發布時間：2020-07-25所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:利用浙江省逐日降水量資料、自動站雨量及FNL11再分析資料對2017年6月1925日浙江省梅雨期暴雨過程的高低空環流形勢和中尺度對流系統及其物理量特征進行了分析和診斷。結果表明:此次暴雨過程為典型的梅雨天氣系統背景下低空急流的加強和低層切變線的北抬
摘要:利用浙江省逐日降水量資料、自動站雨量及FNL1°×1°再分析資料對2017年6月19—25日浙江省梅雨期暴雨過程的高低空環流形勢和中尺度對流系統及其物理量特征進行了分析和診斷。結果表明:此次暴雨過程為典型的梅雨天氣系統背景下低空急流的加強和低層切變線的北抬或南壓造成的具有明顯的中尺度特征的一次降水過程。強降水分為3個階段，前兩個階段均發生在低層暖濕空氣北抬的過程中:低層切變線北抬過程中，伴隨著西南和東南急流增強，使得中尺度輻合抬升運動增強，暴雨過程具有明顯的暖區暴雨的中尺度特征。第3個階段則為冷空氣南下過程中:中低層的切變線和急流東移南壓，鋒區內垂直風切變增大，不穩定能量得以增強，中尺度對流系統沿著鋒區不斷的產生和發展。
關鍵詞:梅雨期暴雨;中尺度對流;低空急流
0引言
我國夏季南方暴雨頻發，往往造成嚴重的洪澇，氣象學界圍繞我國暴雨的產生機制進行了廣泛而深入的研究，成果豐富。梅雨鋒及其降雨研究一直是氣象學者關注的問題。尹潔等對2010年江西6月19日特大暴雨的多尺度特征進行了詳細分析[1]，研究表明，梅雨鋒暴雨是由α中尺度、β中尺度和γ中尺度多種尺度組合的暴雨，低渦、梅雨鋒以及梅雨鋒上的中尺度對流系統的相互作用對暴雨的發展起至關重要的作用[2-4]，中尺度系統是造成暴雨的直接影響系統[3-6]，而邊界層環境風有可能促使中尺度對流系統組織化發展[7]。針對這種多尺度的降水，倪允琪等建立了天氣學模型[8]。除了暖濕氣流的貢獻，梅雨氣旋的發生發展通常與西北方移來的高空冷槽相聯系[9]，干空氣的存在加強了暴雨過程的對流性不穩定[10-11]。暴雨在降雨時間、強度和空間分布上存在著很大的不均勻性和地域性，浙江暴雨主要出現在汛期(3—10月)，梅汛期暴雨具有較好的典型性與代表性。梅雨期暴雨是大中小尺度天氣系統相互作用下產生的。在大尺度有利的環流背景條件下，產生暴雨的直接影響系統是一些中小尺度系統。本文的研究對象是2017年6月浙江梅汛期的一次暴雨過程，具有典型的梅雨形勢，同時在時空尺度上具有明顯的中尺度特征。通過對形成暴雨過程強降水的中尺度特征進行初步分析和研究，探討浙江汛期暴雨發生的客觀機理，為當地暴提供理論依據。
浙江一次梅雨期暴雨過程中尺度特征及成因分析出自期刊：《浙江氣象》JournalofZhejiangMeteorology(季刊)曾用刊名：浙江氣象科技，1979年創刊，以促進我省氣象事業的蓬勃發展為宗旨，經學術為主，兼顧氣象事業方方面面，是融知識性、實用性和可讀性于一體的季刊。可供氣象、農林、水文、地理、民航、海洋、環保、地質等部門的科技人員閱讀，亦可供有關院校師生參考。
1使用資料所用
資料為2017年6月18—24日浙江省自動站雨量及1°×1°分辨率的FNL逐日再分析資料。
2降水過程描述
2017年6月19—24日浙江省北部、西部、中北部等地出現了暴雨、大暴雨天氣。降水從19日上午開始至24日下午(圖1a)，浙江西部和中北部強降水基本結束，雨帶東移南壓至浙江南部地區。從18日20:00至24日20:00的1h累積降水量的演變特征分析表明，強降水過程可分為3個階段(圖1b)，強降水第一階段(6月19日02:00—19日23:00)降水首先在浙江北部產生發展起來，最大小時雨量達12.7mm，最大24h降水量(6月18日20:00至19日20:00)為嘉興市53.2mm;第二階段(6月21日02:00—22日14:00)浙江西部至西北部一帶出現持續降水，開化最大小時雨量達24.3mm/h且24h降水量達87.9mm(6月21日20:00至22日20:00);第3階段(6月23日05:00—6月24日20:00)，主要降水從浙江西部開始呈東移南壓趨勢，造成浙江西部、西北部到中北部的強降水，其中開化、余杭等地小時雨量達28.1和23.5mm/h，24h降水量達122.1mm和100.1mm。整個降水過程具有小時雨強大，但持續影響同一地區時間短的特點。
3環流形勢分析
3.1高空輻散條件
2017年6月19—24日200hPa環流形勢(圖略)分析表明，強降水第一、二階段南亞高壓穩定控制在江南和華南地區，浙江北部位于其北側的高空急流偏西北氣流弱的扇形分流控制下的高空輻散區內;隨著200hPa高空槽在南亞高壓北側移動，槽前的西南氣流和南亞高壓北側的偏西北氣流扇形分流特征愈發顯著;這種槽前的輻散區一直維持到第3階段強降水結束，為這次暴雨過程中對流層高層輻散條件的維持提供非常有利的形勢，也對此次暴雨過程產生舉足輕重的作用。
3.2高空槽線系統
強降水第一、第二階段在高緯地區500hPa有穩定的阻高維持(圖2a)，東北地區也有切斷低壓不斷加深發展南壓，冷空氣從貝加爾湖地區由北路南下;當槽底到達江蘇中南部地區(強降水第3階段，圖2b)，帶來有效的冷空氣和顯著的正渦度平流向暴雨區的輸送;此外，副高脊線在20°N附近，副高的維持有利于其北側水汽向浙江中北部地區的輸送。這正是典型的梅雨期環流形勢，500hPa的槽線系統對于中高層氣層的抬升提供有利的條件。
3.3低空切變線系統
從850hPa環流形勢來看，整個降水過程低空切變線系統都非常活躍。19—24日切變線維持在安徽江蘇南部和浙江北部一帶，850hPa上切變線系統的不斷東移北抬(圖3a)或南壓(圖3b)，配合著高空槽線系統，影響著大氣整層的的抬升，對此次暴雨的形成有決定性作用。此外，低空急流穩定在切變線南側200～300km的范圍內，24日起急流迅速增強(圖3b)，它帶來的強盛的西南氣流對水汽的輸送，對暴雨的形成非常有利。
2017年6月19—24日的暴雨過程發生是各高度環流形勢相互配合的結果，在降水發生較強的階段，對流層頂層槽線前側扇形分流場一直維持形成有效輻散，隨著中低層槽東移以及正渦度平流的輸送，暴雨發生區位于氣流上升區，配合西南急流和低空切變線的輻合區，伴隨著低層水汽的有效輸送，形成了低層輻合、中低層抬升和高層輻散的有利配置，為暴雨的發生提供了很好的動力條件。
暴雨的發生與有利的環流形勢有著密切聯系，這是一次高空槽、切變線和低空急流共同影響下形成的暴雨過程。
4中尺度對流系統成因及特征分析
梅雨期暴雨是大中小尺度天氣系統相互作用下產生的。在大尺度有利的環流背景條件下，產生暴雨的直接影響系統是一些中小尺度系統。接下來對形成暴雨過程強降水的中尺度系統演變極其物理量場特征進行分析和研究，探究影響強降水落區和時段的主要原因。
4.1假相當位溫θse場的分析
在強降水第一、第二階段，700hPa的水平假相當位溫θse場(圖4a)可以看到，27°N以南的華南北部地區有舌狀高能區，其北側有明顯的θse鋒區;暴雨區700～800hPa以下有弱的θse高值區(圖4c)，說明雨區低層存在一定的不穩定性，邊界層至700hPa還存在明顯上升氣流，能夠將水汽和能量輸送到高空，從而有利于不穩定能量不斷積聚和對流的發生。隨著θse高能區和鋒區加強北推，蘇南和浙北地區處在高能區北側邊緣的暖區中，雨量明顯增大，此階段的強降水是屬于暖區降水。但23—24日的第3個強降水階段與前兩個階段不同，浙江中北部區的θse北側的鋒區東移南壓且梯度增大，鋒生明顯(圖4b)，表明此階段北方冷空氣加強且南壓;雨區上空低層的θse線上凸，不穩定能量增大(圖4d);鋒區內(邊界層至700hPa之間)垂直上升運動也有顯著增強，強降水產生在冷鋒南壓的過程中的鋒區內。這說明低層冷空氣南壓的過程中導致不穩定的增強，激發出上升運動，從而使得中尺度對流運動沿著鋒區產生，引發強降水的產生和發展。
4.2水汽輸送
強降水第一、第二階段雨區上空有強的西南(700hPa以下)和東南(925hPa以下)的水汽輸送(圖5a)，且有一個強的水汽通量的輻合中心，強降水產生在急流中心和水汽輸送北抬的過程中。強降水第三階段925～700hPa的急流的明顯加強(圖5b)，從而使得風垂直切變增強，同時西南的水汽輸送和水汽通量的輻合也顯著增大，隨著急流的東移南壓，強降水產生在水汽通量的輻合東移南壓的過程中。
4.3輻散場和渦度場
強降水第一、第二階段在雨區的300～400hPa上空有較明顯的散度大值中心(圖6a)，這正是前文中提到的南亞高壓北側扇形的分流所產生的。雨區上空500hPa以下有強的渦度大值中心，中低層輻合區與高空輻散相配合產生強降水。強降水第3階段(圖6b)高層的輻散中心值明顯增大，但相比較中低層的輻合值要小得多，而且第三階段的降水強度和范圍明顯大于第一和第二階段，這表明低層的輻合抬升作用對暴雨的影響較大，也就是中低層(700～925hPa)切變線系統的維持和急流的變化對此次強降水過程有著重要的作用。
5結語
對2017年6月19日到24日浙江的一次梅雨期暴雨過程的分析和診斷，可以看出此次降水過程為典型的梅雨天氣系統背景下低空急流的加強和低層切變線的北抬或南壓造成的具有明顯的中尺度特征的一次降水過程。
1)此次暴雨過程具有典型的梅雨期環流形勢:阻塞高壓、切斷低壓的維持是暴雨發生的大尺度環流背景;高空槽東移、低層切變線的維持和低空急流的加強對暴雨的發生、發展提供了熱力和動力條件。
2)此次暴雨過程的強降水分為3個階段，前兩個階段均發生在低層暖濕空氣北抬的過程中，低層切變線的北抬過程中伴隨著西南和東南急流的北抬，使得中尺度輻合抬升運動增強，暴雨過程具有明顯的暖區暴雨的中尺度特征。第3個階段則為冷空氣南下過程中，中低層的切變線東移南壓，西南急流增強，垂直風切變增大，使得鋒區內的不穩定能量增強，中尺度對流系統沿著鋒區不斷的產生和發展。
3)此次暴雨是產生在大尺度雨帶內的一次由中低層中尺度擾動(切變線南北移動和急流加強)觸發的一次強降水過程。低層急流和切變線是造成中尺度輻合抬升形成的強烈上升運動，有利于將低層的不穩定能量輸送到高層，為暴雨的產生和發展提供了熱力和動力條件。——論文作者：劉彩虹陳優平曾令建
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