 [J], 郭鲁彦
5.雷达资料在一次大范围冰雹天气过程中的同化试验分析 [J], 张小娟;张诚忠;齐大鹏;黄钰;朱文达
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陇东地区强对流天气统计分析陇东地区是中国西北地区的一个重要地区,由于其特殊的地理位置和气候条件,强对流天气在该地区的发生频率较高,并且对当地的人民生产生活造成了一定的影响。
为了更好地了解陇东地区的强对流天气情况,我们进行了一项统计分析,并总结了以下内容。
一、强对流天气的定义强对流天气是指大气中快速上升的气流和上升气流中所包含的水汽能量快速释放,形成雷电、冰雹、龙卷风等极端天气现象。
强对流天气往往具有短时强降水、大风、冰雹等特点,对农作物、交通、居民生活等都会带来不利影响。
我们以过去十年的气象数据为基础,对陇东地区的强对流天气进行统计分析,得到了以下结果:1. 强对流天气的发生频率在过去十年中,陇东地区平均每年出现强对流天气的次数约为30次,其中以夏季为主,占比超过70%。
夏季是强对流天气的高发季节,主要集中在6月至8月份。
陇东地区的强对流天气主要包括雷雨、大风、冰雹和龙卷风等几种类型。
其中雷雨天气是最常见的,占总发生次数的60%以上,大风和冰雹的次数相对较少,龙卷风的发生次数最少。
强对流天气在陇东地区的影响范围较广,主要集中在农作物、交通和居民生活等方面。
农作物受灾面积较大,特别是冰雹天气对农作物的破坏较为严重;交通方面,强对流天气容易引发道路积水、路面塌方等问题,对交通造成了一定的影响;居民生活方面,由于大风和冰雹的影响,房屋、车辆等财产易受损。
针对陇东地区强对流天气的特点,我们提出了以下应对措施:1. 加强预警体系建设加强对强对流天气的监测和预警工作,提高预警准确性和有效性,及时向社会公众发布预警信息,引导人们采取防范措施,减少损失。
2. 强化农作物防灾减灾措施加强农作物保险制度建设,为农民提供农业灾害保险服务,减轻农民因强对流天气造成的经济损失;加强农田水利设施建设,提高抗灾能力。
3. 完善基础设施建设加强城乡基础设施建设,改善排水系统,预防因大雨引发的城市内涝;加强道路、桥梁等基础设施的抗灾能力建设,减少因强对流天气造成的交通瘫痪。
Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.52020年6月中下旬绍兴市一次暴雨天气过程诊断分析贾安琪1,姚佳俊21.绍兴市气象局,浙江绍兴 310000;2.嵊州市气象局,浙江嵊州 312400摘要 利用自动气象站资料及NCEP再分析资料等相关气象资料对2020年6月中下旬绍兴市一次暴雨天气过程进行诊断分析。
结果表明:此次绍兴市暴雨天气的主要影响系统包括500 hPa高空槽、700 hPa 、850 hPa切变及高低空急流;水汽条件主要源于黄海及南海;从动力条件来看,此次暴雨天气过程呈现中高层辐散、中低层正涡度辐合的动力结构,并且整个对流层均分布着垂直上升运动,为此次暴雨天气的发生提供了有利的动力条件。
关键词 绍兴市;暴雨天气;环流背景;物理量中图分类号:P458.1+21.1 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)05–0064-03暴雨是一种灾害性天气,经常会给地方造成巨大经济损失[1-2]。
目前,暴雨天气的预报研究已成为我国气象工作者十分重视的研究课题。
叶朗明等[3]通过剖析我国华南地区的一次极端降水过程了解到,此次极端降水主要出现于出海变性高压脊后部,其主要是地面辐合抬升动力机制造成的。
徐碧裕等[4]通过探究2017年6月下旬出现在广东阳春及其周边的一次特大暴雨过程,得出低空急流及地形抬升作用触发了此次降水天气的结论;南支槽东移、副高西伸和低层南风风速辐合共同为该区区域特大暴雨的形成给予可靠的动力条件。
许美玲等[5]通过分析云南4次特大暴雨的形成原因,指出500 hPa干冷空气入侵,低空增暖增湿显著,西南气流的辐合、中低层低涡切变线促进了能量及水汽的累积,从而共同促进了强降水天气的出现,一般在500 hPa槽后出现极端降水天气的概率较大。
绍兴市隶属于浙江省,地处浙江省中北部、杭州湾南岸。
西边与杭州市接壤,东边与宁波市相交,北边和嘉兴市隔江相望,南部与金华市、台州市相邻,地理坐标处于119°53′03″E~121°13′E、38″29°13′35″N ~30°17′30″N之间,境内有平原、盆地、丘陵、山地、台地5种地表地貌,地势南高北低,形成群山环绕、盆地内含、平原集中的地貌特征,地形骨架呈“山”字形,可概括为“四山三盆二江一平原”,气候为亚热带季风气候,四季分明,整体气候温暖湿润。
甘肃庆阳“715”特大暴雨专业气象服务实践与思考
焦美玲;韩晶;王娟
【期刊名称】《甘肃科技》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】基于甘肃庆阳“7·15”特大暴雨过程,利用高程数据及ArcGIS软件制作并展示特大暴雨发生及暴洪影响区域,以特大暴雨天气过程前、过程中、过程后的专业气象服务为主线,对全过程服务开展情况进行综述分析。
结果表明,递进式、精细化专项服务,有效防御了此次特大暴雨天气过程对行业用户的不利影响,但仍不同程度造成了基础设施等财产损失。
提升专业气象服务的精度,强化气象与行业部门合作的深度与广度,开发影响预报和风险预警产品,以大数据为基础融合发展,建立专业气象服务收入反哺业务发展机制,将会有力提高气象服务保障能力,发挥好气象防灾减灾第一道防线作用。
【总页数】5页(P89-93)
【作者】焦美玲;韩晶;王娟
【作者单位】庆阳市气象局
【正文语种】中文
【中图分类】P49
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1.极端暴雨事件引发的决策气象服务思考r——以2016年汛期河南省新乡市两场特大暴雨的决策气象服务为例
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与思考3.五峰县7·15特大暴雨气象服务探究4.陕西一次特大暴雨决策气象服务思考5.江口县2020年6月29日特大暴雨特征分析及气象服务思考
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2016年7月18~22日华北暴雨天气过程分析
龚克坚;姚素香
【期刊名称】《绿色科技》
【年(卷),期】2018(000)024
【摘要】利用观测资料和ERA-interim逐六小时再分析资料,分析了2016年7月18~22日华北地区一次暴雨过程.结果表明:在此次降水过程中,高纬度为阻塞高压控制,贝加尔湖地区为广阔的低槽区,低纬度西北太平洋副热带高压稳定,为暴雨的发生提供了较为稳定的背景场;高原槽活动频繁,中纬度短波槽迅速发展,并在20日形成华北冷涡;西南涡18日在500 hPa高原槽前生成后沿着切变线向东北方向移动,在西南涡和切变线南侧是强烈的西南风急流,三者共同作用使得上升运动强盛,同时西南风急流源源不断输送水汽使得持续暴雨发生;对流层中上层的冷涡和低层的暖湿气流增加了对流性不稳定,使得暴雨强度增强.
【总页数】3页(P123-124,127)
【作者】龚克坚;姚素香
【作者单位】民航宁夏空管分局气象台 ,宁夏银川750009;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室 ,江苏南京210044
【正文语种】中文
【中图分类】P458
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1.2014年6月18日陇南市暴雨天气过程分析 [J], 魏邦宪;安俊宝;苗婷
2.2008年8月10日华北雷暴暴雨天气过程分析 [J], 徐卫丽;吴占华;杜兰兰;贾晓霞;张婧
3.2016年7月20日~23日华北北部、内蒙东部、东北\r南部地区中到大雨、局部暴雨天气过程分析 [J], 马殿博
4.2020年8月18日—19日沈阳地区暴雨天气过程分析 [J], 刘青;李典;吴宇童;李琳琳;徐爽;张琳
5.2019年5月18—19日江西省暴雨天气过程分析 [J], 李婧;何淼
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第29卷第5期2013年3月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol.29No.5Mar.2013陇南一次暴雨灾害天气过程的诊断分析*付培健,杨小银(兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000)摘要:2012年5月10日,甘肃陇南岷县出现了罕见的雷电、短时强降水、冰雹、阵性大风等强对流天气,因灾造成重大人员伤亡和财产损失。
利用NCEP再分析资料和中尺度WRF(Weather Research and Forecasting)模式对此次天气过程进行了模拟,并使用模式输出产品作了多种物理量诊断分析。
结果表明:该模式能较好地模拟这次天气过程;在此次降水发生过程中,暴雨区出现了很强的辐合上升运动,为降水的形成和发展提供了动力条件,中低层负螺旋度的短暂出现可以作为此次降水即将发生的一个指标;来自西亚地区和孟加拉湾的水汽在甘南中层辐合为此次暴雨提供了足够的水汽;不稳定能量的聚集和释放,并且能量的释放过程比积累过程要快,导致了暴雨的产生。
关键词:暴雨;WRF模式;水汽通量散度;Z-螺旋度中图分类号:P4261引言大到暴雨天气是高原重要灾害天气之一,该区域自然灾害频繁、生态系统脆弱、经济发展相对滞后,暴雨天气过程引发该地山洪、滑坡、泥石流等,常造成严重的灾害。
随着近年气象业务观测网的建设、各种探测工具的应用,以及数值模式的发展,为各类暴雨天气过程分析提供了新的工具,分析诊断能力也有了明显提高,能较好地描述暴雨过程的中尺度特征,从以往的对暴雨大尺度环境的分析转为对暴雨的实际中尺度对流系统观测分析和诊断[1]。
近些年来对高原地区暴雨的研究,也取得了长足的发展。
高原地区暴雨的强度和出现的地点与中尺度扰动的活动有密切的关系。
然而高原暴雨天气突发性强、时效短、对流性强,有时在弱的背景下,一些局地及浅薄的天气系统却造成了意想不到的剧烈天气过程,具有独特高原特征的天气,给预报带来很大的困难,如:2012年5月10日发生在甘肃岷县的一次暴雨过程,就具有代表性。
高原天气系统分析是个非常困难的尚未真正解决的问题。
因而研究高原复杂下垫面上暴雨的发生和发展,探讨高原暴雨产生的物理机制,进而建立一个适用于高原暴雨发生、发展模拟和预报的概念模型,对建立该地暴雨的预报思路,提高其预报准确率具有重要的意义。
运用中尺度WRF(Weather Research and Fore-casting V3.3.1)模式对2012年5月10日发生在甘肃陇南岷县的暴雨过程进行数值模拟和诊断分析,找到此次致洪暴雨过程发生的演变规律及物理机制,以期改进致洪暴雨预报预警技术,进而为此类灾害性天气的预报提供参考。
2数值模拟方案WRF是由美国多个研究部门及大学共同参与开发研究的新一代中尺度预报模式,包括了辐射过程、边界层参数化过程、对流参数化过程、次网格湍流扩散过程以及微物理过程等物理过程。
目前是最为先进的中尺度数值天气模式,已经在世界大多数国家的天气预报业务和相关的业务部门及科研单位广泛应用。
在的模拟试验中,采用最新的WRF3.3.1版本,模式区域及物理方案设计见表1,模式采用地形追随坐标系,垂直分28层,水平方向采用Arakawa-C 型格点。
初始场及边界条件采用2012年5月10日02:00-11日08:00每6h输入一次的NCEP1ʎˑ1ʎFNL资料。
模拟时段为2012年5月10日02:00-11日08:00,共30h,每隔1h输出一次模拟结果。
3数值模拟结果分析3.1环流形势场5月10日14时500hpa环流形势是欧亚大陆中高纬度地区为一槽一脊型,高纬阻塞高压稳定,使得*本项目由国家自然基金资助(项目号:41175042)。
表1模拟区域及相关物理选项方案设计参数模式中心点104.04E,34.43N第一区域分辨率和格点数27km,108X90第二区域分辨率和格点数9km,198X180第三区域分辨率和格点数3km,330X231微物理方案Ferrier(new Eta)积云对流Betts-Miller-Janjic短波辐射Dudhia长波辐射RRTM陆面过程Noah陆面模式边界层YSU参数化方案北方低压前部在甘肃中东部分裂,分裂的冷空气东移南下侵入甘南地区;沿副高西部外围北上的暖湿气流与南下的冷空气在甘南地区交汇。
高空环流形势在地面场也有反映,图1给出了10日14时地面高度场的实况和模拟结果,对比可见,对主要的天气系统,模式能很好的模拟出来,甘肃南部到宁夏的低压中心和四川的弱低压中心,甘肃东南部地区位于切变线附近,有利于冷暖气流的交汇。
图15月10日14时地面场实况及模拟3.2降水量图2(a)给出了根据常规地面观测资料插值得到的5月10日10-22时12h累积降水量分布。
可以看出,该时段内强降水位于甘南州和定西市,主要暴雨区有2个,分别位于(34.5N,102.3E)和(34.5N,104.1E)附近。
图2(b)给出了相同时段模拟的降水量,对比图2(a)、(b)可以发现,模式对本次暴雨天气过程的主要强降水带的雨带形状、走向与实况接近。
位于34.5N附近的大片暴雨区、岷县境内的强降水中心都较好地模拟出来了,降水中心比实况要偏东一些,中心降水量达到50 55mm,比实况要高。
从整体来看WRF中尺度模式对本次降水过程都模拟的比较成功,对于模式模拟的降水范围和量级较实况偏大,以及强降水中心偏东的原因经初步分析是由于观测站点的密度过小造成了强降水中心的遗漏,定西、甘南、陇南和天水四市总面积102125km2,在降水发生时的观测站点仅有25个,平均4000km2才有一个测站,而且位置分布不均,这样的观测密度对主要由中小尺度系统造成的强降水自然是很难捕捉到的,所以造成观测到的降水有可能较实际的降水过程量级偏小,而模式的模拟结果反而有可能更准确地反映了实际的降水过程。
4物理量的诊断分析暴雨通常发生在有利的环流形势和天气背景下,但它的触发还需要动力抬升、水气供应、热力不稳定及锋生等条件[2]。
WRF模式对这次降水的模拟效果较好,且输出的资料分辨率更高,故本文采用模式细网格的输出资料进行物理量的诊断分析。
4.1水汽条件及来源充足的水汽是强降水发生的必要条件,600hpa 的水汽通量场上,从10日15-19时,甘肃东南部一直存在着密集的水汽通量等值线,表明水汽充足,并随着时间的推移从西北向东南移动。
700hpa层面上,10日15时,渭源和漳县上空水汽通量散度为负值区,其极值中心(-6ˑ10-6·g·s-1·cm-2·hpa-1)位于渭源和漳县交界处,说明不断有水汽向这些地区输送,水汽在此区域强烈辐合,18时水汽辐合带继续向东移动,极值中心(-5ˑ10-6·g·s-1·cm-2·hpa-1)位于岷县东部地区,水汽辐合带的走向及最后一个辐合中心的位置均与降水落区基本相符。
以雨带中心(34.45N,104.6E)为例分析其上空不同层面水汽通量散度随时间的演变,从10日10时到15时,降水中心上空水汽通量散度呈现35第5期付培健等:陇南一次暴雨灾害天气过程的诊断分析图25月10日10时-22时实况降水量和模拟降水量分布(mm)负-正-负的垂直分布,300 500hpa的弱水汽辐合逐渐降低并增强,到17时,600 700hpa出现强烈的水汽辐合,中心值达到-3ˑ10-6·g·s-1·cm-2·hpa-1,表明这期间暴雨区的水汽供应非常充足,19时后水汽开始辐散。
因此,中层的水汽辐合和输送为此次暴雨提供了足够的水汽;在暴雨发生期,暴雨区有很强的水汽辐合,是此次强降水的必要物理条件之一。
4.2动力条件700hpa层面上的散度场显示,10日14时定西上空的散度值均为负,但数值较小,为弱的辐合;17-19时,辐合带向东移动并增强,在岷县东部出现了一个辐合中心,中心值达到-5ˑ10-5·s-1,随后,辐合带继续向东移动。
散度的这种显著变化与降水随时间的变化步调基本一致,表明低层气流的辐合是导致暴雨发生的动力因子之一。
结合垂直速度场的剖面,如图3所示,可进一步反映出,从15时开始辐合中心就一直伴随着很强的上升运动,从低层到300hpa,垂直速度均为正,最大上升速度均超过7cm/s,气流上升运动强烈,并且随着时间的推移,垂直速度中心沿着经度从西向东移动。
图35月10日18时垂直速度(cm/s)纬向垂直剖面螺旋度能够很好地描述大气运动的性质和特点[3]。
Z-螺旋度在强降水天气的分析、预报中有很好的指示作用。
从暴雨区的螺旋度高度-时间剖面,如图4所示,15-16时在对流层中低层(600 300hPa)出现了一个中心值约为5ˑ10-5·m·s-2的负值区,17-19时300hPa以下转变为显著的正螺旋度区,垂直方向上正值中心出现在400hPa左右。
分析此次过程的垂直螺旋度发现:对流层中低层负螺旋度区域的短暂出现可以作为降水即将发生的一个指标,而600hPa螺旋度大值区和降水落区有很好的对应关系;根据垂直螺旋度的剖面图和演变图上螺旋度大值中心的变化,可判断出系统的移动和发展强度。
图4降水中心(34.45N,104.6E)Z-螺旋度高度-时间剖面45甘肃科技第29卷4.3能量场分析对流有效位能(CAPE)是一个能定量地反映大气环境中是否可能发生深厚对流的热力变量,其水平分布特征与天气系统密切相关[4]。
从各时次的对流有效位能的分布看,岷县东部地区的暴雨中心始终是一个CAPE大值区,只是中心强度随着暴雨的增强而增大,随着暴雨的减弱而减小。
在暴雨产生初期和暴雨减弱的后期,CAPE值均较小,在降水最强的时段,CAPE达到1300J·kg-1,对流有效位能的大量释放,有利于产生强的上升运动,导致强降水的发生。
暴雨中心的CAPE从10日10时开始逐渐增加,到16时达到最大值,达到1400J·kg-1,能量的积累达到最大,16-19时开始迅速减小,而此时正是暴雨发展最旺盛的时期,降水的发生使大量的对流有效位能得以释放。
能量的释放过程比积累过程要快,可能是这次天气过程在短时间内形成巨大危害原因之一。
5结论WRF模式在强降水中心位置和强度的模拟上存在偏差,但其基本上反映出了本次暴雨天气过程,并且模拟主要雨带和强降水时段与实况接近,比较合理地再现了这个时段暴雨天气的发生发展。
从水汽通量和水汽通量散度的分析表明在此次暴雨发生期,中层的水汽辐合和输送为此次暴雨提供了足够的水汽。
垂直速度及垂直螺旋度的分布和演变反映出在此次降水发生过程中,暴雨区出现了很强的辐合上升运动,中低层大气层结不稳定性强,上下层大气物质交换强烈,垂直对流旺盛,为降水的形成和发展提供了动力条件。