长江中游一次大暴雨的中尺度分析.pdfVIP

长江中游一次大暴雨的中尺度分析 徐双柱 1 沈玉伟 2 王仁桥 1 1 武汉中心气象台,武汉 430074 2 南京大学 南京 210093 提 要 本文通过对 2003 年 7 月 8 日发生在长江中游的一场大暴雨进行中尺度分析 初步研究了暴 雨的形成及发展过程 总结了暴雨的产生与中小尺度系统的关系 着重阐述了低空急流在暴雨 形成中的作用 以及在低空急流左侧强正涡度中心附近形成中尺度涡旋 激发暴雨云团等 关键词 长江中游 中尺度分析 暴雨 低空急流 引言 2003 年 7 月份长江中游地区连降暴雨 其中 8 日处在长江中游地区的湖北中 东部出现 了一场大暴雨 在宜都还发生了历史上罕见的泥石流灾害 这次大暴雨 是 8 日凌晨开始于 鄂西南 之后沿西南 东北方向 以宜昌为上边界 武汉为下边界的长江中游地区形成一条 狭长的降雨带 如图 1 7日 20:00 8日 20:00 沿江汉平原到鄂东北一线有 16 个气象站的 雨量超过 100mm 两个暴雨中心分别位于公安和京山 一般情况下 在假定微观物理条件 如气层的凝结核 冰晶 水滴碰并等 已经具备时 暴雨的产生主要考虑以下两方面情况 1 宏观的物理条件 充沛的水汽 对流层下饱和比湿要大 饱和层厚 还要求有源源 不断的水汽供应 强烈的上升运动 其重要性在于使气流不断上升 水汽凝结成云致雨 将 平流输送来的水汽 不断向上输送 使形成降水的过程持续循环地进行 较长的持续时间 形成降水的天气系统移动缓慢或具有重复出现的特点 有利的地形作用 局地地形的强烈抬 升作用可以增强上升运动和水汽辐合 对暴雨产生了较强的增幅作用 天气系统的作用 天气尺度系统 如气旋 锋面 低槽 低涡 切变线以及台风 等热带天气系统的活动 中尺度天气系统 一般认为暴雨是在几种尺度系统相互作用的情况 下发生发展的 而中小尺度系统是其产生的最直接的系统 因此暴雨在本质上是中尺度天气 图 1 2003 年 7 月 7 日 20 00 8 日 20 00 湖北省降水量分布图 mm -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 注 本文已经被 气象 期刊杂志录用待刊. 现象 在一些中尺度雨团 中尺度雨带 中低压 低空急流等强烈中尺度系统中 地面气流 辐合量级很高 铅直速度很大 它们在高温 高湿 位势不稳定等作用下 为暴雨的形成提 供了必要条件 本文主要研究在强烈的低空急流的条件下 在长江中游地区的暴雨的发生 发展与哪些 中尺度系统有关 以及这些中尺度系统的演变在暴雨形成中的作用 1 大尺度环流形势 图 2a 是 2003 年 7 月 7 日 20:00 亚洲地区 500hPa 高度图 由图可见 500hPa 从内蒙东部 穿过陕西到高原东部一线有一深厚低压槽 引导冷空气沿等高线南下 与暖湿的西南气流辐 a 500hPa 高度场 温度场及风场 b 850hPa 高度场 温度场及风场 图 2 2003 年 7 月 7 日 20 00 500hPa 850hPa 高度场 温度场及风场 合于川东 鄂西地区 从图 2b 可以看出中低层 850hPa 在川东 贵州北部有一低涡和切变线 其南侧芷江 长沙一线有一支较强的西南急流 风速在 12m s-1 以上 并且不断增强 到 8 日 08:00 加强到 20 m s-1以上 强辐合线也由西向东移到湘西北 湖北中部 在 2003 年 7 月 8 日 02:00 的地面图上 沿河套有一股弱冷空气南下 川东 鄂西南有一暖低压发展 弱 冷空气入暖槽产生锋生 在湘西北至湖北中部的强辐合线上产生的中小尺度涡旋 配合地面 锋生 沿着鄂西山地到江汉平原过渡带触发产生强烈的暴雨 从 7 日 20:00 的卫星云图上可以明显看到 图 3 川东 贵州北部有一涡旋云系 在其 a 7 日 20:00 红外云图 b 8 日 04:00 红外云图 图