90 2 . 5 广西异常大范围暴雨过程分析 陈 见 郑凤琴 孙崇智 高安宁 罗桂湘 广西气象台 南宁 5 3 0 0 2 2 提要 根据天气动力学原理对 2 0 0 2年 5月中旬广西强降水过程进行分析认为深厚的南支西风槽与发展旺盛的孟加拉湾风暴合并东移并在广西境内与地面冷空气和 8 5 0 h p a低涡切变相遇是造该过程暴雨范围异常偏大的主要原因而阿拉伯海高压和南海高压的恰当配置为这次大范围暴雨过程提供了十分有利的环流背景 关键词: 0 2 . 5 异常大范围暴雨 分析 引言 预报实践表明广西前汛期大范围暴雨的形成需要同时满足 3个基本条件即气流的动力不稳定条件大气层结的热力不稳定条件持续的水汽输送条件经分析 2 0 0 2年 5月1 3 1 4 日的广西大范围暴雨过程正是在满足上述基本条件的环流条件下发生的 1 暴雨天气过程概况 2 0 0 2 年 5 月 1 32 01 42 0日广西出现了一次大范围暴雨天气过程暴雨以上站数 6 5 站这是自1 9 7 8年以来同期 5月份广西出现暴雨范围最大的一次暴雨虽造成广西局部地区的洪涝灾害但大大缓解了大部地区的旱情 2 过程影响评价 为了对0 2 . 5 暴雨过程的影响程度有一个比较合理的评价本文结合历史同期大范围暴雨过程影响情况进行对比分析利用异常指数 1 定量分析了 5月份大范围暴雨过程后得出以下排序见表 1 表 1 广西 1 9 6 0 2 0 0 2 年 5 月异常暴雨天气事件前十位排序 日期 主要影响系统 2 4h暴雨站数 过程异常指数 1 9 7 8 . 5 . 1 6 - 1 7 孟湾风暴南支槽 5 0 6 . 9 4 2 0 0 2 . 5 . 1 3 - 1 4 孟湾风暴南支槽 6 5 6 . 1 7 1 9 7 3 . 5 . 2 5 - 2 6 孟湾风暴南支槽 3 1 6 . 1 2 1 9 8 2 . 5 . 1 2 - 1 3 冷锋南支槽切变低涡 3 3 3 . 8 5 1 9 8 6 . 5 . 1 0 - 1 1 孟湾风暴南支槽 4 5 2 . 7 7 1 9 8 1 . 5 . 1 9 - 2 0 孟湾风暴南支槽 3 6 2 . 5 1 2 0 0 0 . 5 . 2 5 - 2 7 冷锋南支槽切变线 3 1 2 . 4 7 1 9 8 2 . 5 . 5 - 6 孟湾风暴南支槽 3 8 2 . 1 2 1 9 8 5 . 5 . 2 7 孟湾风暴南支槽 2 6 2 . 0 7 1 9 7 1 . 5 . 3 1 7 1 0 6 台风 2 1 2 . 0 7 10从表中可以看出0 2 . 5 暴雨过程的异常指数位居历史同期第二位尽管其 2 4h暴雨站数最多但其暴雨连续天数大暴雨站数要比7 8 . 5 过程小造成的灾害也不太严重因此排在第 2位 3 环流形势特征分析 3 . 1 阿拉伯海高压与南海高压 进入 5月后南支西风带已较稳定地北抬至高原中部或北部这时阿拉伯海高压和南海高压开始变得活跃其变化体现出一定的周期性并与南支波动密切相关影响到南支槽的生成发展和移动经分析这次全区性大范围暴雨过程中起关键作用的南支深槽正是在阿拉伯海高压和南海高压的有利配置下发展生成的过程前期欧亚中高纬地区大气环流发生重大调整由纬向环流向经向环流转变阿拉伯海高压进入发展加强周期 5 月 8 9 1 0 日高压呈增强趋势1 1 日达到最强1 1日 2 0时 5 0 0 h p a天气图上5 8 8 d a g p m等高线向北向东扩展已经覆盖到我国新疆以及部分中亚地区在印度已能分析出 5 9 2 d a g p m的闭合高压这在历史同期中也是少见的在该时段南海高压也有所发展加强5 8 8 d a g p m等高线也曾覆盖到华南中部至中南半岛一带阿拉伯海高压与南海高压的发展到相持为这次过程南支深槽的形成发展提供了极为有利的环流背景 3 . 2 南支西风槽与孟加拉湾风暴 5月 9 - 1 0日西西伯利亚至巴尔喀什湖南疆至印度东部地区分别出现北支和南支西风槽并缓慢东移南伸至 1 3日两槽步调一致合并加强槽区气旋性切变东西向跨度达到 4 0个经度南北向跨度达到 3 5个纬度图 1槽的垂直方向深度从 7 0 0百帕层延伸到 2 0 0百帕层一个典型的南支深槽已经生成同时在孟加拉湾地区孟湾风暴已于先期发展生成并移至孟加拉湾东海岸位置风暴发展旺盛云团的螺旋结构明显眼区时显时隐风暴中心云顶亮温降至- 6 0以下地面图高空图中低层实况高度风场等资料均能分析出气旋性结构特征1 3日南支深槽与孟加拉湾风暴相遇形成罕见的北支南支西风槽与孟湾风暴连成一体的深对流不稳定系统该系统为这次大范围暴雨过程提供了十分有利的动力不稳定条件 3 . 3 地面冷锋与低空急流 5月 1 2日 2 0时位于四川西部的 7 0 0 h p a低涡经重庆东移至芷江附近并形成一东西向暖式低涡切变同时8 5 0 h p a暖式切变则从贵州向东南方向移动逐渐靠近广西1 3日 0 8时8 5 0 7 0 0 h p a暖式切变南侧西南气流和北侧偏东气流明显增强风速普遍加大到 1 2 m / s以上形成西南低空急流急流轴位于越南至桂东北一带同时地面冷锋也逐渐南移进入广西与上述低层暖式切变共同构成这次大范围暴雨过程的抬升触发条件 4 物理量诊断分析 图 1 2002 年 5 月 12 日 20 时 500hpa 环流形势图 11应用全球谱模式 T2 1 3 格点物理量场实况资料对这次暴雨过程分析显示数值预报产品反映出较强的预报能力为这次大范围暴雨过程提供了非常有益的预报信号 4 . 1 热力条件分析 利用s e 分布结构特征分析这次暴雨过程反映出热力条件完全满足暴雨发生的要求在暴雨过程出现前华南地区有一个明显的增温过程从孟加拉湾到整个广西为 s e 7 2 的高湿热区并有一条湿舌从桂东北向东伸展到湖南江西南部和广东西北部一带脊线位于桂中一带呈西南东北向s e 7 6 的中心出现在广西的北部表明了广西已积累了大量的不稳定能量贵州南部到湖南的西南部一带为等s e线图 2 a 的密集区表明了这一带的锋区很强气层层结不稳定深厚暴雨落区一般出现在强s e 锋区南缘正好是广西境内 4 . 2 水汽条件分析 源源不断的水汽输送和大量水汽在一地集中是产生暴雨的重要条件之一从过程前后的水汽通量分布分析表明这次暴雨过程水汽输送主要源自孟加拉湾和南海由于南海高压与南支槽配置适宜两系统之间的偏南气流加大把大量的水汽从该地区源源不断地向我区上空输送为暴雨的发生提供了十分有利的条件同时水汽辐合区也正好落在广西境内这可以通过水汽通量散度场分析来进一步说明根据动力气象学原理水汽通量散度是一个与垂直运动密切相关的物理量水汽通量辐合区与低空辐合区以及上升运动往往一致中低层水汽通量的强辐合区域与未来 2 4 h暴雨落区有较好的对应关系暴雨落区多出现在水汽通量散度强辐合中心的附近及其下风区在这次暴雨过程出现前期水汽通量散度辐合中心位于湘黔桂交界处最大中心位于贵州南部达到- 6 0 01 0- 7 g / ( c m2. h p a . s ) 图 2 b1 3日水汽通量散度强辐合中心随低层暖式低涡切变南移进入广西对暴雨的发生起到重要的作用 4 . 3 动力条件分析 大量的暴雨个例分析结果表明暴雨发生时暴雨区附近有 明 显 的 正 涡 度 增长表征着气旋性环流发生和发展利于强雨团的活动5月1 2 - 1 3日涡度场有一个由负转正的过程从 5月 1 3日 2 0时5 0 0 h p a涡度场可以看出贵州湖南有 1 01 0- 5 1 5 1 0- 5s- 1的正涡度中心图 2 c暴雨区低空为负散度辐合区辐合最强在 9 2 5 h p a 我区桂北均为散度的负图 2 物理量分析 12值区最大达- 2 2 1 0- 5s- 1图 2 d 暴雨即出现在这种低层辐合高层有明显的正涡度增长区域中 5 卫星云图分析 据分析孟加拉湾风暴云系与高空槽云系相遇并向东北方向涌来是造成这次大范围暴雨过程的主要原因5 月 1 2日中下午开始相遇后的外围云系已经覆盖到中南半岛的大部分地区图 3 a 云层变厚浓密云区扩大云团生消演变与南支槽东移步调一致云团生命史 8 1 0 个小时其中北部湾西部云团北上与西北方向东南移进入广西的盾状云团相遇图 3 b形成的浓密云团是造成全区暴雨的主要云团雷达加密观测分析结果也证实了这一点 表 2 图 4 是根据林宗桂同志研制的卫星云图定量分析系统计算出的云系象素值变化结果从其三个时次的象素值变化中十分明显地体现出云系合并后进入我区前的增强过程 表 2 孟湾云系象素值变化表 9 0 - 1 1 0 E 1 5 - 2 5 N 云顶温度 5 . 1 20 85 . 1 21 45 . 1 22 0- 8 0 2 2 1 7 8 2 9 2 - 6 0 1 5 1 2 1 8 0 2 2 7 2 6 - 4 0 3 4 0 0 3 8 1 0 4 4 6 0 图 4进入广西前云系象素值变化图 5 月 1 2 日 2 0 时以后浓密云系进入我区从云团象素值变化反映出云团的强度继续加强尤其是- 6 0 以下的象素值增强最明显图略表明云团已经向高层伸展达到相当高度对产生暴雨十分有利 6 小结 6 . 1 0 2 . 5 全区大范围暴雨过程是在阿拉伯海高压与南海高压相互不匹配的环流背景下出现的这一环流背景使得西风槽得到加强东移并影响广西 6 . 2 0 2 . 5 过程是在北支南支西风槽与孟湾风暴连成一体后形成深对流不稳定系统东移并与地面冷空气8 5 0 h p a 切变低涡在广西境内相遇而形成的其强度变化可根据卫星云图象素值的变化来进行量化判断 6 . 3 0 2 . 5 暴雨过程按异常指数计算其影响位居历史同期第二位 05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 02 5 0 03 0 0 03 5 0 04 0 0 04 5 0 05 . 1 2 . 0 8 h5 . 1 2 . 1 4 h5 . 1 2 . 2 0 h- 8 0 - 6 0 - 4 0图 3 过程前后卫星云图特征 13参考文献 1 高安宁 陈业国 吴兴国 异常暴雨天气事件之异常指数探讨气象2 0 0 31 2 陈见 春季影响广西降水的南支槽卫星云图特征广西气象1 9 9 3 2 3 梁志和 春季南支槽与广西暴雨关系的研究广西气象1 9 9 5 18 - 1 4