地面三小時變壓在短時強降水中的應用

1、地面三小時變壓在短時強降水中的應用摘要：低層暖平流強迫類強對流發(fā)生前，在地面低壓倒槽形勢下，地面3小時 變壓低值中心會產生輻合的變壓風，特別是輻合線附近的低值中心，變壓風會加 強輻合（邊界層抬升），天氣尺度系統(tǒng)在移近3小時變壓低值中心和輻合線時， 常常會激發(fā)中尺度系統(tǒng)的發(fā)展或加強。通過數(shù)據分析近5年郴州短時強降水與三 小時變壓的分布特征，找出相關指標。關鍵詞：3小時變壓，短時強降水引言：郴州受多種天氣系統(tǒng)的影響，各種強對流天氣頻繁，而短時強降水具 有降水時間短、雨強大、局地性強的特點，是導致城市內澇、農田漬澇和山洪地 質災害的重要因素，也是短時、臨近預報預警業(yè)務的重點之一。許愛華等1 在列 舉

2、中國中東部地區(qū)強天氣的5種基本類別中，指出低層暖平流強迫類強對流發(fā)生 前，地面經常處于暖低壓（槽）控制，低壓槽內有中尺度輻合線（靜止鋒）或小 閉合低壓，還常伴有低于日變化的負3小時變壓 p3低中心，可能是強對流的地 面觸發(fā)系統(tǒng)；斜壓鋒生類強對流發(fā)生前，低槽東移引導地面冷空氣南下，在槽前 正渦度平流、暖平流作用下，地面低值系統(tǒng)發(fā)展，氣壓出現(xiàn)明顯下降。這些研究 表明，部分強天氣發(fā)生前，地面氣壓確實會發(fā)生較明顯的變化；關注 p3異常 降低的區(qū)域，是有可能提前預報出強對流的。1、數(shù)據及方法對國家氣象局下發(fā)的8個時次（02-23時，逐3小時間隔）常規(guī)地面觀測資 料，進行分析。地面圖上的三小時變壓場，在0

3、8時多為正變壓，在14時多為負 變壓。許愛華提出湖南三小時變壓平均值（表1），通過進一步驗證，提煉出適 用于我市的強降水指標。表1在地面低壓倒槽形勢下，地面3小時變壓低值中心會產生輻合的變壓風，特 別是輻合線附近的低值中心，變壓風會加強輻合（邊界層抬升），天氣尺度系統(tǒng) 在移近3小時變壓低值中心和輻合線時，常常會激發(fā)中尺度系統(tǒng)的發(fā)展或加強， 產生強降水天氣。在地面冷鋒或靜止鋒影響時，由于冷鋒前的暖區(qū)上空有暖平流，引起地面降壓2， 易形成鋒前低壓，因而在與鋒面有關的大范圍暴雨過程中，往往存在地面低 壓。2、強降水天氣過程中 p3的指示性三小時變壓對于大范圍強降水具有較好的的指示意義，對于局地出現(xiàn)的

4、強降 水則需關注上游地區(qū)，否則容易出現(xiàn)一定程度的漏報。2.1大范圍強降水。2.1.1、2013年5月1516日，郴州出現(xiàn)了一次全區(qū)性的暴雨天氣過程，中、 南部地區(qū)降水量更大，局部出現(xiàn)了大暴雨。據全市自動氣象站網監(jiān)測，5月15日 08時至16日08時，全區(qū)平均降水量為52mm，降水量2549.9mm的有116站， 5099.9mm的有239站,100mm以上的有9站,最大日降水量為112.8mm，出現(xiàn) 在汝城縣馬橋鄉(xiāng)外沙村，1小時最大降水量53.1mm，出現(xiàn)在臨武縣萬水鄉(xiāng)三十六 灣。2.1.2、2016年6月15-16日，郴州自北向南出現(xiàn)了一次強降水過程，24h內 全市出現(xiàn)暴雨159站，大暴雨4

5、站，并伴有雷雨大風強對流天氣，主要降水時段 為15日下午至夜間。本次過程中，08時全市三小時變壓均在正常值范圍，14全 市均轉為異常值，對于強降水出現(xiàn)的時間提早了近3小時，有很好的指示意義， 在第一輪降水間歇之后，20時我市處于正變壓中心， p3值明顯異常，對于第 二輪強降水有很好的識別性。.1.3、2017年6月5日20時，500hPa中高緯槽深厚，我市位于槽前，并且 副高588線位于南嶺一帶，我市受其邊緣影響；700hPa急流在廣西-湘中偏南-江 西一帶，我市位于急流軸附近，最大風速達16ms-1。850hPa切變位于湘中偏北， 暖脊壓在我市中部，存在大片濕區(qū)，925hPa和地面輻合線位相

6、較近，均位于我市 中部，850hPa和925hPa急流重合，我市位于其左側具有正渦度平流，而在永州- 廣西一帶也存在850hPa和925hPa急流，位置比較接近。降水回波于6日凌晨移入我市后開始發(fā)展，而5日20時全市已經出現(xiàn)大范圍 p3異常值，對于強降水出現(xiàn)的時間提早了近4小時，有很好的指示意義。由此可見在大范圍強降水中， p3能夠較好地預示強降水的發(fā)生，且有一定 的提前量，在降水間歇時，再次出現(xiàn) p3異常值，對于降水再次發(fā)展有很好的的 預判作用2.2局地強降水對于對于局地性特別強的短時強降水，則應關注上游地區(qū) p3是否出現(xiàn)異常 值，2014年5月10日、2015年6月10日兩次全市范圍只有安

7、仁出現(xiàn)了短時強 降水過程，而上游地區(qū)出現(xiàn)了大范圍 p3異常值。2.2.1、2014年5月10日08時500hPa中緯度地區(qū)為兩槽一脊型環(huán)流，我國 大部處于寬廣的槽區(qū)之中，槽呈后傾形勢，槽線從河套以西一直延伸至桂東北； 10日20時，500hPa高空槽東移，西南低渦東出，850700hPa西南急流維持，急 流略有減弱，700hPa切變線位于湘北川南一線，850hPha切變線呈東北西南 向，從湘東北延伸至滇東，925hPa有人字形切變，地面西南倒槽發(fā)展，冷鋒移 至豫北湘西北川南一線，在地面倒槽以北形成明顯鋒區(qū)，地面風在湘中地區(qū) 輻合，湘中以南地區(qū)增溫增濕明顯。11日02時降水回波東移南壓，移入安仁

8、境 內，降水開始發(fā)展。10日20時本市地面三小時變壓均在正常值內，但是上游地 區(qū)出現(xiàn)大片 p3異常值，本次過程中全市只有安仁一個站出現(xiàn)了 102.5mm的降 水，最大小時雨強33.9mm，如僅關注本市 p3異常值，則容易漏報此次降水。2.2.2、2015年6月10日20時500hPa我國北方大部為東北低渦環(huán)流控制， 低渦中心位于貝加爾湖東南部地區(qū)，低壓槽從內蒙古東部延伸至湖南北部，低槽 后部西北氣流引導北方冷空氣影響江南地區(qū)，副熱帶高壓588等位勢高度線登陸 我國東南沿海地區(qū)；700hPa切變線位于湘北，湘南大部在西南氣流之中，另外在 湘西南至桂西有一冷式切變線；850hPa切變線位于湘中一線

9、；地面上湖南處于兩 個低壓環(huán)流兩個高壓環(huán)流之間的鞍形場中。10日20時，回波進入我市北部，安 仁降水開始發(fā)展,10日20時全市以及上游地區(qū) p3均為正常值，23時上游地區(qū) 開始出現(xiàn) p3異常值，02時出現(xiàn)大片 p3異常值，凌晨4時降水開始發(fā)展加強， 至凌晨7時為最強時段，3個小時安仁站達到84.1毫米。2.2.3、2014年6月9日受高空低槽、低層切變和地面冷空氣共同影響，9日20 時到10日08時，臨武出現(xiàn)了 105.2mm的降水，降水從10日0時開始，最大小 時雨強61.6mm。20時3小時變壓，全市均在異常值，23時觀測的3個站3小時 變壓為正常值，此次過程除臨武外其余縣市均為小雨。當全市某個時次出現(xiàn)大范 圍3小時異常變壓，即使下個時次為正常值，也應注意短時強降水的發(fā)生。結論1、常規(guī) p3資料是利用相鄰2個時次的氣壓相減得到的數(shù)據，僅能判斷出2 個時次的氣壓變化情況，無法直接判斷出 p3變化的劇烈程度。如利用常規(guī) p3數(shù)據較難解釋為什么有些強對流天氣個例在發(fā)生前地面不僅會出現(xiàn)負 p3, 也會出現(xiàn)數(shù)值較小的正 p3。2、對于大范圍短時強降水天氣， p3具有較好的指示意義和提前量，但是 對于出現(xiàn)局地的短時強降水，則容易出現(xiàn)一定程度的漏報。3、當左p3出現(xiàn)大范圍異常值，也有