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一次热带低压引发的泰顺县暴雨过程的分析

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  摘 要 利用MICAPS分析资料、多普勒天气雷达和自动站资料对2018年8月24日20:00—26日20:00浙江省泰顺县大范围大暴雨过程简要分析。结果表明:大尺度天气环流提供有利天气背景条件,物理量场是造成强降水云团发展、加强及维持直接原因。热带低压带来丰富水汽和动力条件及不稳定能量聚积,利于带状回波生成和发展,低压与泰顺特殊地形配合,使降水回波长时间有序列影响泰顺县尤其东部、南部,造成“列车效应”暴雨。多普勒雷达资料中带状强回波分布与累积降水落区有很好对应,可为准确预报暴雨提供依据。
  关键词 热带低压;暴雨;天气环流;物理量场;列车效应
  中图分类号:P458.121.1 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.073
  热带低压是生成于热带洋面上的一种热带气旋,其地面最大中心风速小于17 m·s-1,具有深厚对流和明显气旋式地面旋转风场,生命期较长,是造成当地夏季暴雨和洪涝灾害主要天气系统之一。研究热带低压降水对提高天气预报水平,减轻自然灾害损失具有重要意义[1]。2018年8月25—26日,受热带低压外围云系影响,泰顺县大部分乡镇出现暴雨或大暴雨,造成部分乡镇内涝、农作物受灾。基于此,针对这次过程分析研究,为今后此类暴雨预报提供参考或借鉴。
  1 风雨实况
  受熱带低压外围环流影响,泰顺县2018年8月24日20:00—26日20:00普降暴雨,部分大暴雨,雨量呈东多西少分布,48 h总雨量3个站超200 mm,14个站超150 mm,34个站超100 mm。其中九峰累积雨量284.4 mm为全县最高,小时雨强最大为25日13:00—14:00九峰站的27.4 mm。横坑站极大风速23.2 m·s-1(9级)全县最大,九峰站17.3 m·s-1(8级),其余站点未达8级,风力整体呈东大西小分布。
  2 天气形势分析
  2.1 地面形势
  8月24日20:00,台湾岛上有一热带低压,泰顺县位于低压外围环流1 002.5 hPa线北部东北气流中,无明显风雨,此时温州市沿海各县受东北气流影响风速较大,已有明显降水。25日8:00之前,位于台湾岛低压中心西移靠近福建东南部,低压中心移向内陆,温州市沿海各县转为东风,泰顺南部位于1 002.5 hPa线附近,处于东北偏东风气流中。25日20:00,低压中心扩散至福建南部和广东东部,泰顺南部仍位于1 002.5 hPa线附近,风向变为偏东南风,雨量减弱。26日8:00,低压中心扩大,中心气压值由1 000 hPa变为1 002.5 hPa,泰顺县位于1 002.5 hPa北部,离中心较远,处于东南气流中,但风雨已减小。
  2.2 850 hPa分析
  24日20:00,泰顺县受144线控制,温州沿海受低压外围东风控制建立低空急流,泰顺中部、东部、南部位于144线以内,此时泰顺东部九峰、峰文、月湖等地受到降水回波影响。25日8:00,泰顺县已受144线控制,位于东风急流区,较20:00强度略有减弱,低压中心扩大,向西已延到江西省,丽水市有明显降水。25日20:00,低压中心继续西伸,与位于西藏、孟加拉湾和印度处低压中心合并,中心扩大,泰顺西部、中部、南部和东部都处在144线控制中,尤其中部和东部位于东南急流中,急流比8:00明显增强,25日白天中部、南部和东部暴雨到大暴雨。26日8:00,低压中心减小且南退,泰顺县已摆脱144线控制,除个别站点有大到暴雨外,其余地区小雨。
  2.3 500 hPa分析
  24日20:00,副高位于日本及日本南部太平洋上,泰顺县位于584线北部高低空一致东北气流中。25日8:00,584线西伸扩展,副高略北抬西进,泰顺县被584线控制处高空东风气流中。25日20:00,584线略南压,同时副高西进靠近江苏、上海和浙江北部,泰顺县处高空东南气流中。26日8:00,584线继续南压,副高登陆江苏和上海北部,泰顺县处于高空东南气流里。
  3 物理量场分析
  3.1 水汽条件
  从24日20:00—26日20:00 850 hPa流场演变可看出,偏东急流区位于浙江中南部到福建北部一带,泰顺县维持低空偏东急流并处于急流辐合区。24日20:00急流区维持加强。泰顺东部横坑上宅风速19 m·s-1,25日20:00极大值23.2 m·s-1,急流强度最强,为降雨输送水汽及不稳定能量。26日低空急流明显减弱,至27日消失。24日20:00水汽通量大值落区位于119°~126°E,泰顺县正好位于其中,此时低层辐合区位于泰顺东部温州沿海;25日8:00范围减小,落区位于119°~121°E,泰顺县低层已有明显辐合;25日20:00落区向西发展,位于115°~122°E,泰顺东南部位于辐合区;26日8:00大值落区已西移至116°~118°E,泰顺县水汽条件转差,此时降水强度和量级对应。
  3.2 动力条件
  24日20:00—25日20:00 500 hPa垂直速度场上,泰顺县始终处于上升运动区,运动中心垂直速度达-0.2~-0.1 hPa·s-1,高层辐合上升运动明显,26日8:00 850 hPa和500 hPa上均已不在上升运动中心地带,即处在弱辐合上升区,对应降水减弱。
  3.3 不稳定条件
  8月1—23日,除14日当天29.8 ℃外,其余泰顺县每天最高温度都高于31 ℃,大气层中储存大量不稳定能量。K指数从23日起逐减增大,24—26日初始在苍南东南方海域有一K指数高值中心,对应能量锋区,紧接着高值中心先往北再往西扩散,从高值区移动方向和分布看,基本对应暴雨生成区域。泰顺南部和中东部也产生局地雷暴,是强降水产生的有利条件。   3.4 地形影响
  此次雨量高值区都为海拔较高山区,降水集中在靠近沿海第一层山脉上,即泰顺南部和泰顺、文成、苍南、平阳四县交界处,该处常因海上台风或东风急流造成强降水高值区。第二层山脉后虽有较大降水,但量级有减弱,意味着第一层山区屏障将成为东风和东南急流引发“列车效应”暴雨主要落区,且暴雨强度经过此被明显削弱。另外有高海拔山峰就会有山谷,东部、南部山峰和山谷交错复杂,易产生喇叭口效应,引发局地大暴雨。
  4 雷达资料分析
  24日20:00雷达回波,低压环流已开始影响温州大部分县市,洞头、龙湾、苍南南部均有强回波,泰顺东部和南部受东北气流影响,有明显降水,回波强度30~45 dBZ,实况东部和南部部分乡镇后续12 h累积雨量达60~90 mm。25日8:00,回波上福建北部已建立东南急流带,回波强度在45~55 dBz或以上,水汽不断从海面往内陆输送形成“列车效应”,伴有强雷电,强回波带北抬并西散,泰顺南部回波强度30~45 dBZ,25日8:00—20:00 12 h南部和东部多乡镇达暴雨到大暴雨。25日20:00急流带强回波主体已位于泰顺南部,泰顺县降水趋于减弱。26日8:00急流消失,只有零散回波分布,小到中雨、局部大雨。
  5 数值预报和省级指导预报产品检验
  此次低压系统,欧洲中期天气预报中心全球模式(EC)、美国全球预报系统(GFS)、WARMS、浙江省OCF指导预报均有反映。强降水区预报,EC和OCF相對更接近实况,雨量中心位于泰顺东部和中南部,分布大体与实况相近;GFS预报明显偏东,整个降水带都一直预报在温州沿海且呈东北-西南向,偏差太大;WARMS前期预测落区还较准确,但后续预测误差偏大。对其降水量级预报,EC整个过程都报得偏弱;GFS一直报沿海有强降雨,不符合前期大后期小降水特征;WARMS则前期报得偏大,甚至报出12 h 170 mm以上降水量级,后期都报小雨到中雨,局部大雨量级明显偏小,尤其25日白天段东部强降水漏报;OCF则每一时段雨量预报都偏小较多。
  6 本地预报检验
  23日下午制作热带低压雨量落区和量级预报内参上提出:受热带低压外围影响,24日夜里到25日阴有阵雨或雷雨,雨量大到暴雨,局部大暴雨。对比实况:未提及26日降水,造成降雨影响时段漏报;雨量落区划分未把南部高值区划进去,未考虑东南急流配合地形影响会造成东、南部等雨量高值,但明显划分出中西部、北部同东部降雨分布;雨量量级上,中西部、北部雨量预测和实况吻合,但南部、东部部分站点总雨量超出预测较多,造成错漏和偏差。忽视了东风气流一直从沿海深入到浙江中西部,造成较长时间“列车效应”降雨,以及地形造成中小尺度环流影响,对东部、南部增幅效应预估偏小,造成局部量级偏小[2];但泰顺县气象局在局部强降水时,结合雷达资料,及时做出短时订正预报,提高了服务效果。
  7 结论
  1)此次暴雨过程是由热带低压环流造成,低压环流偏东风急流利于热带低压云团及后部产生的云团的水汽、能量的输送和辐合上升运动。为暴雨产生提供充足水汽和能量条件。
  2)EC在形势上有领先优势,起雨时间、降水落区上都和实况很接近,平时在决策降水时段和降水落区上有较高参考性。量级上,受急流和地形等因素影响,EC和OCF数值产品都偏小,在以后决策预报中如有相似形势和降水条件背景的可考虑适当增大雨量预估。
  参考文献:
  [1] 朱乾根,林锦瑞.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,1992.
  [2] 张媛.贵州中部热带低压外围“列车效应”暴雨分析研究[J].贵州气象,2014,38(2):22-26.
  (责任编辑:赵中正)
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