新巴尔虎左旗一次连续性降水过程诊断分析

2022-09-10

随着我国经济社会的不断发展, 公共气象的不断推广, 天气预报预测工作对于气象工作以及整体经济社会的发展具有非常重要的意义。

新巴尔虎左旗位于内蒙古东北, 大兴安岭西麓, 属中温带大陆性气候, 是呼伦贝尔市牧区四旗之一, 全年平均降水量为274.2 mm, 降水主要集中在6-8月, 占全年降水量的65%~70%。准确预报预测本地区降水过程对于本地区牧草生长期的防灾减灾工作有重要的理论参考价值。

1 天气实况分析

2015年6月10-12日, 由于冷涡影响, 新巴尔虎左旗出现连续性降水天气, 其中主要降水时间段集中在10日20:00-11日08:00, 其中新巴尔虎左旗南部的罕达盖、乌布尔宝力格区域站12 h降水量分别为15.1、15 mm, 达到大雨的标准。降水量最小的站在吉布胡郎图区域站, 12 h降水量仅为4.1 mm, 其他4个站降水量均达中雨标准。12日08:00开始将水逐渐减弱。从降水过程分析, 降水量级、强度逐渐增大, 之后又逐渐减弱。整个过程中新宝力各苏木和乌布尔宝力格苏木区域站雨量超过30mm, 吉布胡郎图苏木雨量最小为19 mm[1]。本次为入夏以来降水持续时间最长, 降水量最多的一次降水过程, 对促进牧草生长, 缓解草原旱情非常有利。

2 环流背景与影响系统分析

2.1 环流背景与影响系统分析

6月8日20:00整个欧亚大陆环流形势为两槽一脊型, 乌拉尔山西西伯利亚地区和我国东北地区到黄海地区分别高空大槽和切断低压, 即东北冷涡, 两槽之间为高压脊, 脊的北部由于脊的向极地逐渐深入发展, 形成阻塞高压。使高压脊前东北气流引导贝加尔湖北部超极地的较强冷空气向西南输送, 在高压脊前横槽后部聚集。由于乌拉尔山地区欧亚大槽强盛发展东移, 其前部阻塞高压和东北冷涡缓慢东移, 随着东北冷涡移到海面, 东北气流转为西北气流致使横槽转竖, 冷空气爆发南下[2]。同时, 原横槽的位置出现新的闭合中心 (蒙古切断低压) 并逐渐东移, 到10日20:00, 冷空气在西北气流的引导下不断东移南下, 与槽前的偏南暖湿气流交汇, 开始影响新巴尔虎左旗, 造成本次连续性降雨天气。到11日20:00, 由于下游海上低压的阻碍, 同时上游阻塞高压的东进作用下, 切断低压被迫南下, 同时阻塞高压形势逐渐崩溃减弱。到12日20:00, 切断低压进一步南下, 影响区域已经移出新巴尔虎左旗。同时, 阻塞高压进一步崩溃减弱, 变成弱高压脊, 降水过程结束。温度场上, 有冷中心和暖中心与切断低压和阻塞高压配合。低层850 h Pa温度场始终落后于高度场, 这样的温压场配置有利于切断低压和阻塞高压的维持和发展, 为连续性降水天气的发生、发展提供了大尺度环流背景。由以上分析可知本次过程主要影响系统为蒙古冷涡。

2.2 850 h Pa风场分析

由贝加尔湖南下的冷空气和偏南强暖湿气流交汇, 在低层形成一条切变线, 辐合上升运动较强。由于副热带高压的位置偏东偏北, 并且稳定维持, 对上游起到阻塞作用, 使得在低层西南风向北输送暖湿空气, 到达黄海渤海继续改变方向, 变成一支来自东海黄海的东南风急流, 最大风速达到14 m/s, 为本次降水过程提供热量和水汽输送, 导致不稳定层结的建立。到11日20:00, 急流风速达到16 m/s, 继续提供热量和水汽输送。到12日20:00, 方向偏东, 距离海洋较远, 水汽和热量衰减明显。

3 欧洲中心数值预报诊断分析

在日常预报工作当中利用好数值预报的关键在于对每一次的天气过程, 进行数值预报和实况的对比分析, 总结并统计出数值预报对每一种天气过程的订正指标。在6月10日的欧洲中心高度场、风场以及物理量场预报中已经对本次过程进行了预报, 具体表现为500 h Pa阻塞高压和切断低压的建立至衰退, 850 h Pa风场以及水汽条件的维持。

3.1 欧洲中心500 h Pa高度场预报资料

欧洲中心数值预报与实况吻合的非常好, 对本次降水过程的高空形势演变有很好的预报能力。

3.2 水汽条件

10日20:00-12日08:00新巴尔虎左旗均处在湿区, 其预报数值达到90%~100%, 到12日20:00新巴尔虎左旗相对湿度预报值在75%~80%, 到13日08:00相对湿度值在70%~75%。整个过程当中相对湿度先增后减变化与降水过程时间非常吻合, 对于降水有很好的预报能力, 对本次降水的预报阈值为80%。

10日08:00开始850 h Pa上都小于等于3℃, 表明湿度很大, 水汽含量很大。此外, 10日08:00开始850 h P上比湿都大于等于7 g/kg, 但是降水结束时间与比湿预报值不相符。降水时间在于12日, 但欧洲中心预报值在降水结束后直到14日仍处在8 g/kg。所以欧洲中心比湿预报场对于降水结束时间的预报不太准确。以后工作当中应当注意。

3.3 动力条件

散度场正负中心以及分布形势与降水的分布有密切关系。低层辐和与高层辐散是判断是否存在有利于区域性降水的上升运动的基本方法。10日20:00新巴尔虎左旗位于300 h Pa高空散度场正中心, 而同一时刻850 h P高空散度场主要由负中心控制, 而且最大的副中心在新巴尔虎左旗南部。在低层辐和流场, 高层辐散流场, 其“抽吸”作用使强的上升运动得以维持, 有利于较强降水的产生和持续。散度场的分布情况很好的解释了10日20:00-11日08:00, 位于新巴尔虎左旗南部的罕达盖、乌布尔宝力格区域站12 h降水量分别为15.1、15 mm, 达到大雨的标准的原因。

4 结语

第一, 副热带高压边缘的偏南气流时本次降水过程的主要水汽输送带。第二, 欧洲中心数值预报对本次过程有很好的预报能力, 动力、水汽等条件预报演变非常好的符合本次降水过程。第三, 降水落区实况与欧洲中心高低层辐散辐合中心比较符合, 高低层辐散辐合对于降水落区的预报有很大的参考价值。第四, 不能以温度露点之差、相随湿度等水汽条件判断本次过程的结束时间。第五, 对于降水的预报阈值还有待进一步统计订正。例如, 降水时的欧洲中心相对湿度、温度露点之差等数据。

摘要：利用新巴尔虎左旗地面自动站观测资料, 从大尺度环流背景、动力条件、水汽条件等方面对新巴尔虎左旗一次连续性降水过程进行诊断分析。结果表明, 蒙古冷涡是本次降水天气的主要影响系统, 通过分析欧洲中心数值预报场, 大致指出了本地区降水天气预报的普遍思路, 本次过程对今后的预报预测工作有一定的参考价值。

关键词：阻塞高压,连续性降水,物理量场,预报预测