2003年5月27日张家界市暴雨天气过程分析

来源:用户上传      作者: 陈孟琼 刘良玖

　　摘要通过对张家界市2003年5月27日暴雨过程的天气形势演变过程以及几种常用的气象要素、物理量变化的分析，从过程的反馈机制进行总结，得出一些预报经验，为今后汛期的暴雨预报提供思路及预报着眼点。
　　关键词暴雨天气；过程分析；湖南张家界；2003年5月27日
　　中图分类号P458.121.1文献标识码A文章编号 1007-573
　　
　　2003年5月27日，张家界全市出现了暴雨天气过程，其中永定、慈利、桑植3站降雨量分别为65.8、62.7、54.0 mm。这次暴雨过程特点是降水平缓，持续时间长达24 h。现将这一暴雨天气过程分析如下。
　　1天气形势分析
　　1.1500 hPa天气形势演变
　　由图1可知，中高纬5月24日8：00贝加尔湖冷槽，巴尔额什湖以北有一近似东西向的横槽，25日8：00贝湖东部冷槽，巴尔额什湖南部、新疆北部横向槽，26日8：00巴尔额什湖低槽转竖移到天山一带，带动冷空气南下东移，贝湖以东的低槽移到东北，27日8：00内蒙中西部冷槽，日本有一深槽；中低纬25日8：00我国东经105～115°为脊控，高原中东部青海冷湖有低槽[1]，26日8：00，冷湖低槽东移南压到甘南盆地，27日8：00该槽东移北缩位于河套。
　　1.2地面天气形势演变
　　25日14：00蒙古国南部到新疆南部为高压，华东高压脊，东北到西北地区为一带状低压区，26日14：00西北地区东部到内蒙中东部低气压995.0 hPa，新疆至青海西部高压1 015.0 hPa，华东高压脊，26日20：00，新疆至青海的高压脊向南加深，河套西部低气压减弱为997.5 hPa，27日2：00西北冷高缓慢东南移，河套西部低压东北收缩到内蒙中部，西北高压与华东高压连成一片[2]。
　　2气象要素诊断分析
　　2.1500 hPa 24 h变高分析
　　25日8：00东北、华北、河套、川黔正变高，华北为正变高中心值+10，新疆、西北高原负变高，中心值-6；26日8：00正变高东移到华东，中心值+6在黄海，西北负变高东移到河套、川黔，中心值-4在甘南、渝西；27日8：00正变高入海，负变高东移到华北、江南、华南，中心值-5在华北南部。26日8：00随着高空负变高的东移，全市开始出现了降水。
　　2.2张家界永定站和鄂西、怀化2个高空站气象要素变化
　　由表1可知，中低层各要素随时间的变化，温度露点差从25日20：00开始逐时减小，到26日20：00达最低值；风速从25日20：00逐渐增加，到26日20：00达到最大。在温度露点差达到最小，风速达最大值时，张家界市降水加大。
　　2.3张家界永定站14：00实况资料逐日变化
　　24日14：00张家界市本站气压988.6 hPa，到26日14：00张家界市本站气压降到最低984.5 hPa，27日14：00气压回升到985.7 hPa；24日14：00气温26.8 ℃，水汽压23.4 hPa，相差3.4，25日14：00气温29.5 ℃，水汽压18.6 hPa，相差10.9， 26日14：00气温26.0 ℃，水汽压22.6 hPa，相差3.4，27日14：00气温18.9 ℃，水汽压19.0 hPa，相差-0.1。由此可见，26日气压最低，温度较高，且水汽压较25日明显增加，气温与水汽压差值较小，说明水汽充足，具备形成暴雨的有利条件之一[3-4]。
　　3物理量分析
　　3.1比湿
　　湿度场的变化主要看比湿的水平平流和垂直变化对湿度场的影响，垂直变化对水汽局地变化具有极其重要的作用，它可将低层水汽迅速输送到中高层，使中高层水汽增多，湿层增厚，有利暴雨的产生。从25日8：00至27日8：00张家界上空各高度层比湿随时间的变化情况来看，比湿垂直分布是低层湿，高层干，比湿时间变化是25日20：00低层850 hPa先由8～10 g/kg增多到10 g/kg，随后将低层水汽迅速输送到700、500 hPa，26日8：00 700、500 hPa比湿分别由4～6 g/kg增大到6～8 g/kg和2.5 g/kg增大到4 g/kg以上。可见，当某时中高层比湿出现突然增多，说明湿层增厚，预示着该地将有较大降水发生。
　　3.2水汽通量散度
　　单位时间、单位体积内辐合进来或辐散出去的水汽克数，也就是水汽的净流入或流出量[5]，用水汽通量散度表示，若其小于0，水汽辐合，向内流入，该处是水汽汇。表示辐合到气柱中的水汽全部凝结成水降落到地面，也表示从降水区以外的水汽通过水平辐合集中到降水区上空，对该区域降水的贡献是造成暴雨的重要水汽来源。若水汽通量散度大于0，水汽辐散，向外流出，该区为水汽源。从25日8：00至27日8：00张家界市上空各高度层水汽通量散度随时间的变化情况来看，25日8：00，700 hPa向下到925 hPa均为正值，到25日20：00，700 hPa首先转为负值；到26日8：00，700~850 hPa均为负值，而925 hPa处于0线附近；到26日20：00，从700 hPa到低层925 hPa均为负值。说明水汽含量高，区域内有水汽辐合，满足水汽集聚条件，有了充沛的水汽供应和水汽集聚；加之有强上升运动的配合，从而酿成张家界市暴雨。
　　3.3垂直速度
　　垂直速度分析对天气分析和预报有很重要的意义。垂直上升运动可使空气块从未饱和状态达到饱和状态，因此大范围的上升运动产生水汽、热量、动量和涡度的垂直输送，伴随着大气中发生凝结现象，它不仅可能造成降水，且对天气系统的发生发展起重要作用，还可能触发中、小尺度系统发生，从而造成暴雨和大暴雨。分析25日8：00至27日8：00张家界上空各高度层垂直速度随时间的变化，25日8：00―20：00从低层到高层均为正值，张家界站上空西边有负垂直速度中心，到26日8：00，200~850 hPa均为负值，925 hPa从正值减小为0，26日20：00，从上到下各层均为负值，且300、400、500 hPa的垂直速度的绝对值突增，而张家界降水从26日白天开始，到20：00后降水加大，以至产生暴雨。从实际分析中看出，垂直速度小于0与雨区范围配合较好，暴雨都发生在深厚的上升运动区内。
　　3.4散度场和涡度场
　　散度场和涡度场的计算能较客观、定量地反映天气尺度和次天气尺度系统的一些结构特征，比常规天气图分析的更细致。利用涡度场和散度场作暴雨预报是一个很好的物理量[6]。暴雨时散度场分布，以低层辐合、高层辐散为主的基本特点，辐合层在800～900 hPa，辐散层在200 hPa，无辐散层在600 hPa。26日8：00，中低层辐合，高层辐散，到26日20：00，低层辐合，高层200 hPa有强辐散中心+10，且辐散大于辐合，即大气运动的强盛抽气作用的形成和维持，是暴雨发生发展的重要条件。暴雨时涡度场的分布，低层在800～900 hPa为正涡度，高层200 hPa为负涡度，零涡度层在400 hPa附近。25日8：00张家界站从高层到低层均为负值，25日20：00 925 hPa增大为正值，26日8：00正值向上伸到850 hPa，26日20：00低层涡度剧增，925 hPa增大了10，850 hPa增大5，700 hPa增大12，400～500 hPa为0，再往上到200 hPa为-20。由此可见，暴雨区一般发生在强涡度中心附近，500 hPa以上为负涡度，以下为正涡度。

　　3.5相对湿度
　　从相对湿度的分布来看，最能反映天气变化的是500、700 hPa高度层的变化趋势，26日8：00 500 hPa的相对湿度突增到82%，本站开始出现降水；26日20：00 500 hPa相对湿度为88%，降水强度加大；27日8：00 500 hPa的相对湿度从88%减到68%，本站降水有减小趋势；26日20：00 700 hPa相对湿度从50%突增到92%，降水开始加大。由此可见，500 hPa较700 hPa的相对湿度变动较早一些，有重要的指示作用。
　　3.6k指数
　　k指数是反映大气稳定度和湿度条件的综合指标，k指数值越大，越有利于降水。25日8：00在河西有东北西南向的k指数高值区，最大中心值+40在云南、缅甸；25日20：00高值区转南北向，中心k值为+36，在云南；26日8：00时，最大中心k值为+36，在广西；到26日20：00，高值区东移，最大中心北扩，在广西至贵州一带，k值为+36。可见，k指数中心值随时间推移在向张家界站靠近。
　　42003年5月26日8：00至28日8：00日雨量分布
　　由图2可知，26日8：00 24 h雨量在川东有25 mm以上的降水，中心最大48 mm；27日8：00 24 h雨量在湘西北张家界市有50 mm以上的降水，中心最大为56 mm；28日8：00 24 h雨量在湘北有50 mm以上的降水，中心最大为58 mm。从日雨量和各物理量特征分布来看，26日8：00 700 hPa在贵阳有+12的比湿中心，在张家界站西边有负的垂直速度；850 hPa在贵北盆地南部有-10的水汽通量散度中心，在张家界西边中低层有-10的散度中心和正涡度值以及k指数最大中心值。而实况26日8：00日雨量四川盆地出现了大雨，局部大到暴雨。随着天气系统的东移，上述物理量变化也在随之东移，与大的降雨区配合较好。
　　5结语
　　这次张家界暴雨是由高空低槽，中低层切变线及地面冷空气共同影响造成的；注意中低层水汽输送，若有逐日加强，再配合有地面抬升运动，考虑暴雨；根据本地区的压、
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　　温、湿、风等资料寻找出一些暴雨预报指标，当本站有明显降压、升温、升湿等现象，且气温与水汽压之差较小，风向转西南风，风力加大，出现低空急流，注意暴雨；认真分析各物理量各高度层随时间的变化，要比天气图上的系统更直观，而且有一定的“放大作用”和“超前性”，对暴雨预报具有一定的指示意义；最后充分利用计算机网络等现代化通信手段，结合上级指导预报作出本地的暴雨预报。
　　6参考文献
　　[1] 梁明增，黄骏，许丽华，等.张家界“6・8”大暴雨过程诊断分析[J].现代农业科技，2009（19）：284-287.
　　[2] 毛诚辉.张家界“5・10”暴雨成因分析[J].民航科技，2009（1）：63-65.
　　[3] 成秋影.天气分析和诊断方法[M].北京：气象出版社，1992.
　　[4] 寿绍文.天气学分析[M].2版.北京：气象出版社，2002.
　　[5] 赵杰，杨静.一次秋季暴雨过程的物理量特征分析[J].贵州气象，2005，29（S1）：7-9.
　　[6] 任遵海，孙锦铨.从散度场入手预报暴雨[J].气象，1995，21（9）：40-42，15.
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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