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摘要 对2013年5月6—10日连续性暴雨过程发生前后的天气形势和云图、雷达进行分析,结果表明:此次过程的主要影响系统是高空阶梯槽和切变线及地面冷空气共同影响。本次过程500 hPa南支活跃,不断有小槽东移,地面冷空气以扩散形式南下,造成一波波降水。降水特点是强对流不明显,但降水强度和时间长。此次连续性暴雨天气,不仅导致桂林漓江、全州湘江、兴安大溶江超过了警戒水位,也让平乐、兴安、资源、全州等多个地市遭受了不同程度的灾害。
关键词 连续性暴雨;高空阶梯槽;切变线;地面冷空气;广西桂林;2013年5月
中图分类号 P458.1 21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)18-0189-04
Abstract It was analyzed that weather conditions,cloud images and the radar of the continuous rainstorm process occurred in May 6th-10th,2013.The results showed that the main impact system of the process was the common influence of the aerial ladder and shear line and ground cold air.500 hPa South Branch was active,there had been small trough eastward,cold air moved southward by diffusion causing a wave of precipitation.The precipitation characteristic was that strong convection was not obvious,but the precipitation intensity and time was long.Continuous heavy rain not only led to the Lijiang River in Guilin,Xiangjiang River in Quanzhou and Darongjiang in Xing’an exceeded the warning level,but also cause Pingle,Xing’an,Ziyuan,Quanzhou and many other cities suffer different degrees of disasters.
Key words continuous heavy rain;aerial ladder;shear line;ground cold air;Guilin Guangxi;May 2013
暴雨种类繁多,通常连续性暴雨往往是造成严重洪涝灾害的天气事件,近年来随着全球气候变暖的影响,我国发生连续性暴雨的频率越来越高,给社会和人民带来了很大的损失。2013年5月6—10日桂林地区出现了一次连续性暴雨天气,暴雨持续时间长,致使桂林漓江、全州湘江、兴安大溶江出现超警戒水位,这是桂林进入汛期以来的第1次大型降水。国内外分析连续性降水,通常都是通过分析中小尺度天气形势以及配合雷达回波来做研究,很少有配合水位预警、灾害预报这些更贴近民生的形势来做研究。以往大型降水多是产生于强对流天气条件,而本次降水的特点是冷空气不断南下补充配合切变线影响而导致的连续性降水,通过利用和动力条件的分析可以得出本次降水与对流天气无关;同时利用日本传真图雨量预报产品对全市雨区做了进一步的分类比较,发现了这次预报的不足及需要改善的地方。
1 灾害天气实况分析
1.1 降水情况
根据桂林市地面自动气象台站监测:2013年5月6日20:00至10日20:00受高空槽、切变线、西南暖湿急流和地面冷空气共同影响,桂林市由北向南出现暴雨,局部大暴雨天气过程。如图1所示,本次过程分2个降水时段,一个时段(主要降水时段)是6日20:00到9日20:00,降水中心主要在中北部,出现大暴雨,局部特大暴雨,其中过程雨量最大的是华江累计达454.1 mm;南部大雨,局部暴雨。另一时段是9日20:00到10日12:00,降水中心移到南部,中南部大雨,局部大暴雨,其中六塘、南边山累计过程雨量达189 mm;北部小雨,局部大雨。10日12:00后,随天气系统南移,整个桂林区域降水全部结束。各时段雨量分布如图2所示。本次过程以稳定的强降水为主,局地出现雷电天气,无明显强对流天气。
1.2 水位情况
本次强降水过程,5月8—10日桂林漓江、全州湘江、兴安大溶江出现超警戒水位。由表1可知,桂林漓江水位8日16:00开始到19:00超警戒水位(警戒水位146 m),20:00后低于警戒水位,这是2013年以来桂林漓江首次超警戒水位。另外,由表2、3可知,全州湘江、兴安大溶江站也出现超警戒水位。
1.3 受灾情况
从相关部门获悉,截至5月10日18:00,这轮连续性的暴雨天气已经导致桂林市平乐、资源、兴安、全州4县、43个乡镇遭受暴雨的灾害。全市受灾总人数达13.48万人次,其中5月7日因山洪造成1名72岁的老人在梅溪乡中街河边落水后失踪,现已确认死亡;房屋受损共计80户,转移人口927人。
据统计,平乐县农作物受灾面积总计683.94 hm2,水渠损毁(山体塌方和水毁)26处。资源县梅溪乡共出现16处塌方,部分农民的果树、蔬菜受灾严重,损失正在评估中。兴安县受本次强降雨影响,全县10个乡镇均有不同程度受灾,经济损失2 019万元。全州县倒塌房屋31间,暴雨直接造成经济损失5 325万元。农作物受灾面积3 032 hm2,经济作物损失563.5万元。水产养殖损失面积95 hm2,农业渔牧业直接经济损失1 614万元。停产工矿企业8个,公路中断14条,供电中断4条次。工业、交通运输业直接经济损失934万元。水利设施直接经济损失1 761万元。 2 天气形势分析
本次过程的主要影响系统是高空阶梯槽和切变线及地面冷空气共同影响。5月初以来,副高稳定,500 hPa为平直气流控制,6日副高稍有加强,588线在北纬20°附近摆动,其西南侧西南气流加强,西风槽和南支槽获得发展并同位向叠加。7—8日,高空西风槽逐渐逼近广西,广西西北部急流建立,桂林850 hPa西南风达到12 m/s。广西东部为急流边沿,有风速的辐合。广西的西部高空槽不断加深,中低层华东到华南沿海为高压脊控制,本地为西北高压和沿海高压之间的辐合区内。7—8日急流维持,范围向东扩,切变在贵州和湖南南部。本地处于风向和风速的辐合上升区内,急流为其输送水汽和能量。另外,地面冷空气不断扩散南下,7—8日出现升压,9—10日冷空气主体南下,水汽条件和动力条件都有利于形成强降水。桂林这次过程主要降水在中北部和铁路沿线,中心在兴安。这和西南急流的位置有关,桂林正好位于西南急流左方,另外风速的辐合也在桂林。西部500 hPa槽偏北,850 hPa的切变在贵阳和桂林之间摆动维持,也使降水主要在广西北部[1-2]。
9日8:00后,有弱的冷空气补充,高空短槽过境。地面转北风,下午出现多云间晴的天气,降水暂时停歇。但由于地面高压整体和850 hPa仍在贵州南部,系统并未完全过境。直到10日中午以后,整个系统南压,降水过程基本结束。
3 暴雨过程的水汽、动力条件及云图回波分析
3.1 水汽和动力条件分析
由图3可知,温度和露点线近于平行,水汽旺盛。另外,cape 值和k指数较大,si指数小,说明抬升明显[3-4]。但由于风向随高度变化不大,都是西南风,一直发展到1 km以上,层次厚,上干下湿不明显。本次降水特点是强对流不明显,但降水强度和时间长。
由图4可知,本次暴雨天气过程水汽充沛,中心在广西西部,这和降水实况相符。从700 hPa风场看,7—8日低涡切变线在广西和湖南交界摆动,9日低涡切变向东南移动,桂林降水位于切变线东南部。10日,整个系统南移,强降水中心随之东南移[5-6]。
由图5可知,8日在桂林形成急流。500 hPa 7—8日、9—10日有一西风槽东移过境,配合850 hPa切变线缓慢南压,强降水落区也随之缓慢南压。需要说明的是,后期9—10日降水属于锋面和切变线过境降水。降水由北向南快速移动,降水反而没有前期西南气流中明显[7-9]。
7—8日,850 hPa水汽通量散度为正值,表明水汽辐合加强,特别是7—8日,强中心在湖南到桂林市一带,对应桂林的强降水过程。9日后中心东移南压,降水中心随之南压。另外,此次连续性暴雨天气过程使用了T639K指数图预报产品,这次过程K指数7—8日8:00桂林场在36内,说明强降水较稳定[10-11]。除了出现雷电,没有其他强对流天气。7—9日8:00 700 hPa垂直速度强中心在广西东北部,表明上升气流明显,并且强上升气流和急流配合有利于这次强降水过程。8—9日后,范围稍有减少,强降水过程也随之减弱。
3.2 云图回波分析
本次过程特点是没有出现红色或很亮的回波,说明高度不高,以中低云为主。本次过程强对流天气不明显,强降水过程主要是因为降水时间长造成的。本次过程切变在贵州南部稳定维持2~3 d,其南侧西南气流不断发展输送水汽和能量。可从云图上看到,云系不断从西南向东北移动。
3.3 雷达产品分析
此次降水主要在中北部,以兴安西北为中心。由图6可知,雷达回波的强度不大,平均高度在6~8 km,但比较稳定,回波以絮状为主,西南向东北移动,主要是急流内降水。9—10日,高空槽和切变线南压,850 hPa(1.5 km)转北风后强降水基本结束。
由图7可知,西南风发展厚度大(1 km),持续时间长(从6日19:00开始,发展到0.8~0.9 km,中间有小的间隔),这种状态对桂林暴雨极为有利。
4 结论与讨论
2013年5月6—10日中北部暴雨形势主要是500 hPa西风槽,700 hPa及850 hPa切变线及地面弱冷空气共同造成的。低层850 hPa切变线及地面锋面系统移动缓慢,长时间在广西和湖南南部停留,导致桂林出现暴雨,局部大暴雨。
本次过程特点是500 hPa南支活跃,不断有小槽东移,地面冷空气以扩散形式南下,造成一波波降水。总体上说,本次过程中央、区局及各数值产品表现均较好且稳定。桂林本站的预报也算成功,但地形对暴雨的增幅有待进一步了解,对数值产品的依赖仍较大,本地预报工具仍薄弱,需加强。
5 参考文献
[1] 周文志,薛荣康.数值预报产品在桂林暴雨预报中的应用研究[J].广西气象,2004,25(1):1-3.
[2] 蒋丽娟,李向红,薛荣康.桂林市2005年6月连续性暴雨的季风扰动及动力条件分析[J].广西气象,2006,27(2):1-4.
[3] 周文志,黄光总,林建新,等.青狮潭暴雨气候特征统计分析[J].气象研究与应用,2009,30(4):10-13.
[4] 廖慕科,唐桥义,伍静,等.2010年4月桂东北一次暖区暴雨天气分析[J].气象研究与应用,2010,31(4):20-22.
[5] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,1992.
[6] 赵声蓉,曹晓晓.神经元网络的降水预报[M]//刘还珠,汤桂生.暴雨落区预报实用方法.北京:气象出版社,2000:137-139.
[7] 廖胜石,罗建英,张洁婷,等.T639数值预报产品对一次广西秋季暴雨的诊断分析[J].气象研究与应用,2010,31(4):27-31.
[8] 蔡芗宁.2008年6—8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验[J].气象,2008,34(11):111-116.
[9] 曾小团,农孟松,赵金彪.广西几次不同类型天气系统造成暴雨过程的物理量分析[J].气象研究与应用,2007,28(4):2-7.
[10] 王登炎,周小兰,马文彦.湖北省特大暴雨形成的物理图像和机理[J].暴雨灾害,2008,27(4):295-300.
[11] KOHONEN T.Self-Organizing Maps[M].Springer Series in Information Science,2001.
关键词 连续性暴雨;高空阶梯槽;切变线;地面冷空气;广西桂林;2013年5月
中图分类号 P458.1 21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)18-0189-04
Abstract It was analyzed that weather conditions,cloud images and the radar of the continuous rainstorm process occurred in May 6th-10th,2013.The results showed that the main impact system of the process was the common influence of the aerial ladder and shear line and ground cold air.500 hPa South Branch was active,there had been small trough eastward,cold air moved southward by diffusion causing a wave of precipitation.The precipitation characteristic was that strong convection was not obvious,but the precipitation intensity and time was long.Continuous heavy rain not only led to the Lijiang River in Guilin,Xiangjiang River in Quanzhou and Darongjiang in Xing’an exceeded the warning level,but also cause Pingle,Xing’an,Ziyuan,Quanzhou and many other cities suffer different degrees of disasters.
Key words continuous heavy rain;aerial ladder;shear line;ground cold air;Guilin Guangxi;May 2013
暴雨种类繁多,通常连续性暴雨往往是造成严重洪涝灾害的天气事件,近年来随着全球气候变暖的影响,我国发生连续性暴雨的频率越来越高,给社会和人民带来了很大的损失。2013年5月6—10日桂林地区出现了一次连续性暴雨天气,暴雨持续时间长,致使桂林漓江、全州湘江、兴安大溶江出现超警戒水位,这是桂林进入汛期以来的第1次大型降水。国内外分析连续性降水,通常都是通过分析中小尺度天气形势以及配合雷达回波来做研究,很少有配合水位预警、灾害预报这些更贴近民生的形势来做研究。以往大型降水多是产生于强对流天气条件,而本次降水的特点是冷空气不断南下补充配合切变线影响而导致的连续性降水,通过利用和动力条件的分析可以得出本次降水与对流天气无关;同时利用日本传真图雨量预报产品对全市雨区做了进一步的分类比较,发现了这次预报的不足及需要改善的地方。
1 灾害天气实况分析
1.1 降水情况
根据桂林市地面自动气象台站监测:2013年5月6日20:00至10日20:00受高空槽、切变线、西南暖湿急流和地面冷空气共同影响,桂林市由北向南出现暴雨,局部大暴雨天气过程。如图1所示,本次过程分2个降水时段,一个时段(主要降水时段)是6日20:00到9日20:00,降水中心主要在中北部,出现大暴雨,局部特大暴雨,其中过程雨量最大的是华江累计达454.1 mm;南部大雨,局部暴雨。另一时段是9日20:00到10日12:00,降水中心移到南部,中南部大雨,局部大暴雨,其中六塘、南边山累计过程雨量达189 mm;北部小雨,局部大雨。10日12:00后,随天气系统南移,整个桂林区域降水全部结束。各时段雨量分布如图2所示。本次过程以稳定的强降水为主,局地出现雷电天气,无明显强对流天气。
1.2 水位情况
本次强降水过程,5月8—10日桂林漓江、全州湘江、兴安大溶江出现超警戒水位。由表1可知,桂林漓江水位8日16:00开始到19:00超警戒水位(警戒水位146 m),20:00后低于警戒水位,这是2013年以来桂林漓江首次超警戒水位。另外,由表2、3可知,全州湘江、兴安大溶江站也出现超警戒水位。
1.3 受灾情况
从相关部门获悉,截至5月10日18:00,这轮连续性的暴雨天气已经导致桂林市平乐、资源、兴安、全州4县、43个乡镇遭受暴雨的灾害。全市受灾总人数达13.48万人次,其中5月7日因山洪造成1名72岁的老人在梅溪乡中街河边落水后失踪,现已确认死亡;房屋受损共计80户,转移人口927人。
据统计,平乐县农作物受灾面积总计683.94 hm2,水渠损毁(山体塌方和水毁)26处。资源县梅溪乡共出现16处塌方,部分农民的果树、蔬菜受灾严重,损失正在评估中。兴安县受本次强降雨影响,全县10个乡镇均有不同程度受灾,经济损失2 019万元。全州县倒塌房屋31间,暴雨直接造成经济损失5 325万元。农作物受灾面积3 032 hm2,经济作物损失563.5万元。水产养殖损失面积95 hm2,农业渔牧业直接经济损失1 614万元。停产工矿企业8个,公路中断14条,供电中断4条次。工业、交通运输业直接经济损失934万元。水利设施直接经济损失1 761万元。 2 天气形势分析
本次过程的主要影响系统是高空阶梯槽和切变线及地面冷空气共同影响。5月初以来,副高稳定,500 hPa为平直气流控制,6日副高稍有加强,588线在北纬20°附近摆动,其西南侧西南气流加强,西风槽和南支槽获得发展并同位向叠加。7—8日,高空西风槽逐渐逼近广西,广西西北部急流建立,桂林850 hPa西南风达到12 m/s。广西东部为急流边沿,有风速的辐合。广西的西部高空槽不断加深,中低层华东到华南沿海为高压脊控制,本地为西北高压和沿海高压之间的辐合区内。7—8日急流维持,范围向东扩,切变在贵州和湖南南部。本地处于风向和风速的辐合上升区内,急流为其输送水汽和能量。另外,地面冷空气不断扩散南下,7—8日出现升压,9—10日冷空气主体南下,水汽条件和动力条件都有利于形成强降水。桂林这次过程主要降水在中北部和铁路沿线,中心在兴安。这和西南急流的位置有关,桂林正好位于西南急流左方,另外风速的辐合也在桂林。西部500 hPa槽偏北,850 hPa的切变在贵阳和桂林之间摆动维持,也使降水主要在广西北部[1-2]。
9日8:00后,有弱的冷空气补充,高空短槽过境。地面转北风,下午出现多云间晴的天气,降水暂时停歇。但由于地面高压整体和850 hPa仍在贵州南部,系统并未完全过境。直到10日中午以后,整个系统南压,降水过程基本结束。
3 暴雨过程的水汽、动力条件及云图回波分析
3.1 水汽和动力条件分析
由图3可知,温度和露点线近于平行,水汽旺盛。另外,cape 值和k指数较大,si指数小,说明抬升明显[3-4]。但由于风向随高度变化不大,都是西南风,一直发展到1 km以上,层次厚,上干下湿不明显。本次降水特点是强对流不明显,但降水强度和时间长。
由图4可知,本次暴雨天气过程水汽充沛,中心在广西西部,这和降水实况相符。从700 hPa风场看,7—8日低涡切变线在广西和湖南交界摆动,9日低涡切变向东南移动,桂林降水位于切变线东南部。10日,整个系统南移,强降水中心随之东南移[5-6]。
由图5可知,8日在桂林形成急流。500 hPa 7—8日、9—10日有一西风槽东移过境,配合850 hPa切变线缓慢南压,强降水落区也随之缓慢南压。需要说明的是,后期9—10日降水属于锋面和切变线过境降水。降水由北向南快速移动,降水反而没有前期西南气流中明显[7-9]。
7—8日,850 hPa水汽通量散度为正值,表明水汽辐合加强,特别是7—8日,强中心在湖南到桂林市一带,对应桂林的强降水过程。9日后中心东移南压,降水中心随之南压。另外,此次连续性暴雨天气过程使用了T639K指数图预报产品,这次过程K指数7—8日8:00桂林场在36内,说明强降水较稳定[10-11]。除了出现雷电,没有其他强对流天气。7—9日8:00 700 hPa垂直速度强中心在广西东北部,表明上升气流明显,并且强上升气流和急流配合有利于这次强降水过程。8—9日后,范围稍有减少,强降水过程也随之减弱。
3.2 云图回波分析
本次过程特点是没有出现红色或很亮的回波,说明高度不高,以中低云为主。本次过程强对流天气不明显,强降水过程主要是因为降水时间长造成的。本次过程切变在贵州南部稳定维持2~3 d,其南侧西南气流不断发展输送水汽和能量。可从云图上看到,云系不断从西南向东北移动。
3.3 雷达产品分析
此次降水主要在中北部,以兴安西北为中心。由图6可知,雷达回波的强度不大,平均高度在6~8 km,但比较稳定,回波以絮状为主,西南向东北移动,主要是急流内降水。9—10日,高空槽和切变线南压,850 hPa(1.5 km)转北风后强降水基本结束。
由图7可知,西南风发展厚度大(1 km),持续时间长(从6日19:00开始,发展到0.8~0.9 km,中间有小的间隔),这种状态对桂林暴雨极为有利。
4 结论与讨论
2013年5月6—10日中北部暴雨形势主要是500 hPa西风槽,700 hPa及850 hPa切变线及地面弱冷空气共同造成的。低层850 hPa切变线及地面锋面系统移动缓慢,长时间在广西和湖南南部停留,导致桂林出现暴雨,局部大暴雨。
本次过程特点是500 hPa南支活跃,不断有小槽东移,地面冷空气以扩散形式南下,造成一波波降水。总体上说,本次过程中央、区局及各数值产品表现均较好且稳定。桂林本站的预报也算成功,但地形对暴雨的增幅有待进一步了解,对数值产品的依赖仍较大,本地预报工具仍薄弱,需加强。
5 参考文献
[1] 周文志,薛荣康.数值预报产品在桂林暴雨预报中的应用研究[J].广西气象,2004,25(1):1-3.
[2] 蒋丽娟,李向红,薛荣康.桂林市2005年6月连续性暴雨的季风扰动及动力条件分析[J].广西气象,2006,27(2):1-4.
[3] 周文志,黄光总,林建新,等.青狮潭暴雨气候特征统计分析[J].气象研究与应用,2009,30(4):10-13.
[4] 廖慕科,唐桥义,伍静,等.2010年4月桂东北一次暖区暴雨天气分析[J].气象研究与应用,2010,31(4):20-22.
[5] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,1992.
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[7] 廖胜石,罗建英,张洁婷,等.T639数值预报产品对一次广西秋季暴雨的诊断分析[J].气象研究与应用,2010,31(4):27-31.
[8] 蔡芗宁.2008年6—8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验[J].气象,2008,34(11):111-116.
[9] 曾小团,农孟松,赵金彪.广西几次不同类型天气系统造成暴雨过程的物理量分析[J].气象研究与应用,2007,28(4):2-7.
[10] 王登炎,周小兰,马文彦.湖北省特大暴雨形成的物理图像和机理[J].暴雨灾害,2008,27(4):295-300.
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