(云南机场集团有限公司保山机场 678000)
摘要:本文选用常规观测资料、NCEP再分析资料和HYSPLIT-4模式雷达资料诊断分析2021年7月25日保山市一次暴雨天气过程。结果表明:东北气流控制保山高空区,虽然低层配合辐合切变线,只是系统维持时间较短,并没有低空急流配合,使得风速偏小,形成大到暴雨和局部大暴雨的动力条件不足;比湿数值偏大,中低层水汽强辐合,再加上高中低层三条水汽通道共同作用,为暴雨天气的出现提供了很好的水汽条件;因上升运动强烈,再加上动力抬升条件好,进而引发保山市大到暴雨和局部大暴雨天气过程。
关键词:暴雨天气 环流形势 物理量场诊断 保山市
1、天气实况
2021年7月24日23时40分,云南保山隆阳区主城区突降暴雨,最大小时降雨量达50毫米以上,城区5小时累积降雨量达85.4毫米,部分区域积水深度达到1.5米。这次降水分布极不均匀,局地性强,降水大值区分布在保山中部、南部和东南部;降水具有明显的日变化特征,且降水时段主要出现在24日20时到25日08时,6h累积最大降水量出现在龙陵邦迈,降水量达到了140mm;短时强降水突出,全市共有15个站次有短时强降水出现,最强小时降水达到了71.3mm,主要出现在施甸哈寨。保山市台早在2021年7月25日2时35分将2021年7月24日23时15分发布的暴雨蓝色预警升级为暴雨橙色预警:过去3小时保山市大部地区累积雨量达30至60毫米,龙陵邦迈降水量达113.8毫米。预计降水仍旧持续,可能会引发局地山洪、泥石流、城镇内涝、山体崩塌等灾害,请做好防范工作。
2、环流形势
在500hP处,23日20时(图1a),台风“烟花”出现在东海南部海面,低压环流控制孟加拉湾以北,云南大部分地区则遭受“烟花”西部偏东气流的控制;随着时间的推移,到了24日20时,烟花朝着西北方向转移,移动时的强度加大,孟加拉湾低压强度减弱,东北气流几乎控制云南大部分地区,因烟花登陆后向西北地区转移,使得25日20时(图1b)云南以南地区有辐合区出现,而台风外围东北气流仍旧控制整个中部和北部地区。
在700hPa高度处,云南中部有南北方向辐合切变线出现,24日14时切变线向西移动的过程中到达大理普洱一线,而切变西侧的偏西气流控制整个保山市;到了当天20时,切变线向西移动的过程中到达保山市东部,而25日02时西北气流强度加大,辐合切变线向东移动的过程中进入到大理到普洱一带,,切变线西侧西北气流控制保山市;25日08时,偏东气流强度加大,切变线强度减弱直至消失,而低压西北侧东北与西北气流同时影响保山市。
结合环流形势,东北气流控制保山高空区,虽然低层配合辐合切变线,只是系统维持时间较短,并没有低空急流配合,使得风速偏小,形成大到暴雨和局部大暴雨的动力条件不足。
图1 2021年7月23日(a)、25日(b)20时500hPa形势图
3、物理量场诊断
3.1水汽条件
通过对比湿场进行分析,24日20时保山以北的比湿数值超过了12g/kg,因水汽条件逐渐转好,到了25日02时保山市比湿数值均超过了12g/kg,这种情况一直持续到当天14时。通过分析龙陵邦迈垂直方向水汽通量散度与风向随时间变化图(图2),24日08时低层处以弱的辐合区为主,中高层表现为弱的辐散区,之后高低层都转为水汽辐合区,24日14时后,低层处的水汽辐合区强度加大,强辐合区高度加大,到了24日20时,500hPa高空以下以水汽辐合区为主,620hPa以下表现为水汽强辐合区,强度维持在-12kg·hPa-1·m-2·s-1以上。
图2 邦迈水汽通量散度和风向的时间剖面图
随着时间的推移,中低层处的水汽辐合强度逐渐减弱,而强辐合区高度下降,只是高层的水汽辐合强度较大。到了25日02时,500hPa高空以下从高到低有强辐合—辐散—辐合形成。之后的中高层逐渐转为水汽辐散区,中低层水汽辐合强度及高度加大,25日08时600hPa以下表现为水汽强辐合区,强度超过了-12kg·hPa-1·m-2·s-1。
3.2水汽来源
虽然存在强烈的水汽辐合,但若是依靠本地水汽很难引发本次强降水天气过程,引发保山的强降水天气水汽大都是从孟加拉湾沿着西南气流朝着保山市输送,只是这次天气过程的高空以东北气流为主,。低层表现为西北和偏西北气流,与其它强降水天气过程的水汽输送条件存在差异。因此,为了对水汽来源进一步研究,选择HYSPLIT-4 模式追踪强降水发生时暴雨区域上空的空气质点。因龙陵邦迈的降水量最大,这里选用邦迈(24.7°N 98.8°E)的空气质点开展后向轨迹追踪。由于对流层中低层有90%水汽集中,而龙陵邦迈的海拔高度在1700m左右,这里分别选用龙陵邦迈上空800hPa、700hPa 和 500hPa 三个层次不同高度作为初始高度。这次暴雨天气过程有三个不同层次水汽来源,其中500hPa水汽从东北输送,700hPa从中南半岛中部向北输送,24日08时转为东南方输送,之后输送到降水落区;800hPa水汽从缅甸向西南方向移动,最终到达保山市。
图3 邦迈后向轨迹追踪
通过分析比湿场和水汽通量散度场,这次暴雨天气出现时的比湿数值偏大,中低层处水汽属于强辐合区,为暴雨天气的出现提供了很好的水汽条件。通过对水汽来源进行追踪,这三个不同层次水汽来源不同,高层水汽来源于东北方向,中层来自西北方向,低层则是西南方向,由于三条水汽通道共同作用,为保山市这次暴雨天气的出现提供了良好的水汽条件。
3.3动力条件
持续性的上升运动对于低层湿空气辐合抬升与强降水天气的出现均较为有利,强烈上升运动促进了强对流天气的发生发展。结合龙陵邦迈的垂直速度时间—高度剖面,从24 日 08 时往后,龙陵邦迈的整层气流从开始的下沉转为上升,且24日到20时上升气流强度最大,同时存在两个速度大值区,分别位于550hPa和400hPa高度处,强度分别为-7、-5hP·s-1,之后速度值逐渐下降,并在25日02时后整层以弱的下沉气流为主,影响保山市的降水天气强度减弱。
结论:
(1)在暴雨天气出现的过程中,东北气流控制保山高空区,虽然低层配合辐合切变线,只是系统维持时间较短,并没有低空急流配合,使得风速偏小,形成大到暴雨和局部大暴雨的动力条件不足;
(2)比湿数值偏大,中低层水汽强辐合,再加上高中低层三条水汽通道共同作用,为暴雨天气的出现提供了很好的水汽条件;
(3)因上升运动强烈,再加上动力抬升条件好,进而引发保山市大到暴雨和局部大暴雨天气过程。
参考文献:
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作者简介:李熙晨(1994.06),女,汉族,云南省保山市隆阳区,本科,助理工程师,从事研究方向或职业:航空气象观测、预报。