1、湖北省蕲春县气象局 湖北蕲春 435300;2、黄冈市气象局 湖北黄冈 438000
摘 要:利用常规观测资料、卫星观测资料和雷达资料,从环流形势、天气系统、中尺度系统演变特征分析等方面,对蕲春县2023年4月2-4日暴雨天气过程进行分析。2023年4月2日至4日,受高空低槽、中低层切变线影响,蕲春普降暴雨、局部大暴雨,并伴有短时强降水和雷暴大风等强对流天气。结果表明本次降水过程持续时间长、降水强度大,是受中低层切变长时间维持的影响。低槽东移,配合中低层低涡和急流,形成本次过程背景场。其中,水汽和上升运动的增强,以及切变线北抬,为3下午降雨增强提供了触发条件。
关键词:暴雨;热力;动力;回波
引言:
2023年4月2日下午到3日夜间,蕲春全境出现暴雨、大风等灾害性天气,最大降雨量148.5毫米,出现在大同镇仙人台站;最大小时雨强48.2毫米(4日01时),出现在张榜站。有17站超过100毫米,较强降水时段主要集中在3日上午07-10时和3日夜间到4日凌晨。暴雨天气导致蕲春全境均遭受不同程度的灾害损失。
1.天气成因分析
1.1环流形势和天气系统
从环流背景场上看,4月2日20时(见图1),500hPa上高空槽距离我省较远,湖北位于槽前脊后,以西南风为主;700hPa上西南急流达到20m/s,走向偏西,我省位于西南急流左侧,水汽输送通道畅通,切变线位于川东北到鄂西北一带;850hPa上西南急流比700hpa稍弱,急流风速16m/s以上,走向偏南,在蕲春有风向气旋性切变,切变线位于鄂西南一带,我县降水主要为暖区对流降水。4月3日08时(见图2),500hPa上高空槽东移到四川中部,但东侧高压脊移动较缓慢,湖北仍位于槽前脊后,以西南风为主;700hPa上西南急流加强,并且四川省境内有西南涡生成,低涡暖切位于川东鄂西一带;850hPa上西南急流较2日20时明显增强,有两个低涡,东侧低涡位于湖北北部,西侧低涡位于四川境内,蕲春位于低涡右前侧,并且低涡东移,我县为系统性对流降水过程。4月3日20时(见图3),500hPa上高空槽东移到鄂西,但东侧高压脊维持,导致系统移动缓慢;700hPa上西南急流维持,低涡往东北移动,低涡位于陕西河南交界处,我县无明显切变;850hPa上西南急流维持,低涡移动缓慢,暖切位于我县北部。其中,水汽和上升运动的增强,以及暖切南压,给3日下午大风、冰雹及暴雨提供了触发条件。
图1a、b 4月2日20时500hpa高度场700hpa、850hpa风场
图2a、b 4月3日08时500hpa高度场700hpa、850hpa风场
图3a、b 4月3日08时500hpa高度场700hpa、850hpa风场
1.2中尺度系统演变特征分析
1.2.1 卫星云图分析
从卫星云图上看(图4),4月2日14时看到鄂北地区有对流云团生成,云团位于暖切南侧、急流北侧。对流云团在引导气流作用下沿切变线向东北方向移动,同时随着系统东移,多个云团组成的云带整体东移。2日20时左右,对流云团主体临近我县,云团云顶亮温为223k,云团发展高度不高。23时后对流云团逐渐移出我县,一直到3日04时,新的对流云团移近我县,中间我县以分散性阵雨为主。3日05时至08时,对流云团再一次影响我县,云团较为松散,云顶亮温230k左右,说明对流云发展不旺盛,雨强10-20mm/h。08时至12时我县无明显对流云团。12时开始,又有新的对流云团在生成发展,云团高度较低,雨强不大。16时左右,对流云团发展最为旺盛,在云团主体前侧有明显的指状云团,后向传播明显,云团发展高度很高,云顶亮温210k左右,说明对流非常剧烈。
图4 卫星红外云图演变情况
1.2.2 多普勒雷达分析
从雷达回波上看,4月2日16时左右蕲春西南出现西北-东南向的带状回波,回波向东北方向移动,移动速度约为40km/h,造成短时阵雨。同时上游有混合型降水回波,呈西北-东南带状分布,并且回波整体东北移,18时回波开始影响我县,回波反射率因子在35-45dbz左右,并且有小面积45dbz以上强回波,较为分散。上游不断有新生回波发展,并且以40km/h的速度向东北移动,2日20时到3日08时之间,最强回波出现在黄冈北部,时段为3日03时到05时。
3日08时到12时,我县有分散的层状云降水回波在移动过程中减弱消散,15时开始强回波开始从上游发展移动并影响我县,过程最强出现在16时15分左右,蕲春出现冰雹,并伴有7-9级雷暴大风,超级单体回波特征明显,出现明显的旁瓣假回波,从而判断出此次过程冰雹较大,60dbz以上回波发展到-20℃层以上超过2个体扫,给了冰雹生长充足时间。
1.3暴雨成因诊断分析
从4月3日20时武汉站探空图上看,300hPa以下为湿层,有利于形成短时强降水。0-6km垂直风切变接近30m/s,有利于对流风暴的发展。K指数达到40.1℃,SI指数-3.34,有利于短时强降水的发生。抬升凝结高度976.9米,较容易达到,对流易触发。零度层高度在4.1km左右,-20℃高度层在7.4km左右,零度层高度有利于冰雹生成,但融化层较厚,Cape值太小,不利于冰雹生长。故判断2日夜间以短时强降水天气为主。3日08时,低层湿度条件变化不大,但中层500hPa附近有干冷空气侵入,产生对流不稳定,有利于对流风暴的发展。上干下湿的“喇叭口”层结形状结构有利于形成雷暴大风。并且零度层高度在4.1km左右,-20℃高度层在7.4km左右,零度层高度合适,有利于形成大冰雹,且午后气温升高,cape值增大,用3日15时的温湿度订正后的探空图可以看到cape值659J/kg,0-6km垂直风切变超过30m/s,环境条件有利于雷暴大风和冰雹天气的发生。
2.服务情况
蕲春县气象台积极开展气象服务,制作发布《重大气象信息专报》和《天气快报》,并及时向县委县政府及相关决策部门主要领导发送雨情快报、滚动预报、短时临近天气预报预警。4月2-4日,制作并发布《重大气象信息专报》1期、《天气快报》3期、《三农气象服务周报》1期;发布气象灾害预警信号5期,其中暴雨橙色预警2期,雷雨大风橙色1期,雷雨大风黄色预警1期,雷电黄色预警1期;4月3日开展突发灾害性天气叫应服务;不定时向应急局、水利部门和个乡镇政府电话通报降水实况及天气发展趋势,有效减轻了灾害性天气带来的人员伤亡及财产损失。
3.预报经验总结
(1)本次过程中,低槽东移,配合中低层低涡和急流,形成本次过程背景场。其中,水汽和上升运动的增强,以及切变线北抬,为3下午降雨增强提供了触发条件。
(2)在服务材料中,对上级服务产品要进行本地化订正。
(3)本次蕲春暴雨过程,各家数值产品对于3日暴雨存在明显偏差,CMA模式雨量预报对暴雨预报调整有指示意义,可参考。此次降水时间长、强度大,模式对于极端强对流天气预报能力仍有很大进步空间。今后应加强对各模式的实时检验分析工作,不可完全依赖模式预报,进一步加强短临预报监测。
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作者简介:朱倩男(1994.07),女,汉族,湖北省黄冈市蕲春县人,本科,工程师,从事气象服务工作。