2009年春季巴里坤一次大降水天气过程诊断分析

2022-09-10

高空500hPa中亚槽影响系统造成的新疆大降水, 降水量大值区集中在北疆西部山区和天山山区, 大降水沿昭苏—特克斯—新源—小渠子—天池—木垒一线移动[1]。综合分析物理量场和静止气象卫星资料, 能够较好地判断新疆暴雨天气过程中, 水汽的源地、移动路径和强降水的落区[2-3]。新疆暴雨天气过程中水汽由源地按“接力”方式输送到暴雨区, 对流层中低层增湿明显, 但高层也有水汽增湿现象发生[4]。笔者对2009年4月29日~30日巴里坤出现的大降水天气过程进行物理量场诊断和分析。

1 降水和环流形势特点

2009年4月29日08时~30日02时, 新疆东部的巴里坤出现了一次大降水天气过程, 过程降水量15.6mm。29日08~20时, 每6小时降水各6mm, 29日20时~30日02时6小时降水量4mm。

29日08时, 高空500hPa上, 欧亚范围呈径向环流为两脊一槽型, 高压脊分别位于东欧平原和贝加尔湖地区, 低槽位于新西伯利亚至新疆西部地区。低槽南北径向度较大, 温度槽和高度槽重合, 低槽发展成熟, 预示着该槽将向东移动。槽前西南风的湿度较大, T-Td小于4℃, 巴里坤位于槽前12m/s的西南风中。之后低槽于20时东移过巴里坤, 期间西南风增加到24m/s。

2 物理量场诊断分析

2.1 大降水的水汽条件

29日08时, 700hPa比湿大值中心有两个, 分别位于库尔勒和昌吉州东部地区, 中心比湿值分别为3g/kg和2g/kg。大降水区比湿为1~1.5g/kg。29日20时, 大降水区域为比湿大于3g/kg的高值区。水汽通量场上, 08时从昌吉东部有水汽向巴里坤地区输送, 到20时虽然昌吉至巴里坤的水汽输送减弱, 但500hPa上存在一支西南向的水汽通量大值轴线, 从吐鲁番盆地向巴里坤输送。08时700~5 0 0 h P a之间, 巴里坤为水汽辐合区, 700hPa上水汽辐合中心出现在巴里坤, 辐合中心值为-0.8×10-8s。到了20时, 巴里坤850~500hPa水汽通量散度均小于零, 对流层水汽在巴里坤辐合。水汽辐合最强闭合中心出现在700hPa上, 中心值达到-1.6×10-8s (图1) 。

2.2 大降水的热力和动力条件分析

29日08时, 大降水区位于200hPa急流轴的北侧, 巴里坤风速为32m/s, 到了20时40m/s的急流中心位于大降水区。说明大降水期间, 高空的抽吸作用非常强盛。大降水区域500hPa上西南风速08时为12m/s, 20时增加到24m/s。温度平流场上, 29日08时大降水区域200hPa上为17×10-5℃/s的暖平流, 20时暖平流增加到45×10-5℃/s。08时大降水区域500hPa上为6×10-5℃/s的暖平流, 20时为-15×10-5℃/s的冷平流。对流层低层700hPa上从08~20时, 大降水区域为冷平流, 冷平流强度由-10×10-5℃/s增加到-45×10-5℃/s。说明高空的冷侵入和低层冷平流的加强对大降水的维持有明显的热力学意义。08~20时散度场上, 大降水区域地面~500hPa辐合, 强辐合区位于850~700hPa, 数值达到-20×10-6s-1;大降水区域500~200hPa辐散, 辐散最大值出现在200hPa上, 达20×10-6s-1 (图2) 。垂直运动场上, 大降水区域08时地面至200hPa整层上升, 上升运动在500hPa上最强, 为60~80×10-3m/s;到了20时, 仅在500~300hPa上出现上升运动, 数值为5~10×10-3m/s。地面~500hPa为下沉运动区, 对应对流层中层的冷侵入和低层的冷平流 (图3) 。

3 结语

2009年4月29日~30日, 18小时巴里坤过程降水量1 5.6 m m。2 9日白天, 700hPa上水汽自昌吉州东部向大降水区巴里坤输送, 700~500hPa巴里坤水汽辐合;29日夜间, 除对流层低层水汽自昌吉州东部向巴里坤输送外, 还有对流层中层水汽自吐鲁番向巴里坤的输送;850~500hPa水汽在巴里坤辐合, 辐合中心强度比白天强。

大降水白天, 中高层为西南暖平流, 中低层为西北冷平流, 夜间中层的冷平流表明对流层中层发生冷侵入。散度的垂直分布, 低层辐合高层辐散, 白天和夜间大体相似。白天大降水区域850~200hPa整层上升;夜间对流层上层上升, 下层为下沉运动, 中层的冷侵入对夜间大降水的发生起到了重要作用。

摘要：2009年4月29日至30日巴里坤大降水天气过程的分析表明, 大降水的水汽源地在昌吉州东部地区, 水汽自源地向大降水区域输送和聚集。对流层低层的辐合和高层的辐散, 造成对流层的上升运动, 为大降水天气提供了动力条件。对流层中层的冷侵入, 对大降水的作用非常重要。

关键词：巴里坤,大降水,诊断,冷侵入