中国天气7

中国气候及其异常——96年下半年全国性降水偏多成因

分析

大气科学学院大气科学专业07级2班 刘喆 20071301055 摘要 1996年7月伊始我国大范围降雨明显增多：7月长江中下游地区、贵州大部、四川东南部、广西北部以及新疆南部等地异常偏多, 部分地区发生严重洪涝, 新疆等地部分地区出现暴雨山洪;或稍偏低。8月冀、豫、湘、鄂、赣、浙、闽等省部分地区降水明显偏多, 先后发生暴雨洪涝灾害；10 月份, 我国北方大部地区降水偏多, 江南、华南降雨偏少, 部分地区发生秋旱。本文将对这一降水异常进行分析。

关键字

台风，中尺度对流云团，环流形式， 一．天气概况 7 月上中旬, 强降雨带在江淮、长江中下游、江南北部附近摆动, 大雨、暴雨甚至大暴雨不断出现, 长江中下游地区梅雨结束较常 年明显偏晚, 梅雨量异常偏多。下旬初, 梅雨结束, 雨带移到西北的东部、华北和东北地区, 北方雨季开始。就全国降水量来看, 西北大部一般在100mm 以下, 其余大部地区有100—300mm , 其中长江中下游地区、贵州大部、川东南、桂北以及华北和东北两区的部分地区达300—500mm (图1) ; 与常年同期相比, 全国大部地区降水偏多。 8 月, 我国降水时空分布不均, 强降水主要集中在上旬, 冀、豫、湘、鄂、赣、浙、闽等省部分地区降水明显偏多, 先后发生暴雨洪涝灾害。全国大部地区月平均气温基本接近常年或稍偏低, 东部大部地区光照偏少, 华北等地多阴雨天气, 光热条件较差。有两个台风在我国登陆, 部分省(市、区) 局地遭风雹或龙卷风袭击。 10 月份, 我国北方大部地区降水偏多, 利于冬小麦播种出苗;江南、华南降雨偏少, 部分地区发生秋旱。月内全国大部地区气温偏高或接近常年, 但上旬气温偏低, 南方部分地区出现寒露风天气。

二．影响因子 1.台风 本月在西北太平洋和南海共生成5 个热带气旋, 与多年平均值413 个相比略偏多。9604 号台风东转向, 9605 号台风中转向, 对我国近海无影响。9606 号强热带风暴、9607号和9608 号台风均登陆我国, 以9608 号台风最引人关注。 9608 号台风路径较复杂, 先受到副高南侧东风牵引西行, 随东风加强, 曾一度移速加快; 再受9607 号台风后部南落副高阻挡而南折, 后受南落副高西南侧东南风引导西北移 , 移速也曾突然加大, 当移到台湾以东洋面时, 冲绳岛附近有一个东风波往西移, 使台风折向偏南移动, 于31 日晚9 时左右在台湾北部沿海登陆, 当东风波与台风同位相时,台风又北折, 于8 月1 日上午10 时在福建福清沿海登陆, 登陆时中心附近最大风力12级。然后受副高西侧偏南气流引导向偏北方向移动, 在江西境内减弱为低气压后, 又途经湘、鄂、豫、晋等地, 8 月5 日在陕北消失。深入内陆历时5 天, 较为少见。这个台风范围大、强度强、历经时间长, 致使台湾、闽、浙东南、赣南、湘大部、鄂西鄂南、豫中北、河北大部、京津、陕南等地出现暴—大暴雨, 局地特大暴雨, 浙江中南部沿海、福建沿海出现7—12 级大风。 2． 中尺度对流云团 这次特大暴雨过程是在稳定的大尺度环流背景下, 由中尺度对流云团直接造成分析逐时红外卫星云图发现, 在1996 年8 月3—5 日特大暴雨过程中先后有3 个中尺度对流云团活动, 且都是在台风低压东北部切变线上发生、发展的。而我省西南部地区的特大暴雨主要由2 个中尺度对流云团造成, 第3 个云团由于副高减弱东退, 仅影响我省东南部地区。因此本文仅分析1、2 号云团的演变特征。当台风在福建省福清登陆后北上, 3 日08 时到达汉口西侧, 从低压中心到济南附近出现一条东北—西南向的切变线。3日16 时在台风低压云系外围的郑州西北侧切变线上形成一个范围不足100km 2 的小对流云团, 这就是第一个中尺度对流云团(下称1 号云团)。20 时该云团范围扩大, 其北部边缘进入我省, 在磁县、涉县产生微量降雨。此时从涡度场分析, 1 号云团生成的区域从500hPa 以下各层均为正涡度, 最大正涡度出现在850hPa, 正涡度值达30×10- 6 s- 1, 而在400hPa 以上各层均为负涡度, 最强负涡度出现在200hPa, 中心负涡度值达- 70×10- 6s- 1, 低层辐合、高层辐散出现了明显的上升运动。与之对应的垂直速度的分布证明了这一点。此时整层都是上升运动, 但在850—500hPa 这几层中上升速度较大, 最强上升速度出现在700hPa, 中心数值为- 6×10- 3hPa·s- 1 (图略)。这种物理量场的分布结果预示着1 号云团将要发展、加强。因此23—24 时当云顶温度为- 48℃的对流云区进入我省时, 在磁县出现了≥10mm ·h- 1 的雨团(后面提到的雨团均为≥10mm ·h- 1 )。该云团北上缓慢, 对应的地面雨团也始终徘徊在邢台南部和邯郸一带。直到4 日04 时, 1 号云团北部边缘到达石家庄附近, 但- 48℃较强对流云区还滞留在邯郸附近, 此时在石家庄南部、邢台西部、邯郸西部出现了3 个雨团,其中在- 48℃对流云区内的雨团最强, 中心位于峰峰矿区, 1 小时雨量为4212mm。06 时1 号云团北上, - 48℃对流云区也北上到了石家庄附近, 这时石家庄市雨强加大, 强雨团中心在元氏县, 1 小时降雨量达4515mm。此后云团的范围及强度都在减弱, - 48℃对流云区也已消失。但- 39℃的白亮云区依然在石家庄市区上空维持, 所以石家庄市区的降雨强度虽不大, 但一直稳定持续。4 日14 时在减弱的1 号云团的南部边缘的郑州附近又新生一个小云团, 这个云团比1 号云团生成时范围大, 强度也强, 中心云顶温度达到了- 54℃, 同时在峰峰附近出现了中心强度为1913mm ·h- 1的雨团。这是第二个中尺度对流云团(简称2 号云团)。从4 日08 时诊断分析结果表明, 此时上升运动很强。从涡度场分布看, 与台风低压相对应的正涡度中心明显北上, 在2 号云团形成区域内, 400hPa 以下各层均为较强的正涡度, 最强正涡度出现在50hPa, 我省中南部位于正涡度最大梯度处, 而2 号云团生成区域的正涡度数值达50×10- 6 s- 1, 比1 号云团形成时有显著加强,正涡度层次也有抬高, 而300hPa 以上各层则为负涡度, 最强负涡度出现在200hPa。所以上升运动比3 日20 时明显加强, 700hPa的上升速度也由3 日20 时的- 6×10- 3hPa·s- 1加强到- 8×10- 3hPa·s- 1。所以2 号云团生成后向北传播速度较快, 强度也显著加强。18—19 时2 号云团北上到达石家庄,强度再度加强, 云团范围扩大, 中心- 54℃对流云区的面积也在扩大, 此时造成井陉县1小时出现80mm 的强降雨, 此后2 号云团的强中心- 54℃对流云区逐渐减弱, 到21 时2号云团明显减弱, 中心- 54℃对流云区已全部消失(图2) , 暴雨中心区域内700hPa 的垂直速度也减小到- 2×10- 3hPa·s- 1, 我省西南部地区的降雨都已减小到10mm 以下, 暴雨过程趋于结束。 3.环流 96年10月环流形势的演变经历了3 个阶段。上旬欧亚中高纬为三槽两脊型, 西脊位于乌拉尔山附近, 在脊前低槽东移过程中爆发了一次强冷空气影响了我国大部地区。上旬末至中旬, 乌拉尔山脊西退, 欧洲西部和中西伯利亚分别新生出高压脊, 在环流演变成两槽两脊的过程中有一次弱冷空气影响我国。中旬副高控制了长江以南大部地区, 南支槽较弱, 淮河以南大部地区以晴到多云天气为主,全国大部地区气温回升。下旬形势又一次调整, 亚洲中高纬环流由经向转变成纬向, 其间引发了3 次冷空气活动。 3.1极涡呈偶极型 常年10 月份, 极涡中心位于北极点附近, 本月极涡中心有两个, 一个位于亚洲北部极区, 另一个位于北美大陆西北部极区, 并分别有5200gpm 的闭合圈。 3.2 北美洲西部为一低槽 常年10 月北半球环流呈4 波型, 长波槽分别位于北美洲东部、东欧、东亚、太平洋东部。而本月北半球环流呈5 波分布, 太平洋上出现了大范围的正变高, 太平洋槽中南段后退15 个经度, 而位于其下游的北美洲西部出现了大范围的负变高, 在常年同期长波脊的位置上新生了一个低压槽。美洲槽由此移居到海上, 比常年同期偏东约30 个经度, 强度略偏强, 槽底也明显偏南。 3.3 欧洲槽偏东 由于西半球槽脊的异常分布, 导致本月欧洲槽偏东20 个经度。由于波长短, 在天气图上, 表现为槽脊替换快, 欧亚中高纬冷空气活动频繁。 3.4 东亚槽偏强 本月仅有东亚槽在常年平均位置上, 强度略偏强, 贝加尔湖以东出现40gpm 的负变高, 这表明本月亚洲中高纬的冷空气活动偏 北偏东。 3.5 副热带高压偏强 常年同期副热带高压主体在140°E 以东活动, 南海高压在华南沿海和南海北部一带。本月副热带高压呈东西带状分布, 西脊点伸至97°E, 588 线北抬到江南南部。副热带高压偏强偏西导致了大部地区气温偏高、南方降水偏少。

三．研究方法 1. 天气图分析 应用最为广泛的分析手段，通过分析天气形势，可以准确把握大中小不同尺度的环流状况和降水分布。 2．逐时红外卫星云图分析 （“96. 8”特大暴雨的中尺度对流云团特征）分析逐时红外卫星云图发现, 在1996 年8 月3—5 日特大暴雨过程中先后有3 个中尺度对流云团活动, 且都是在台风低压东北部切变线上发生、发展的。而我省西南部地区的特大暴雨主要由2 个中尺度对流云团造成, 第3 个云团由于副高减弱东退, 仅影响我省东南部地区。 3. TBB 分布分析 TBB 资料（暴雨频繁降水偏多 登陆台风多影响大 —1996 年7 月—）的分辨率是1°×1°,且时间间隔又是3 h ,未能详尽、连续地描述出2 个对流云团的发展过程,但对于揭示石家庄地区先后受到2 个对流系统的影响,引发特大暴雨过程还是具有重要意