辽源市暴雨天气分析
来源:用户上传
作者:
摘要：本文通过对2019年5月26—27日辽源市首场暴雨过程的环流形势、高低层影响系统、水汽条件、数值预报检验等进行分析，得到以下结论：暴雨发生在阶梯槽合并加强东移的环流形势下，850hpa切边线合并过境带来强降水，是降水主要影响系统。此次过程EC的预报与实況基本一致，但对于地面锋线的预报位置偏西、移速偏快，导致降水落区和强度预报出现较大偏差。而WRF的预报与实况强降水落区更为一致。
关键词：辽源市;暴雨;天气分析;数值检验
中图分类号：S161
文献标识码：A
DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215050
2019年气候条件极为异常，辽源地区“冬干”与“春旱”连续发生，降水持续偏少对农业生产影响巨大，导致当地春播期间严重缺水，土壤墒情偏差，严重影响大田播种和作物出苗。5月中下旬天气形势急转，由长期干旱转为了多雨形势。5月26—27日，辽源市迎来2019年首场暴雨天气过程，正处于少雨到多雨的转折点上。与历年相比，暴雨出现时间明显提前，是典型的春季暴雨过程。王东海[1]等对东北暴雨的研究工作进行总结，指出影响东北暴雨的几类主要天气系统分别为气旋、台风、冷涡。司瑶冰[2]等研究认为内蒙古春季久旱转雨的500hpa环流系统被分为3种类型：A型（蒙古冷槽（涡））、B型（贝加尔湖低涡）和C型（东北低涡）。3种类型共同点都存在低空急流，不同点是水汽的来源。康桂红[3]等分析了近30a山东首场暴雨的气候特征及环流形势，指出山东首场暴雨的影响系统有温带气旋和低涡切变线。西南暖湿气流带来的充足水汽是首场暴雨发生的必要条件，冷空气侵入或冷暖空气交汇是首场暴雨形成的重要原因。还有很多专家学者[4-7]对各地发生的典型春季暴雨过程成因进行详细分析，春季暴雨确实与夏季暴雨有不同特点，而且春季暴雨发生正值春播关键期，其研究值得特别重视。
本文将利用常规观测资料对此次降水过程进行动力和水汽条件分析，对降水分阶段讨论，研究暴雨成因、主要影响系统，并对此次过程的数值预报资料进行检验，从模式预报效果角度分析降水预报偏差原因。
1天气实况
降水从2019年5月26日白天开始，辽源市自西向东迎来全区性强降水。截止28日08∶00，全市平均降水量50.4mm，30个站点降水量超过50mm，最大降水量出现在龙山区苇塘村，为68.1mm。主要降水段集中在26日后半夜到27日中午，以稳定性降水为主，但凌晨降水最强时段，最大小时雨量超过20mm/h，出现短时强降水。
2环流背景和影响系统
前期500hpa高度场上，东亚中高纬度上空为阶梯槽形势。2019年5月26日08∶00，北槽位于黑龙江以北，南槽位于河套地区上空。在东移的过程中，两槽于27日迅速合并加强，并南调。28日进一步加深成涡，低涡中心位于黑龙江上空。
2019年5月26日南槽前方有低压系统发展，低压中心伸展出暖锋，其北段位于吉林中部。随高空槽合并加强，槽前正涡度平流加强，东北上空出现新生低压。随高空槽加深南调，冷空气向南入侵，地面出现锢囚形势，锋面移动缓慢。
850hpa急流建立，南北各有一支切边线。与高层系统演变一致，2条切边线合并，东移南压。低空切变线及地面锋线是此次降水过程的主要影响系统。2019年5月25日急流头部伸至吉林北部，南北向的水汽通道也已经建立并稳定维持，带来源源不断的水汽供应。26日20∶00长春上空850hpa比湿已达到10g/kg。与系统相配合，低层切变和辐合中心有利于水汽的汇合和积聚。
3降水阶段分析
此次降水过程不同阶段特点有显著差异，主要分为26日白天、26日前半夜和后半夜到27日白天3个阶段。26日白天高空为阶梯槽形势，850hPa切变线分为南北2支。海平面气压场上存在锋面，贯穿黑龙江中部、吉林中西部及辽宁西部地区。08∶00锋线位于松原、四平一线，14∶00移入辽源西部地区。虽然午后锋面抵达辽源，但26日白天一直以分散弱降水为主，主要的降水落区在锋后、切边线两侧。辽源位于暖区和暖锋前侧，降水较弱。
随后阶梯槽合并加强，南北2条切变线也合并为1条，并开始逐渐向东移动。20∶00切边线位于长春、四平一带，与降水落区相对应。此时地面锋面一直维持在辽源中西部，尚未过境，降水也较弱。
2019年5月27日08∶00，随高空槽加深南压，850hpa切变过境。地面锋线移出，位于通化、吉林一带，辽源位于锋后，此时迎来降水最主要时段，还出现了短时强降水。因此，此次影响辽源地区的强降水主要是锋后高空切变造成的。
4降水预报偏差原因分析
此次暴雨过程预报明显偏小，因此对暴雨发生前一天的数值预报产品进行检验，分析原因。
4.1环流形势检验
对高空影响系统进行检验，降水关键时刻2019年5月27日08∶00，高空500hpa实况为，东北上空有深厚的高空槽，槽向南伸至山东半岛，北部加深成涡，位于黑龙江以北。850hpa切变线位于辽源、吉林一线，切变两侧风速在12～20m/s之间。不论是系统的强度或位置，EC细网格的预报形势和实况基本一致。
4.2地面系统检验
此次降水天气过程，地面场上有锋面活动，强度较强并稳定维持，其移动和发展对强降水落区的判断至关重要。
从地面风场实况来看，2019年5月26日白天锋面位于吉林省中部，08∶00在四平、长春一线，14∶00移动到吉林、辽源北部一线，此后一直到02∶00系统都稳定维持，移动甚少。而对于EC的预报，10m风场上，26日白天地面锋线一直稳定维持在四平、长春一线。直到夜间02∶00才缓慢移动至辽源北部，此后系统移速加快，迅速扫过辽源，停留甚短。可见，EC对于地面锋线的预报位置偏西、移速偏快。与系统的位置预报相对应，EC强降水落区在四平、松原、长春一带，辽源仅为中雨量级。 对比吉林省WRF的预报，锋面移动速度和位置与实况更为接近，14∶00已经明显向东移动，位于四平西部，接近辽源。一直到20∶00都維持在四平、辽源交界处，到05∶00系统过境。与系统相对应，WRF强降水落区范围更广，四平、长春以东都有大雨，并有暴雨点，与实况强降水落区极为一致。系统过境的27日02∶00—08∶00关键时段，6h雨量中心位于辽源、辽宁中西部，也与实况吻合。而EC预测锋线迅速东移，雨量中心位于通化、辽宁东部一带，与实况差异较大。
5结论
本文通过对2019年5月26—27日辽源首场暴雨天气过程的环流形势、高低层影响系统、水汽条件、数值预报检验等进行分析，得出以下结论。
此次过程为阶梯槽合并加强东移的环流形势，850hPa南北2支切边线合并东移南压，过境时带来强降水，是降水主要影响系统。地面场上稳定维持锋面系统，强降水主要发生在锋后切变线附近。
此次降水过程不同阶段有显著差异，主要分为26日白天、26日前半夜、26日后半夜到27日白天3个阶段。第1个时段辽源位于暖区和暖锋前侧，降水较弱。第2个时段辽源位于暖锋上，降水也较弱。第3个时段辽源位于锋面后，切变系统过境，是降水的集中时段。
此次过程EC细网格环流形势的预报，不论是系统的强度或位置都与实况基本一致，但对于地面锋线的预报位置偏西、移速偏快。与系统的位置预报相对应，EC强降水落区在四平、松原、长春一带，辽源仅为中雨量级，与实况比出现较大偏差。WRF预报锋面移动速度和位置与实况更为接近。与系统相对应，WRF强降水落区范围更广，四平、长春以东都有大雨、并有暴雨点，与实况强降水落区极为一致。
参考文献
[1] 王东海，钟水新，刘英，等.东北暴雨的研究[J].地球科学进展，2007，22（6）：549-560.
[2]司瑶冰，高涛，胡英华，等.内蒙古春季久旱转雨大气环流系统特征[J].高原气象，2013，32（4）：1095-1105.
[3]康桂红，韩永清，孙兴池，等.近30a山东首场暴雨的气候特征及环流形势[J].干旱气象，2015，33（6）：955-962.
[4]梁军，李英，隋洪起，等.两次大连春季暴雨的环流特征和诊断分析[J].高原气象，2011，30（5）：1243-1254.
[5]倪惠，张智勇，刘海峰.吉林省春季一次强降水天气过程诊断分析[J].吉林气象，2006（3）：6-7.
[6]胡燕平，梁钰，程锦霞，等.河南省两次春季暴雨过程的对比[J].气象科学，2011，31（5）：646-651.
[7]侯淑梅，张立，党文升.2009年5月山东春季大暴雨落区诊断与中尺度特征分析[J].暴雨灾害，2010，29（3）：231-238.
作者简介：
刘姝妹（1986-），本科，高级工程师。研究方向：短期天气预测与诊断分析。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15078203.htm
