一次沈阳区域暴雨天气分析.doc

路 爽 1 ,廖国进 1 ,侯亚红 2( 1. 辽宁省沈阳市气象局 ,辽宁沈阳 110168; 2. 辽宁省影视中心 ,辽宁沈阳 110015 )摘要 对 2009年 8月 1920日沈阳地区出现的一次区域性暴雨天气进行分析 ,结果表明 ,此次降水的环流形势为典型的副热带高压与西风槽相迎合的暴雨天气形势 ;地面气旋发展的辐合作用和锋面的抬升作用是这次暴雨产生的触发机制 ;中低空急流的耦合配置为对流发展创造了有利条件 ,同时 2支急流为这次暴雨天气提供了源源不断的水汽输送 ; K指数分布 、500和 700 hPa的总温度场和假相当位温场对于降水量的预报有一定的指示意义 ;日本传真图和 MM5对此次降水量预报把握较好 。关键词 西风槽 ;副高北边缘 ;急流 ; K指数 ;总温度场 ;假相当位温场中图分类号S422文献标识码 A文章编号 0517 - 6611 ( 2010) 09 - 04665 - 04Ana lysis of Reg iona l Heavy Ra in fa ll in Shenyang C ityL U Shuan g e t a l ( Shenyang M e teo ro logica l B u reau, Shenyang, L iaon ing 110168 )A b stra c t The ana lysis of 09 . 08. 19 regiona l ra in sto rm wea the r in Shenyang showed tha t the c ircula tion situa tion of the ra infa ll wa s the typ i2 ca l subtrop ica l h igh p re ssu re w ith we ste rly trough. Surface cyc lone deve lopm ent in coop e ra tion w ith the conve rgence and the ro le of the fron t of the up lift p roduced by the heavy ra ins trigge r m echan ism. The coup ling configu ra tion of low2leve l je t c rea ted favo rable cond ition s fo r the deve l2 opm ent of convec tion, while the two rap id s p rovided a steady stream of wa te r vapo r transpo rt fo r the heavy ra infa ll. K exponen tia l d istribution,500 hPa, 700 hPa temp e ra ture fie ld and the to ta l p seudo2equ iva len t po ten tia l temp e ra tu re fo r the p rec ip ita tion fo reca sts have a ce rta in d irec tionm eaning. Jap an fax m ap and MM5 gra sp ed the p rec ip ita tion fo reca sts be tte r.Key word s W e ste rly trough; No rthe rn edge of sub trop ica l h igh; Je t stream; K index; To ta l temp e ra tu re fie ld; P seudo2equ iva len t po ten tia l temp e ra tu re热带高压的北边缘与西风槽迎合 1 ,西南暖湿空气与冷空气的交汇区为大到暴雨 、暴雨以及大暴雨的落区 。19 日 08: 00500 hPa天气图上副热带高压 588位势什米线北边缘到达了40N ,呈东北 - 西南走向 。其北边缘的西南暖湿气流与西风 带槽前的西南气流结合 ,最大风速为 28 m / s的急流轴沿辽 宁与内蒙的边界线到达了吉林境内 ,辽宁大部位于其急流轴 右侧 (图 2a) 。此时高空槽呈阶梯状 ,南支槽已到达河套以 西地区 ,辽宁大部出现暖区降水。随着冷空气的南下 , 19 日20: 00高空槽东移 10个经距 ,到达内蒙东南部 ,逼近辽宁地区 ,槽前的西南急流加强并东移 (图 2 b) ,致使强降水区随之东移。 在底层 850 hPa上可以清楚的看到 19日 08: 00位于华北的低值中心发展 ,并沿着副高边缘东北上 ,经过辽宁 , 19 日20: 00到达内蒙与吉林的边缘。08: 00 16 m / s的低空急流位于 山东半岛至辽东半岛一线 (图 2c) 。20: 00随着气旋北上急流 轴向西偏 (图 2 d) ,总体上看沈阳地区从 08: 00至 20: 00位于 中层 500 hPa急流出口的右侧 ,底层 850 hPa急流出口的左侧 。 高层辐散 、底层辐合的气压泵效应使上下层对流很充分 。副 热带高压与西风槽相迎合的有利环流形势 ,为沈阳这次暴雨 产生提供了有利的环流背景和必要条件 ,高低层西南急流的 配合为这次暴雨产生提供了好的动力条件 。此外西南急流 充沛的水汽条件为沈阳地区产生暴雨的关键因素 。3 地面形势分析此次降水是一次西南倒槽东北上发展为华北气旋 ,继续 北上加强发展为东北低压的一次过程 。沈阳的暴雨天气发 生在华北气旋北上发展为东北低压的过程中 。19 日 05: 00低压中心位于山东山西的交界处 ,但是东北地区大部已处在 低压控制之内 。从地面风场的风向切变可以分析出地面冷暖锋所在位置 。19日 05: 0014: 00地面冷锋和暖锋交界处 皆有强的对流云团发展 。14: 00 后强降水云团移出辽宁地区 。正是这些云团的发展和演变造成了沈阳地区的新民 、辽 中 、沈北新区的暴雨天气及东陵和苏家屯的大到暴雨天气2009年 8月 1920日沈阳地区出现了一次区域性暴雨天气 ,是当年夏天最大的一次降水天气 ,有效地缓解了自 7 月 14日降水以后长达 1个多月的伏旱 。此次降水天气过程 的分析对于伏旱转雨的天气预报有一定的借鉴意义 。1 雨情2009年 8月 1920日辽宁的中部和东部出现了大面积 的暴雨天气 (图 1) 。沈阳地区从 19日 05: 00开始陆续降水 ,降水量最大的是新民 ( 90. 1 mm ) ,其次是辽中 ( 68. 7 mm ) ,沈 北新区 ( 5510 mm ) ,这 3个站达到暴雨量级 ,东陵 (代表沈阳市区 ) 、苏家屯为大到暴雨 ,法库大雨 ,康平降水量最小 ,仅 10 mm ,为小到中雨 。降水最强的时段为 07: 00 14: 00, 20 日01: 00降水陆续结束 。图 1 辽宁地区 19日 02: 00至 20日 02: 00雨量F ig. 1 The ra in fa ll in L ia on in g Prov in ce from 02: 00 of Aug 19 th to 02: 00 of Aug 20 th2 环流形势分析这次强降水天气是辽宁地区比较典型的暴雨天气型 :副作者简介 路爽 ( 1971 - ) ,女 ,辽宁沈阳人 ,副高级工程师 ,从事短期天气预报工作 。 E2m ail: L ucy710622 163. com。收稿日期 2009 212 221(图 3ad) 。由表 1可知 ,新民 、辽中 、沈北新区 、东陵 07: 0014: 00 8 h降水量占总降水量的 86%以上 。14: 00 过后各地降水都显著减小 ,可见地面气旋发展的辐合作用和锋面的抬升作用是这次暴雨产生的触发机制 。注 : a为 08: 00 500 hPa, b为 20: 00 500 hPa, c为 08: 00 850 hPa, d为 20: 00 850 hPa。Note: a. 08: 00, A ug. 19 th, 500 hPa, b. 20: 00, A ug. 19 th, 500 hPa, c. 08: 00, A ug. 19 th, 850 hPa, d. 20: 00, A ug, 19 th, 850 hPa.图 2 8月 19日辽宁地区高空 500、850 hPa 天气形势F ig. 2 The wea ther situa t ion a t 500 hPa an d 850 hPa表 1 8月 19日 07: 00至 14: 00自动站分时雨量Ta ble 1 The t im e2shar ing ra infa ll of au toma t ic sta t ion from 7: 00 to 14: 00占总量 %Percentagein to ta l amoun t 站点分时雨量 Tim e2sharing rainfallmm Station s 07: 00 08: 00 09: 00 10: 00 11: 00 12: 00 13: 00 14: 00 合计辽中 L iaozhong东陵 Dongling新民 X inm in沈北 Shenbei11. 03. 61. 015. 72. 64. 40. 810. 85. 212. 04. 512. 111. 17. 37. 77. 26. 222. 824. 93. 45. 216. 811. 40. 15. 618. 70. 70. 91. 13. 61. 761. 240. 686. 650. 789. 186. 896. 192. 24 物理量分析4. 1 动力条件分析汽输送的重任 。由图 4 e可见 ,辽宁西南部地区处在 90 %以上的相对湿度区内 , 只有北部和东北部小部分地区相对湿8 月 19 日 08: 00 辽宁全区 400 200hPa为辐散区 ,散度为 015; 1 000500 hPa为辐合区 ,散度为 025,即辽宁地区 500 hPa以上为辐散区 , 500 hPa以下为 辐合区 。这样的配置有利于对流的发展 。涡度场在 700 hPa 以下为正涡度 , 700 hPa 以上为副涡度 ,在 700 hPa 上 0 度线 西北东南向穿过辽宁 ,正负 20的 2 个涡度中心分布两侧 (图4a) ,说明气旋自下向上发展 ,并向后倾斜 。同时也预示着气 旋未来东北上经过辽宁大部 , 20: 00的涡度图可以得到证明 , 辽宁大部发展为一个中心 50 的正涡度区 ,东西两侧各有一 个因气流汇聚而产生的副涡度中心 (图 4b) 。500 hPa的垂直 速度图 (图 4c、d)显示 08: 0020: 00 辽宁地区都处在上升运度较小 ,这也是沈阳北部康平地区降水较小的原因之一 。由图 4 f可见 ,辽宁西南部地区水汽通量较大 ,北部和东北部水汽通量较小 ,这与辽宁地区的降水量分布大体一致 ,说明水 汽条件是降水的关键 ,充足的水汽是暴雨产生的必要条件 2 。500 hPa的总温度场和假相当位温场 (图 4 h)显示 ,辽宁东 南部为高值 ,西北为相对低值。由图 4g可见 ,辽宁东南部为一 个大值中心 ,西北部相对低值 ,这与辽宁地区东南部降水量大 , 西北部降水少的分布相一致。同样 700 hPa的总温度场 (图 4 i) 和假相当位温场 (图 4 j)在辽宁的西北部也有一个相对的低值 凹进 ,与降水分布一致 。这个低值区在东移的过程中影响沈注 : a为 05: 00, b为 08: 00, c为 11: 00, d为 14: 00。Note: a. 05: 00, A ug, 19 th, b. 08: 00, A ug, 19 th, C. 11: 00, A ug. 19 th, d. 14: 00, A ug. 19 th.图 3 8月 19日辽宁地区地面气压场与红外云图F ig. 3 The surface pressure f ield an d in fra red nephogram注 : a为 08: 00 700 hPa涡度场 , b为 20: 00 700 hPa涡度场 , c为 08: 00 500 hPa垂直速度 , d为 20: 00 500 hPa垂直速度 , e为 08: 00 500 hPa相对湿度 , f为 08: 00 500 hPa水汽通量 , g为 08: 00 KI指数 , h为 08: 00 500 hPa假相当位温 , i为 08: 00 700 hPa总温度场 , j为 08: 00 700 hPa假相当 位温 。Note: a. Vo rticity field at 700 hPa at 08: 00 on A ug. 19 th, b. Vo rticity field at 700 hPa at 20: 00 on A ug. 19 th, c. V ertical velocity at 500 hPa at 500 hPa at08: 00 on A ug. 19 th, d. V ertical velocity at 500 hPa at 20: 00 on A ug. 19 th, e. R elative hum id ity at 500 hPa at 08: 00 on A ug. 19 th, f. V apo r flux at500 hPa at 08: 00 on A ug. 19 th, g. K I index at 08: 00 on A ug. 19 th, h. P seudo2equivalen t position at 500 hPa at 08: 00 on A ug. 19 th, i. Total temp era2tu re field at 700 hPa at 08: 00 on A ug. 19 th, j. P seudo2equivalen t temp erature at 700 hPa at 08: 00 on A ug. 19 th.图 4 辽宁地区 8月 19日的物理量场F ig. 4 The phy sica l f ield预报产品有日本传真图 、T213、MM5 等 。此次降水预报中日本传真图对于降水区域和大值中心的大体位置预报准确 ,辽 宁的东南部降水大 ,西北部小 。但是东南部降水量预报偏 小 ,西北部降水量预报偏大 (图 5a、b) 。 T213 对于此次降水的预报落区预报偏北 ,量级偏小 ,整体参考价值小 (图 5c) 。MM5对于此次预报整体把握最好 ,辽宁东部和西南部降水 量预报较准 , 北部降水量预报偏大 , 中部降水量预报偏小 (图 5d) 。注 : a为日本数值预报 18日 20: 0019日 20: 00降水量 ; b为日本数值预报 19日 08: 0020日 20: 00降水量 ; c为 T213 18日 20: 0019日 20: 00降水量预报 ; d为 MM518日 20: 0019日 20: 00降水量预报 。Note: a. Japan num ericl fo recasting the p recip itation during 20: 00, A ug. 18 th to 20: 00 A ug. 19 th, b. Japan num erical forecasting the p recip itation du ring08: 00, A ug. 19 th to 20: 00 A ug. 20 th, c. T213 forecasting the p recip itation during 20: 00, A ug. 18 th to 20: 00, A ug. 19 th, d. MM5 forecasting the p re2cip itation du ring 20: 00, A ug. 18 th to 20: 00, A ng, 19 th.图 5 数值预报产品比较F ig. 5 Com pa r ison of