2010年3月華南前汛期預(yù)報(bào)交流會(huì)議材料-高安寧

1、汛期廣西異常暴雨天氣事件特征分析2010.3.24-25 廣州廣西氣象臺(tái)1主 要 內(nèi) 容1、引言2、異常暴雨天氣事件定義3、前汛期廣西異常暴雨天氣事件環(huán)流特征 4、后汛期廣西異常暴雨天氣事件環(huán)流特征 5、小結(jié)21、引言 目前人們對(duì)具體某一類天氣事件之正常與否還缺乏一個(gè)非常清晰的界定標(biāo)準(zhǔn)。公眾所說(shuō)的“天氣異常”多為記憶中對(duì)某一天氣的“印象”。當(dāng)然，人們對(duì)“正常天氣多于異常天氣”似乎已有了共識(shí)，只是對(duì)什么是“異常天氣”還眾說(shuō)紛紜，莫衷一是。 人們普遍認(rèn)為將那些災(zāi)害特別大的天氣過(guò)程稱之為“異常天氣事件”。 31998年6月廣西梧州特大洪澇情景2005年6月廣西梧州特大洪澇情景 例如：1998年6月，

2、2005年6月廣西異常暴雨，造成西江特大洪澇災(zāi)害；2001年7月異常臺(tái)風(fēng)暴雨，造成邕江特大洪澇災(zāi)害。 2001年7月邕江特大洪水情景41996年3月27-28日異常暴雨事件52002年5月13-14日異常暴雨事件62010年1月21-22日異常暴雨事件7 由此可見，如何確定“異常暴雨天氣事件”的發(fā)生率，如何以“量化”的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定量評(píng)價(jià)廣西“異常暴雨天氣”事件？并對(duì)這些“異常暴雨天氣”事件進(jìn)行系統(tǒng)的分析，這對(duì)改善 “異常暴雨天氣”事件的總體預(yù)報(bào)水平，為防災(zāi)減災(zāi)、搞好氣象決策服務(wù)工作將提供有益的幫助。82、異常暴雨天氣事件定義 我們認(rèn)為:將天氣事件中不易發(fā)生的稱之為“小概率”事件，其發(fā)生的可能性20

3、% ,即在某季（或月）以平均五年一遇的“暴雨天氣事件”，稱之為廣西異常暴雨天氣事件，這類事件不但對(duì)人們的影響特別大，而且預(yù)報(bào)有一定的難度，對(duì)這類天氣事件進(jìn)行系統(tǒng)分析，有利于暴雨預(yù)報(bào)水平的提高。 9 某一天氣事件是否正常，都與其分析的影響地區(qū)、季節(jié)、持續(xù)時(shí)間、發(fā)生強(qiáng)度等因子有關(guān)。在廣西“異常暴雨天氣事件”之“異常指數(shù)”求算前特作出以下幾個(gè)技術(shù)規(guī)定： 取廣西90個(gè)地面觀測(cè)站降雨資料； 以月為單位，求出410月各月異常暴雨個(gè)例； 在降雨強(qiáng)度上設(shè)R日50.0mm、R日100.0mm、R日200.0mm這三擋； 暴雨過(guò)程持續(xù)時(shí)間為1d； 參選“暴雨天氣事件”的必要條件是最大日暴雨（R日50.0mm）站數(shù)

4、10站； 入選年限19592001年（共43a）。2.1 廣西異常暴雨天氣事件確定的幾個(gè)技術(shù)規(guī)定10F異=f1i+ f2j+ f3k+ f4x 式中:f1i表示日最大暴雨范圍（站數(shù)） f2j表示暴雨過(guò)程持續(xù)時(shí)間， f3k表示暴雨過(guò)程強(qiáng)降雨，（R日100.0mm站數(shù)） f4x表示特強(qiáng)降雨發(fā)生范圍（R日200.0mm站數(shù)）, F異為四項(xiàng)異常分指數(shù)之和，即總指數(shù)。總指數(shù)越大，表明天氣越異常。2.2 廣西異常暴雨天氣事件之異常指數(shù)計(jì)算方法 所謂“異常暴雨天氣事件”必須在歷史上出現(xiàn)的范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、降雨強(qiáng)度強(qiáng)的“少數(shù)暴雨事件”中選取，在操作中按“平均五年一遇”挑選個(gè)例數(shù)?？紤]到各個(gè)因素的影響，設(shè)“異

5、常指數(shù)”為：11按異常暴雨天氣事件指數(shù)大小排序4月5月6月個(gè) 例日 期持續(xù)時(shí)間個(gè) 例日 期持續(xù)時(shí)間個(gè) 例日 期持續(xù)時(shí)間196.4.18192d78.5.16183d94.6.12176d268.4.09102d73.5.26272d98.6.162611d399.4.24252d82.5.10134d81.6.27304d461.4.22232d86.5.10112d70.6.26294d578.4.27282d81.5.19202d68.6.21244d6 82.4.011d00.5.25273d61.6.10145d770.4.18192d82.5.05062d73.6.01044d864

6、.4.28292d85.5.271d00.6.08103d 根據(jù)上述方法計(jì)算，得到前汛期(4-6月)廣西 “異常暴雨天氣事件”個(gè)例 2.3 汛期廣西異常暴雨天氣事件入選個(gè)例121996年4月18-19日異常暴雨事件131978年5月16-17日異常暴雨事件141994年6月16-17日異常暴雨事件15按異常暴雨天氣事件指數(shù)大小排序7月8月9月個(gè) 例日 期持續(xù)時(shí)間個(gè) 例日 期持續(xù)時(shí)間個(gè) 例日 期持續(xù)時(shí)間194.7.122211d67.8.03075d85.9.06083d276.7.06127d85.8.25317d83.9.09113d301.7.02043d70.8.03064d85.9.2

7、2232d474.7.22243d88.8.28303d83.9.17182d574.7.16205d69.8.11122d84.9.07082d669.7.29302d64.8.09113d74.9.07082d797.7.03086d 78.8.281d95.8.319.12d886.7.04074d68.8.22243d93.9.17182d后汛期(7-9月)廣西 “異常暴雨天氣事件”個(gè)例161994年7月17-18日異常暴雨事件171985年8月27-28日異常暴雨事件18 1985年9月6-7日異常暴雨事件193、前汛期廣西異常暴雨天氣事件的環(huán)流特征分析 3.1 廣西異常暴雨天氣事件

8、的主要天氣系統(tǒng) 4月份:地面鋒面(或江南鋒生)、850hpa切變、SW急流、500hpa低槽類。850hpa切變線多數(shù)表現(xiàn)為由東北氣流與西南氣流構(gòu)成的冷鋒式輻合型切變；500hpa有，華北槽和南支槽兩類；它們?cè)诎l(fā)展加強(qiáng)的同時(shí)均有明顯的冷溫槽配合。 56月除了與4月有相同的影響系統(tǒng)外，850hpa低渦切變、靜止鋒式切變（或暖式切變），最為常見，此外，副熱帶高壓加強(qiáng)西伸的同時(shí),高原東部發(fā)展深厚的低槽東移緩慢（或滯留35天），都是導(dǎo)致廣西異常暴雨天氣事件發(fā)生的原因。例如94.6、98.6、05.6、08.6廣西持續(xù)性致洪暴雨過(guò)程均屬于這一類系統(tǒng)的影響。 203.2 引發(fā)異常暴雨天氣事件短過(guò)程的大氣環(huán)

9、流物理模型模型之一：華北低槽型中低緯度系統(tǒng)相互作用:高空槽較強(qiáng)、副高偏南穩(wěn)定、西南急流強(qiáng)盛21模型之二：南支槽型南支槽較強(qiáng)、副高穩(wěn)定、西南急流強(qiáng)盛223.3 引發(fā)異常暴雨天氣事件長(zhǎng)過(guò)程的大氣環(huán)流物理模型 94.6廣西異常暴雨平均環(huán)流（6月11-16日）靜止鋒式切變線2324“98.6”廣西異常暴雨平均環(huán)流（6月15-25日）靜止鋒式切變線2526 “05.6”廣西異常暴雨平均環(huán)流（6月11-20日）850 hpa平均流場(chǎng)靜止鋒式切變線2728 “08.6”廣西異常暴雨平均環(huán)流（6月7-12日）靜止鋒式切變線29303.4 前汛期廣西異常暴雨起報(bào)條件 1、江南鋒生（或冷鋒）南下；江南鋒生與廣西暴

10、雨過(guò)程的機(jī)率: 4月 5月 6月 41% 88% 90% 造成 “江南鋒生”的條件是低層必須是西南風(fēng)（或偏南風(fēng)），暖濕氣流大量北上，水汽在江南及華南堆積，高空處于槽前不穩(wěn)定氣流之中。 判斷地面“江南鋒生”的條件， （1）四川有低壓槽發(fā)展，并向江南擴(kuò)展； （2）低壓槽內(nèi)有風(fēng)切變形成； （3）P重慶-P貴陽(yáng)0 hPa； （4）低壓槽北側(cè)陰天并有雨區(qū)出現(xiàn)。31 2、850hPa切變線，最好由東北風(fēng)與西南風(fēng)（或偏南風(fēng)）構(gòu)成的輻合型切變線，并注意分析其演變成靜止鋒式切變線； 3、來(lái)自孟加拉灣的西南暖濕氣流強(qiáng)盛，水汽供應(yīng)充沛； 4、500hPa副高位于南海，脊線位于16-18N； 5、200hPa南壓高壓

11、中心位于30-20N，80-90E（印度北部）附近，廣西上空為輻散氣流。32關(guān)鍵區(qū)西南風(fēng)指數(shù)關(guān)鍵區(qū)北風(fēng)指數(shù) ISW32M/S and IN2 M/S 我區(qū)有一次區(qū)域性以上 的暴雨天氣過(guò)程，機(jī)率達(dá)79%,再結(jié)合其他工具分析機(jī)率提高到85%以上。3.5 前汛期廣西大范圍暴雨過(guò)程預(yù)報(bào)工具之一 關(guān)鍵區(qū)西南風(fēng)指數(shù)與北風(fēng)指數(shù)的綜合應(yīng)用 33 1994年6月1-30日實(shí)況 34 1998年6月1-30日實(shí)況 35 2005年6月1-30日實(shí)況 2005年6月1-30日96小時(shí)預(yù)報(bào) 36 2008年6月1-30日實(shí)況 2008年6月1-30日96小時(shí)預(yù)報(bào) 373.5 消空條件 1、江淮流域至東海一帶有氣旋波生

12、成，特別是4月份，一旦有江淮氣旋波生成，則廣西無(wú)10個(gè)站以上的大范圍暴雨過(guò)程。 個(gè)例有：2000年4月14-15日 2008年4月08-09日 2009年4月18-20日 2、南海中北部有熱帶氣旋活動(dòng)，冷空氣以擴(kuò)散的形式南下，不利于大范圍暴雨的形成。 3、500hPa海口吹東南風(fēng)，副高脊線偏北（達(dá)23-24N附近），不利于鋒面南下影響廣西。38 2000年4月14-15日 3940 2008年4月9-10日 4142 2009年4月19-20日 4344 2008年4月16-17日 南海熱帶氣旋454、后汛期廣西異常暴雨天氣事件的環(huán)流特征分析 4.1 影響后汛期異常暴雨天氣事件的主要天氣系統(tǒng)

13、對(duì)所選的24例后汛期異常暴雨天氣事件的大氣環(huán)流特征分析后發(fā)現(xiàn)，造成廣西后汛期異常暴雨天氣事件影響系統(tǒng)最多的是： 熱帶氣旋為14例,占個(gè)例總數(shù)的58.3%； 其次西南低渦為8例，占個(gè)例總數(shù)的33.3%； 第三混合型（包括切變線，東南急流等）為2例，占個(gè)例總數(shù)的8.4%。4.2 西太平洋臺(tái)風(fēng)異常暴雨天氣事件概念模型 46臺(tái)風(fēng)中心越過(guò)21.5N以北地區(qū)進(jìn)入廣西內(nèi)陸廣西平均最低氣壓998hpa,廣西平均氣壓1000hpa滬與桂平均氣壓梯度=10hpa粵東與桂平均氣壓梯度=9hpa500hpa副高完整，強(qiáng)大。平均脊線位于30N。平均副高面積指數(shù)=70平均副高強(qiáng)度指數(shù)=135廣西平均最低高度580 dgp

14、m ,廣西平均高度582 dgpm 滬與桂平均氣壓梯度=8 dgpm粵東與桂平均氣壓梯度=7dgpm診斷指標(biāo)：47日期暴雨站數(shù)1000hpa500hpa滬與桂P1粵與桂P2桂最低P桂平均P滬與桂H1粵與桂H2桂最低H桂平均H副高SS副高QD1974.7.22156999810006657958214261984.7.0920711998999665805829171989.7.182291199299510957657924652001.7.261846100010025458258412172003.7.24391216991995141457558729981970.8.032959998

15、9985558058114241976.8.24281111100010014458258315401978.8.273811999399810857658027991993.8.2127111299699881057958023501985.9.0636111199599789577579881993.9.173187100110045658158422671995.8.31257999910006358558626109平均27.38.510.1996.7998.97.37.0579.3582.318.651.7嚴(yán)重影響廣西西太平洋臺(tái)風(fēng)環(huán)流特征量診斷分析484.3 南海臺(tái)風(fēng)異常暴雨天氣事件

16、概念模型 491000 hPa500 hPa南海熱帶氣旋路徑臺(tái)風(fēng)中心深入內(nèi)陸越過(guò)21.5N以北地區(qū)廣西最低氣壓997hpa,廣西5個(gè)格點(diǎn)平均氣壓101hpa關(guān)鍵區(qū)1與廣西氣壓差平均=9hpa關(guān)鍵2區(qū)與廣西氣壓差平均=8hpa500hpa副高完整，強(qiáng)大，脊線平均位于30N。廣西最低高度579,廣西5個(gè)格點(diǎn)平均高度580,關(guān)鍵1區(qū)與廣西高度差平均=11關(guān)鍵2區(qū)與廣西氣壓差平均=750850700500200850hpa南風(fēng)急流中心位于粵桂交界處平均風(fēng)速16m/s(7-8級(jí))。200hpa反氣旋環(huán)流和高原槽起到重要的作用。臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)深厚,850-200hpa整層為正渦度,上升運(yùn)動(dòng),以及水汽含量充沛。5

17、1嚴(yán)重影響廣西南海臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)診斷指標(biāo)日期暴雨站數(shù)1000hpa500hpa滬與桂P1粵與桂P2桂最低P桂平均P滬與桂H1粵與桂H2桂最低H桂平均H副高SS副高QD1976.7.26239119969979857857913301994.7.05285899810007758058016432001.7.02427109959998757958117731985.8.2621869969989457958010251985.8.27278899599883578580452006.8.0325109993100010857457924912006.8.04291010997100097578580

18、25691974.9.0623771000100143581583612平 均27.388.6996.3999.185.9578.4580.322.343.5524.4 異常臺(tái)風(fēng)暴雨天氣事件的物理量場(chǎng)特征分析4.4.1 臺(tái)風(fēng)南北兩支急流的特征分析 臺(tái)風(fēng)影響我區(qū)時(shí)，其北側(cè)的東風(fēng)急流及南側(cè)的西風(fēng)急流隨臺(tái)風(fēng)進(jìn)入廣西境內(nèi)，兩支急流在廣西匯合形成明顯的氣旋性切變輻合，帶來(lái)大量的水汽，導(dǎo)致廣西出現(xiàn)大范圍暴雨、大暴雨天氣。 圖3 2001年7月1日20時(shí)U分量分布圖3 2001年7月2日20時(shí)U分量分布535455565758594.4.2 渦度、散度場(chǎng)特征分析 取廣西境內(nèi)4個(gè)格點(diǎn)的渦度值之和表示關(guān)鍵區(qū)的面

19、渦度。分析10例出現(xiàn)大范圍臺(tái)風(fēng)暴雨的渦度場(chǎng)變化表明：絕大多數(shù)（9例）臺(tái)風(fēng)的正渦度中心進(jìn)入廣西陸地，而僅有1例的正渦度中心位于北部灣北部海面；平均情況下，前24小時(shí)關(guān)鍵區(qū)的面渦度平均值為20.8*10-5s-1,最小為11.0*10-5s-1，最大可達(dá)50.0*10-5s-1。 60物理量診斷分析上升運(yùn)動(dòng)Omega-20上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)中心Omega:-40-30上升運(yùn)動(dòng)Omega-30-20RH:8090%850hpa200hpa500hpa700hpaRH:7080%RH:7080%RH:40%水汽條件上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)中心Omega:-40-30VOR:3050VOR:4060RH:7080%垂直速度 10-3hPas-1 散度(*10-5)VOR:4