2017年7月5日四川绵阳暴雨过程诊断分析.pdf
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1、Climate Change Research Letters 气候变化研究快报气候变化研究快报,2023,12(4),735-745 Published Online July 2023 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/ccrl https:/doi.org/10.12677/ccrl.2023.124077 文章引用文章引用:鲁晓瑛.2017 年 7 月 5 日四川绵阳暴雨过程诊断分析J.气候变化研究快报,2023,12(4):735-745.DOI:10.12677/ccrl.2023.124077 2017年年7月月5日四川绵阳暴雨过程诊断
2、分析日四川绵阳暴雨过程诊断分析 鲁晓瑛鲁晓瑛 互助土族自治县气象局,青海 海东 收稿日期:2023年6月19日;录用日期:2023年7月20日;发布日期:2023年7月27日 摘摘 要要 本文利用本文利用2017年年7月月7月月4日至日至6日的实时观测数据以及欧洲气象预报中心日的实时观测数据以及欧洲气象预报中心2017年年7月的月的nc数据,并且运数据,并且运用用grads、micaps以及以及Fortran等工具对等工具对2017年年7月月5日四川绵阳暴雨过程进行诊断分析。结果表明:本日四川绵阳暴雨过程进行诊断分析。结果表明:本次降水具有强降水时间持续较长,短时降水强度大等特点。本次暴雨过程
3、与西南涡和低空急流紧密相关,次降水具有强降水时间持续较长,短时降水强度大等特点。本次暴雨过程与西南涡和低空急流紧密相关,超低空西南急流自南海、孟加拉湾输送水汽至绵阳上空,西南涡移动触发低空急流左侧风速辐合区内的超低空西南急流自南海、孟加拉湾输送水汽至绵阳上空,西南涡移动触发低空急流左侧风速辐合区内的不稳定能量,使绵阳上空产生上升运动,形成强降水天气。并且由于西太平洋副热带高压的阻挡作用,不稳定能量,使绵阳上空产生上升运动,形成强降水天气。并且由于西太平洋副热带高压的阻挡作用,西南涡无法移出雨区,导致强降水时间维持较长,形成特大暴雨。西南涡无法移出雨区,导致强降水时间维持较长,形成特大暴雨。关键
4、词关键词 暴雨暴雨,西南涡西南涡,低空急流低空急流,上升运动上升运动 Diagnostic Analysis of Heavy Rainstorm Process in Mianyang,Sichuan Province on July 5,2017 Xiaoying Lu Huzhu Meteorological Administration,Haidong Qinghai Received:Jun.19th,2023;accepted:Jul.20th,2023;published:Jul.27th,2023 Abstract This paper uses real-time obser
5、vations from July 4 to 6,2017 and NC data from the European Me-teorological Forecast Centre in July 2017,and uses tools such as grads,micaps,and Fortran to di-agnose and analyze the heavy rainfall process in Mianyang,Sichuan Province on July 5,2017.The 鲁晓瑛 DOI:10.12677/ccrl.2023.124077 736 气候变化研究快报
6、results show that this precipitation has the characteristics of long duration of heavy precipitation and high intensity of short-term precipitation.The rainstorm process is closely related to the southwest vortex and low-altitude jet stream,the ultra-low altitude southwest jet stream trans-ports wat
7、er vapor from the South China Sea and the Bay of Bengal to the sky above Mianyang,and the southwest vortex movement triggers the unstable energy in the wind speed convergence zone on the left side of the low-altitude jet stream,which causes upward movement over Mianyang and forms heavy precipitation
8、 weather.And due to the blocking effect of the subtropical high in the western Pacific Ocean,the southwest vortex cannot move out of the rain area,resulting in a long period of heavy precipitation,forming extremely heavy rainfall.Keywords Heavy Rain,Southwest Vortex,Low-Level Jet,Rising Movement Cop
9、yright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.研究现状研究现状 暴雨的发生是不同天气尺度系统相互作用造成的。暴雨过程与高低空的环流形势有着密切联系。丁一汇指出暴雨是在有利的大尺度环流条件下产生的,这是大尺度系统对暴雨的制约作用,暴雨产生后反过来又影响大尺度气象要素的分布 1
10、。Qian 等分析 1998 年梅雨锋暴雨的形成机制时指出:长江流域暴雨的水汽主要来自孟加拉湾,通过西南低空急流输送到长江流域,梅雨降水产生的凝结潜热又通过加大低空急流而加强了西南输送,形成正反馈过程 2。暴雨天气的发生有三个必要条件:充分的水汽供应、强烈的上升垂直运动以及较长的持续时间。其中满足水汽条件是产生暴雨天气的前提,因而在对暴雨个例进行诊断分析时对于水汽含量以及水汽输送都是一定会涉及到的地方。气象研究者在之前的研究中发现川渝地区暴雨的水汽主要由孟加拉湾、青藏高原以及南海地区供应。通过蒋兴文等气象研究者的研究表明当西太副高处于一个偏北偏西的位置,其外侧的东南风可以将南海的水汽输送至四川
11、的西部地区,而来自于孟湾和高原地区的水汽也由于受到阻挡而无法移动,导致水汽停留在川西地区,在四川西部地区形成了水汽的辐合,东部地区形成水汽辐散,所以形成了四川东部干旱而西部有暴雨洪涝的现象 3。通过研究陶诗言认为,从物理条件而言,低空急流与暴雨天气有很大的相关性,通常而言,强降水主要发生于急流风速带的左前方抑或在最大风速中心的前方 4。边界层对于静力不稳定层结的形成、水汽供应和暴雨的触发有重要作用。从强烈的上升垂直运动角度而言,王芹指出低空辐合、高空辐散和整层正涡度的配置以及强的垂直上升运动,为强降水提供了动力条件 5。四川盆地作为一个降水频发地区,每年都会由于暴雨灾害而带来经济损失,有时甚至
12、对人民生命安全会带来一定程度的威胁。洪涝灾害甚至已经成为四川省爆发次数最多、带来危害最重的自然灾害之一了。因此气象研究者对于四川暴雨进行了很多研究。刘庆等人指出四川省暴雨洪涝灾害具有出现频率高,范围广、强度大、重复性、年际变化大等特征 6。郁淑华的研究表明四川盆地大暴雨的形成形势背景主要是副高和西风带低槽的相对位置决定,并且他将四川暴雨按照暴雨区分为川东、川西以及全川移动三类 7。肖洪郁指出影响四川暴雨的副高形式大概有不连续西伸北抬、突然加强西伸或北抬和突然东撤这几类现象 8。Open AccessOpen Access鲁晓瑛 DOI:10.12677/ccrl.2023.124077 737
13、 气候变化研究快报 2.实况分析实况分析 暴雨实况暴雨实况 Figure 1.(a)Histogram of 6 hour rainfall in Mianyang;(b)precipitation area map of 24 h at 05:00 from July 5 to 6 图图 1.(a)绵阳 6 小时降雨量柱状图;(b)7 月 5 日至 6日 05 时 24 h 降水区域图 根据图 1 的左图可以看出,本次降水时间主要集中在 4 日夜间至 5 日夜间,在 5 日清晨至中午之间,6 小时雨量达到峰值,已经达到了 125 mm。在 4 日夜间开始降水之后,在 14 时之前雨量一直呈现
14、增长趋势,而在 14 时之后雨量逐渐减弱。根据图 1 的右图的降水区域图显示,本次降水主要位于四川的东部地区,四川东北部地区地面雨量最大,达到特大暴雨。根据图 1 的右图可以看出,从 5 日 05 时至 6 日05 时的这个 24 小时范围内,其中安县等站点累计雨量超过 230 mm,达到特大暴雨级别。眉山、广元和南充等地的部分地区也有降水产生,其中南充市 24 小时累积雨量超过 110 mm,达到大暴雨级别。3.天气形势分析天气形势分析 3.1.500 hpa 天气形势分析天气形势分析 Figure 2.(a)500 hpa potential height superimposed win
15、d field 08:00 on the 5th;(b)14:00 on the 5th 图图 2.(a)500 hpa 位势高度叠加风场 5 日 08 时;(b)5 日 14 时 根据图 2 可以看出,7 月 4 日至 6 日,500 hpa 欧亚大陆环流形势呈多波型,振幅较小。5 日 08 时,鲁晓瑛 DOI:10.12677/ccrl.2023.124077 738 气候变化研究快报 在欧亚大陆范围内有三个低压槽存在,分别位于巴湖、贝湖和鄂霍次克海附近。在我国新疆、青海地区有一弱高压脊,我国东北黑龙江附近地区有一个强高压中心。至 5 日 14 时,欧亚环流向东发展,位于鄂霍次克海的横槽逐
16、渐转竖。贝湖附近的低压槽向南发展,并且携带冷空气南下。南海附近存在一个南支槽,南支槽携带暖湿气流随西南气流向东北方向移动,为本次暴雨过程带来充足的水汽。高纬地区南下的冷空气与来自南海的暖湿气流在四川东北部地区相汇合。高空冷空气与暖湿空气相遇易产生不稳定能量,易形成强对流天气,产生暴雨天气。中低纬地区主要受到副热带高压控制,环流形势为东高西低,副高自 4 日至 5 日进行不连续的西伸北抬,副高西伸北抬后稳定在 30N 以北,副高脊线稳定在 18N 附近,此时贵州、福建以及两广地区上空为平直西风带。以 588 的位置作为参照,4 日 08 时 588 线仅在东南沿海地区,到达了福建和浙江上空。而到
17、 5 日 20 时,588 线通过副热带高压的西伸北抬之后,588 线已经到大云南等地,副高的高压脊线从4 日 08 时在西海地区已经移动到了福建、广东、广西一带。随着副高向西北方向的运动,位于青藏高原东侧的小高压向东移动,最终在副高和小高压之间产生了一条高空辐合切变线,方向自东北指向西南,位于本次雨区的西侧。并且副高在移动过程中还携带来自东海的暖湿气流向西北方向移动,补充水汽。随着南方的弱槽逐渐向东移动,副高也逐渐向东移动,高空辐合切变线随之东移,有利于在绵阳形成暴雨。3.2.700 hpa 天气形势分析天气形势分析 Figure 3.(a)700 hpa potential height
18、superimposed wind farm 20:00 on the 4th(left);and(b)08:00 on the 5th 图图 3.(a)700 hpa 位势高度叠加风场 4 日 20 时(左);(b)5 日 08 时(右)根据图 3 可以看出,根据 7 月 4 日 20 时 700 hpa 位势高度图可以看出新疆西部有一小高压存在,我国云南、贵州、湖南一带主要由副热带高压影响,青藏高原东部、四川东北部以及西藏地区由一小低压控制。新疆西部的小高压逐渐向东南方向移动。至 5 日 08 时小高压发展移动至青海地区,随着小高压的东移,副热带高压也逐渐西伸北抬,影响我国东南大部分地区。
19、此时在南海出现一条方向为自西南向东北的切变线,青海附近的低压沿着切变线逐渐向西南方向移出四川地区。此时小高压与副热带高压之间存在一条弱的风向辐合带,绵阳此时正处于风向辐合区,有利于强降水的生成。3.3.850 hpa 天气形势分天气形势分析析 根据图 4 可以看出,4 日 20 时我国西南大部分地区处于低压影响之下,低压逐渐向西运动,位于青海西部的小高压逐渐向东发展移动,四川地区有一个小低压。华南地区主要由副高影响,东北地区有一个高压。至 5 日 08 时副高逐渐向西北方向运动,东北地区高压逐渐发展加强,青海地区的小高压发展移鲁晓瑛 DOI:10.12677/ccrl.2023.124077
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