[2012年7月8—9日太行山南部大暴雨成因分析] 太行山高速12月28日通车

  摘要 利用常规观测资料、逐小时自动站资料、TBB资料等,对2012年7月8—9日太行山南部大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:该次大暴雨是由高空低槽、中低层切变线和地面冷锋共同影响而产生的,低层切变、风向辐合、地面冷锋及锋前低压形成的强辐合抬升均有利于太行山南部不稳定空气的抬升。
  关键词 大暴雨;急流;TBB;切变线;地形
  中图分类号 P458.1+21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)20-0275-01
  受高空低槽、中低层切变线和地面冷锋共同影响,2012年7月8日下午至9日,太行山南部出现了大范围的大到暴雨天气,长治市、晋城市、运城市垣曲县和河南省济源市的287个自动雨量站点中有167个站点达到暴雨,暴雨时段主要在8日傍晚到夜间,9日白天随着华北南部低空辐合系统缓慢北抬,短时强降水区也随之向北伸展。该文从天气形势、云图特征及降水过程的热力、水汽和能量等方面剖析该次暴雨成因,以加深对此类暴雨的认识,寻求预报思路[1-2]。
  1 环流背景
  2012年7月8日20:00,200 hPa图上北纬40°附近,东经90°~115°之间有一急流中心最大数值达到52 m/s的夏季副热带西风急流带,太行山南部位于呈反气旋性弯曲的副热带急流轴的右侧。500 hPa图上东经80°~120°之间亚洲中高纬为宽广的低槽,山西处于槽前西南气流中;副热带高压588线西脊点在北纬25°,东经113°附近,太行山南部处于584线外围西北侧的西南暖湿气流中。700 hPa图上308线西挺伸直呈东北西南向位于河北南部至贵州西南部,有利于西南暖湿气流源源不断地向太行山南部输送,且在长江以南沿308线有12 m/s的西南急流存在。850 hPa图上山东西北部经太行山南端至陕西西南部有一横切变生成,切变线北部是6~8 m/s的偏东风,南部是4~6 m/s的偏南风;东西向冷舌经太行山南端伸至甘肃东南部。地面图上山西、河南两省的交界处有一条与850 hPa切变线相对应的地面冷锋存在,低空辐合强盛[3-4]。高低空急流的上下耦合为该次暴雨提供了持续强劲的上升运动。高层辐散低层辐合的高低空配置和中低空冷空气的入侵是触发这次对流性不稳定的有效机制。
  2 物理量分析
  2.1 水汽条件
  2.1.1 分析高低空比湿分布。8日20:00太行山南部500 hPa以下形成了深厚的湿层:500、700 hPa比湿分别达到4~6、8~10 g/kg;低层增暖增湿尤为明显,晋豫交界处至河南中西部850 hPa出现了16 g/kg的比湿中心,近地层比湿>18 g/kg,这就为大暴雨的产生提供了充足的水汽来源。
  2.1.2 暴雨出现区域与量值的大小和水汽通量散度的关系密切。暴雨出现前,8日20:00太行山南部850 hPa以下为强烈的水汽辐合区,近地面层出现了-54×10-6 g/(hPa·cm2·s)以上的强辐合中心。850 hPa以上至300 hPa有干舌锲入,干空气位于暖湿空气之上,加大了空气的不稳定性。9日8:00随着低空辐合系统缓慢北抬,太行山南部的短时强降水随之结束。
  2.2 热力条件
  不稳定的大气层结是产生对流降水的重要条件。自7日20:00至8日20:00,太行山南部 K指数始终≥36 ℃,相对应时段的沙氏指数SI始终在-2.0~0 ℃,说明此次暴雨的产生,已经具备了不稳定的大气层结条件。
  2.3 动力条件
  2.3.1 散度分析。在经过北纬35°,东经112.5°的散度垂直时间剖面图上,8日20:00 200 hPa和300 hPa层次上分别出现了强度为26×10-6 s-1和14×10-6 s-1的强辐散中心;500~850 hPa为弱辐散层;地面具有中心强度为-30×10-6 s-1的强辐合区。这种低层辐合、中高层辐散的垂直结构加强了低空暖湿气流的上升运动,是触发不稳定能量释放的重要启动机制。到9日8:00,低层辐合明显减弱,中高层的辐散抽吸作用减弱,太行山南部的强降雨结束。
  2.3.2 涡度分析。8日20:00 500 hPa高度-20×10-6 s-1的负涡度区域由8:00的长江流域扩展到黄淮流域;太行山南部700、850 hPa的正涡度值分别由8:00的<20×10-6 s-1增强至20×10-6 s-1以上,这种涡度值的变化,说明对流层中低层有正的涡度平流,这就使太行山南部上空的上升运动加强。
  3 结论
  高空低槽、中低空切变线和较强的低空西南气流与地面冷锋的配置,是造成该次强降水的主要原因,大暴雨主要出现在低空切变线的南侧;高层辐散低层辐合的上下配置和中低空冷舌的入侵是触发这次对流性不稳定的有效机制;稳定少动是孤立云团产生大暴雨的保证,云顶TBB对暴雨产生具有一定的指示意义且具有7~8 h的提前量,可以成为预报局地暴雨的一个着眼点;低层强烈的水汽辐合,为这次暴雨的产生提供了丰富的水汽条件;水汽通量散度对于切变线暴雨过程暴雨的开始与结束都有很强的指示意义。
  4 参考文献
  [1] 毛冬艳,乔林,陈涛,等.2004年7月10日北京暴雨的中尺度分析[J].气象,2005,31(5):42-46.
  [2] 李云,缪启龙,江吉喜.2005年8月16日天津大暴雨成因分析[J].气象,2007,33(5):83-88.
  [3] 朱玉祥.石门河流域“2010·8·18”特大暴雨洪水调查分析[J].河南水利与南水北调,2012(10):6-7.
  [4] 张端禹,徐明,李武阶,等.湖北一次梅雨大暴雨分析[J].气象科技,2012(3):428-435.

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