四川盆地强暴雨过程诊断及中尺度分析.doc

 四川盆地强暴雨过程诊断及中尺度分析 司林青 , 白爱娟 (成都信息工程学院大气科学学院 ,四川 成都 610225) 摘要 :为了探索四川盆地暴雨天气发生发展的机制 ,利用云图和美国环境预报中心的全球再分析资料 ,针对 2010 年 8 月 18 - 19 日出现的暴雨过程进行环流形势 、物理量场及中尺度特征分析 ,结果表明 : 暴雨过程中不断有 低压槽东移 ,西太平洋副高西伸至盆地东部 ,暖湿气流通过低层绕流等方式进入盆地 ;在低层辐合高层辐散和热力 不稳定的条件下 ,随着干冷空气入侵 ,对流运动异常强烈 ,促使强降水发生 ,湿位涡等值线密集带对暴雨落区预报 有较好的指示意义 。中尺度对流系统各阶段特征明显 ,与中尺度气旋演变有很好的相关性 。 关 键 词 :大气科学 ;暴雨灾害 ;诊断分析 ;中尺度对流系统 ;尺度分离 中图分类号 : P458 文献标识码 :A 引言 1 中国地处东亚季风区 ,是暴雨灾害多发区之一 。陶诗言等1 从气候 、天气系统 、环流形势和形成机理方面将 研究成果进行了汇编 ,指出暴雨是几种不同尺度天气系统相互作用的结果 。四川盆地周边地形复杂 ,夏季盆地上 空天气系统不仅受季风影响 ,还要受到来自孟加拉湾的西南气流以及青藏高原的共同作用 ,因此经常发生区域性 暴雨 。 为了深入分析四川盆地暴雨天气的大尺度环流背景 ,以及引发暴雨的西南低涡发生 、发展的物理过程 ,针对 2010 年 8 月 18 - 19 日发生在盆地地区的暴雨过程 ,利用 1°×1°N C EP 全球再分析资料 、红外卫星云图等多种信 息 ,对这次暴雨过程的环境条件和演变特征进行分析 ,具有重要的理论和实际意义 。 过程概况和特点 2 2010 年 8 月 18 - 19 日 ,四川盆地出现了强度大 、范围广 、持续时间长的区域性大暴雨 。此次过程降水量一 般在 100 - 200 mm ,部分地区达 300 mm 以上 ,造成直接经济损失近 83 亿元人民币 。降水中心位于成都市大邑县 周边 (图略) ,由降水观测资料得到 ,这次暴雨有两个强降水时段构成 ,分别为 18 日 20 时 - 19 日 02 时 、19 日 08 时 - 14 时 。 环流背景和天气形势分析 3 四川盆地暴雨发生发展主要受来自印度和西太平洋的西南季风和东南季风 、西太平洋副热带高压和南亚高 压活动以及东亚中高纬度大气环流异常的影响2 。8 月份南亚高压强度较大 ,西北太平洋副热带高压面积指数 达到 46 ,位置异常偏西3 。中旬 ,中高纬地区环流形势发生调整 ,贝加尔湖以东的低涡缓慢向东北方向移动 ,引 导冷空气南下 ,中国多次发生明显降水 。 从暴雨期间 500 h Pa 高度场可以看出 ,中高纬地区为两槽一脊型 ,偏西风盛行 ,贝加尔湖低压槽不断分裂短波 槽东移南下 ,促使东北气旋强烈发展 ,副高中心盘踞日本以东 ,中心达 5968gp m ; 19 日 (图 1 ( b) ) 贝加尔湖附近有 明显负变高 ,高纬短波槽东移过程中径向度加大 ,西太平洋副高明显北上西进至四川东部 ,中心位势达 5997gp m , 588 线已延伸至高原上空 。中国西南地区处于副高边缘 ,高原中部和盆地西部上空出现闭合高值中心 ,受低压槽 东移以及低涡切变发展的影响 ,西南气流与冷空气交汇 ,强降雨天气的发生 。 (a) 8 月 18 日 08 时 ( b) 8 月 19 日 08 时 图 1 2010 年 500 h Pa 环流 强暴雨的物理量诊断分析 4 陶诗言等4 指出 ,暴雨和强对流天气的发生一般满足以下物理条件 : 位势不稳定层结 ,低层水汽辐合 ,具有 使不稳定能量释放的机制 。以下对这次天气过程中暴雨区 ( 103°E - 106°E 、29°N - 31°N ,下同) 各物理条件进行 计算分析 ,以了解暴雨发生发展的物理结构及成因 。 热力条件分析 4 . 1 (a) 8 月 18 日 20 时 ( b) 8 月 19 日 08 时 图 2 阶段性降水前期 700 h Pa θse分布 从图 2 暴雨发生时 700 h Pa θse分布可以看到中低层天气系统的相互作用 。图 2 ( a) 中 ,在 95°E - 102°E 处有 一接近南北走向的 92 ℃高能带 ,中心值达 96 ℃;对比图 5 (a) 可知 ,盆地东部空气相对干燥 ,θse 偏低 ,但仍有 80 ℃ 的高值中心 ,表明盆地上空对流层中低层为暖湿的高能区 ; 盆地北侧冷空气活跃 ,存在中心为 52 ℃的低能区 ,并 表现出很强的水平切变 ,有阻挡暖湿气流输送 ,促使低层气流辐合加强的作用 。相比之下的图 2 ( b)