闫瑞琪

摘 要:分析实况场、欧洲数值预报场及降水预报产品都显示在7月25日夜间到26日上午乌兰察布南部有大雨,个别站点可达暴雨,北部地区为中雨,但是实际情况只在乌兰察布北部地区没有降水出现,南部地区出现小雨,西南部地区中雨,个别站点出现大雨。为了找到此次天气过程空报的原因,再次分析当时实况场、欧洲数值预报场及各种物理量,结果表明:850hPa切变线位置偏北,对乌兰察布市的影响较小;水汽通量散度场辐合区伸展高度不好,水汽辐合不强,也是不利于产生较大范围的强降水的重要因素;另外假相当位温随高度减小维持的时间不长,大气层结逐渐趋于稳定,导致强的上升运动维持时间短,这也是导致乌兰察布不利于出现大雨。

关键词:大雨; 空报

6-8月是乌兰察布市雨季的主要时期,乌兰察布市雨季的降水具有局地性强、降水时段集中、降水强度大等特点。目前我市气象预报员在大雨及以上量级的预报中,应用的资料主要是数值预报产品,这是大雨及以上量级降水空报、漏报的主要原因。

2017年7月25日08时到26日08时乌兰察布市大雨预报出现了空报现象,本文在已有的经验及成果的基础上,对此次乌兰察布大雨的空报过程,从环流形势及物理要素进行诊断分析,探讨其原因,为日后乌兰察布大雨及以上量级的降水预报及落区总结经验。

一、大雨预报及实况

2017年7月25日08时预报降水在25日08时-26日08时之间,主要时段为25日20时-26日08时,受高空槽、副高、地面倒槽的共同影响,乌兰察布市自南向北将出现伴有短时强对流的混合性降水,南部地区为大雨,北部地区为中雨,局部区域站点可能达到暴雨量级。实况降水从20时之后开始出现,但只在乌兰察布南部和偏西地区出现,中雨主要分布在乌兰察布西南部,而大雨出现在凉城县个别自动站点(图1为预报和实况对比)。

二、强降水预报思路分析

1.实况天气形势分析

由7月25日20时500hPa、700hPa、850hPa、地面实况图可知,乌兰察布处于高空冷槽前,副高位于乌兰察布东南侧,阻挡高空槽东移,是一种典型的华北暴雨的形势;在中层700 hPa乌兰察布存弱的切变,850hPa乌兰察布处于人字形切变偏南,700、850hPa副高外围的偏南气流一致影响乌兰察布;在地面倒槽不断东北扩展,控制乌兰察布;同时500hPa冷槽配合850hPa暖区,有利于短时强对流天气的出现。这种高低空的系统配置,有利于在乌兰察布形成明显的降水天气过程。

2.水汽条件分析

一般当乌兰察布700hPa比湿达到6g/kg,850Pa比湿达到12g/kg以上时,就会出现大雨以上量级降水。在7月25日20时700hPa比湿在6-8g/kg之间,850hPa比湿在10-16g/kg之间,南部地区达到了12g/kg以上,同时由于乌兰察布受副高外围一致偏南气流影响,乌兰察布水汽输送条件良好,所以有利于明显降水天气过程的发生。

3.数值预报产品分析

(1)数值预报形势场分析。从7月24日20时起报的EC数值预报产品,预报未来24小时天气形势可知,25日20时乌兰察布市处于高空槽前,槽的强度比实况要弱,同时副高依然处于乌兰察布的南侧,依然对上游的槽有阻挡作用;在850hPa上,乌兰察布处于暖式切变线南侧,这个位置有利于降水产生,同时副高外围的偏南气流指向乌兰察布市,有利水汽的输送;在地面上,乌兰察布市处于地面倒槽的东侧;所以通过分析数值预报形势场可知,除了高空槽比实况弱一些外,其他方面同实况相差不大。

(2)数值预报比湿场及垂直速度场分析。在 7月25日20时数值预报比湿场乌兰察布700hPa比湿在8g/kg以上,850hPa比湿在10g/kg以上,尤其南部地区在12-14g/kg之间;在7月25日20时数值预报垂直速度场上乌兰察布700hPa垂直速度几乎为负值,也就是说都为上升运动,中心值为-12*10-6*s-1,在850hPa垂直速度强度更强,中心值为-36*10-6*s-1,但是位置位于乌兰察布的西北部,与预报大的降水中心不重合,并且比湿与上升运动一值维持到26日08时,同时考虑阴山地形的阻挡作用,迎风坡降水偏大,所以考虑在乌兰察布南部地区有大雨,北部有中雨。

(3)降水预报产品分析。T639的格点降水预报在7月25日08时-26日08时,乌兰察布的南部为50毫米以上的暴雨量级,北部为10毫米以上的中雨量级;EC格点降水预报在乌兰察布的南部为大雨量级,北部为中雨量级。

三、大雨空报分析

从上述分析可知,数值预报在大的环流背景、比湿场、垂直速度场及降水预报产品上分析,都得出预报结论为乌兰察布南部地区有大雨,北部有中雨,同过数值预报场与实况场对比,发现850hPa实况场上的切变线位置偏北,对乌兰察布影响不大,其他方面二者相差不大,下面将通过分析其他指示降水的物理量,找出此次大雨空报的原因。

1.水汽通量场分析

从乌兰察布市南部一个点的水汽通量时间垂直剖面图上可以看出(图3),水汽通量散度从25日20时之后开始转为负值,也就是水汽通量辐合,但是强度不强到26日05时左右水汽通量散度场变为水汽通量辐散区,降水结束,在25日20时-26日08时期间,水汽通量辐合区的高度伸展不高,水汽辐合不强,虽然有大量水汽向乌兰察布输送过来,但是水汽在乌兰察布区域内不能大量辐合上升有效凝结,也就不能产生较强的大范围降水。

2.假相当位温分析

强的上升运动只有在不稳定能量建立释放时才能形成,假相当位温随高度增大时,大气层结为稳定,假相当位温随高度减小时,大气层结为不稳定,从乌兰察布市南部一个点的假相当位温时间垂直剖面图上可以看出(图4),25日20时-26日08时期间,只有在25日20时-23时这个时段内假相当位温是随高度减小的,数值从71减小到68,强度不强,说明不稳定能量弱,并且维持时间短,从25日23时之后假相当位温转为随高度增大,说明不稳定能量释放完,大气层结变为稳定层结。

四、结语

本次天气过程虽然从大的环流形势背景下有利于大的降水的发生,但是从具体物理量出发,特别是从水汽通量散度场分析,不利于大的降水天气发生,这是此次在做预报时参考物理要素不足,而导致大雨及以上量级降水的空报重要原因,同时常用的各家降水预报产品对此次降水预报偏大,也是导致对降水量级预报偏大及降水落区把握不准的原因。

所以在今后的降水预报过程中,更应该仔细,参考全面的资料,进行诊断分析,不能过分依赖数值预报产品,并且需在以后,不断总结分析,为将来能够更好应用数值预报产品及做好预报打下基础。

参考文献:

[1]图书:朱乾根、林锦瑞、寿玿文、唐东昇.2000. 《天气学原来和方法》.北京:气象出版社,320-398.

[2]期刊:杨群.2013.铜仁2013年4月15日暴雨空报原因及诊断分析[J].贵州气象37(5):18-24.