内蒙古自治区成立70周年庆祝活动开幕式天气过程预报技术总结.pdf

收稿日期:2 0 2 3-0 4-0 4作者简介:柳志慧(1 9 8 9),女,内蒙古包头人,工程师,硕士研究生,就职于内蒙古自治区气象台,主要从事预报技术方面的研究。内蒙古自治区成立7 0周年庆祝活动开幕式天气过程预报技术总结柳志慧(内蒙古自治区气象台,内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 5 1)摘 要:基于高空、地面常规观测资料、探空资料、卫星云图、雷达资料,对2 0 1 7年8月8日内蒙古自治区成立7 0周年开幕式天气进行分析。结果表明:本次降水主要集中在8日1 21 6时,强降水出现在呼和浩特市北部,最大雨强为2 0.9 mm/h,少数民族群众文化体育运动中心观测站(野马图)总降水量9.7 mm,最大雨强为7.2 mm/h;8日0 8时,呼和浩特市处于2 0 0 h P a高空急流出口区左侧的辐散区和5 0 0 h P a槽前上升区,有利于上升运动发展;8日0 8时,呼和浩特市处于水汽辐合地带,且K3 7、S I-4,具备发生对流性天气的环境条件;8日0 81 4时,呼和浩特市上空湿层变得深厚,不稳定能量加大,风切变加大,对流温度下降,对流高度下降,当有触发条件时,0 8时的逆温层破坏,就会发生对流性天气;8日1 1时,野马图地面出现辐合线,配合地形收缩作用使得气流辐合抬升,上升运动加强,对流触发;对开幕式降雨时段的准确把握,主要是通过对卫星雷达资料的准确追踪分析,不稳定能量1 3时前得以释放,1 3时后仅零星小阵雨,对开幕式的影响不大。关键词:内蒙古自治区成立7 0周年大庆;呼和浩特市;降水;成因;临近追踪 中图分类号:P 4 5 8(2 2 6)文献标识码:A 文章编号:1 0 0 76 9 2 1(2 0 2 3)1 30 0 7 60 4 1 9 4 7年5月1日,中国共产党领导的第一个民族区域自治地区 内蒙古自治区在乌兰浩特正式成立。7 0年后,一个繁荣昌盛、生机勃勃的现代化内蒙古屹立于祖国北疆。庆祝内蒙古自治区成立7 0周年大会于2 0 1 7年8月8日1 6时在呼和浩特市少数民族群众文化体育运动中心隆重开幕。举办时间正处于内蒙古“七下八上”的主汛期,短时强降水、雷暴大风、冰雹等强对流天气频发,气象预报工作难度较大。8日1 2时开始,呼和浩特市出现强降雨天气,给大庆活动带来了一定影响,笔者通过高空、地面常规观测资料、探空资料、卫星云图、雷达资料,对2 0 1 7年8月8日降雨过程进行分析和研究,为今后气象服务保障总结经验。1 天气概况2 0 1 7年8月8日0 8时9日0 8时,呼和浩特市1 2 3个站中有8 4个站出现分布不均匀的短时雷阵雨天气,降雨量0.14 2.6 mm,最大降雨量出现在武川县大青山乡后店村。主要降水时段集中在8日1 21 6时,强降水出现在呼和浩特市北部,最大雨强为2 0.9 mm/h(1 21 3 时)。开幕式主会场所在地少数民族群众文化体育运动中心观测站(野马图)总 降 水 量9.7 mm,降 水 发 生 在1 21 7 时,1 23 01 30 0,3 0 m i n现场气象应急保障车观测到降水7.2 mm,之后降水逐渐减小,1 6时开幕式活动正式开始后,降水逐渐停止,开幕式活动顺利进行。2 实况分析2.1 大气环流背景2 0 1 7年8月8日0 8时高空5 0 0 h P a为两槽一脊形势,贝加尔湖西侧有高压脊,脊后暖平流作用使脊不断向东北西南向发展,经向度加大,脊前不断有冷空气沿着西北气流向南入侵,在内蒙古西部偏672 0 2 3年7月内 蒙 古 科 技 与 经 济J u l y 2 0 2 3第1 3期 总第5 2 7期I n n e r M o n g o l i a S c i e n c e T e c h n o l o g y&E c o n o m yN o.1 3 T o t a l N o.5 2 7东地区形成短波槽。呼和浩特市处于2 0 0 h P a高空急流出口区左侧的辐散区和5 0 0 h P a槽前上升区,0 8时低层暂时无明显风场切变,但中高层的配置有利于低层低值系统的发展,且低层湿度条件较好。0 8时海平面气压场为西高东低的形势,呼和浩特市位于高低压过渡带,地面系统较弱,此时在8 5 0 h P a较强暖舌的作用下,呼和浩特市地面风场表现为一致的偏南风,同时地面风速开始加大,并存在风场辐合,有利于垂直上升运动。因此,呼和浩特市在8日白天有出现降水天气的条件。(a)5 0 0 h P a (b)8 5 0 h P a图1 2 0 1 7年8月8日0 8时大气环流背景(a)0 8时 (b)1 4时图2 2 0 1 7年8月8日呼和浩特市T-l o g P图2.2 物理量场2 0 1 7年8月8日0 8时K指数分析:内蒙古中部地区处于K3 5 高值区控制下,一般而言,K3 5 时,有较高发生对流性天气的潜能。呼和浩特市处于K3 7 的高值区中,且S I-4,8 5 0 h P a水汽通量散度场显示,呼和浩特市处于8 5 0 h P a水汽辐合地带,辐合中心强度为-3 0 g/(sc m2h P a),有利于水汽的积聚1,5 0 0 h P a及以上均为水汽通量辐散区域,这种低层辐合高层辐散,有利于水汽的辐合上升,从而产生对流性的降水。由上述分析可知,此次雷阵雨过程出现前,呼和浩特市已经具备了发生对流性天气的环境条件,此时如果存在某种触发机制,使低层空气上升到自由对流高度,则对流系统发展,对流天气发生。2.3 T-l o g P分析从图2可以看出,2 0 1 7年8月0 81 4 时,呼和浩特市上空湿层变得更加深厚,不稳定能量有所加大,风切变加大,对流温度由自由2 6.1 下降到2 3.7,对流高度有所下降,当有触发条件时,0 8时的逆温层一旦破坏,就会发生对流性天气。对比分析也表明,此次呼和浩特市的降雨主要发生于午后。2.4 触发条件及地形作用2 0 1 7年8月8日1 1时,野马图风向普遍为偏南风,以北风向普遍为偏北风,能分析出一条地面辐合线,此辐合线与大青山山脉走向大致平行,山脉产生的侧向摩擦使靠近山脉的气流强度减弱,从而产生辐合2;而野马图位于大青山与太行山交汇形成的喇叭口处,地形的收缩作用也使得气流辐合抬升,上升运动加强,不断有新的对流云产生,如图3所示。2 0 1 7年8月8日1 3时地面风向转为偏北风,主会场的气温从2 3.5 迅速下降至1 7.1,野马77柳志慧 内蒙古自治区成立7 0周年庆祝活动开幕式天气过程预报技术总结2 0 2 3年第1 3期图地面受冷空气控制,并且没有新的不稳定能量的补充,不稳定能量在1 3时前得到释放,野马图当地虽然还有降雨云系的覆盖但雨势会逐渐减小。(a)1 1时 (b)1 3时图3 2 0 1 7年8月8日呼和浩特市地面区域自动站风向、风速和雨量(a)1 2时 (b)1 3时(c)1 4时 (d)1 5时(e)1 6时 (f)1 7时图4 2 0 1 7年8月8日红外云3 卫星雷达临近追踪分析3.1 卫星云图分析2 0 1 7年8月8日,呼和浩特市周边有大量对流云系发展,从1 0时开始不断有小的对流云团生成,云团边界成丝缕状的,说明高空风大,对流云顶较高,这种高空的抽吸作用使得上升运动进一步增强,87总第5 2 7期内 蒙 古 科 技 与 经 济从而有利于对流云团的发展。分散的对流云系说明,系统性触发较弱,触发主要依靠本地的热力触发来完成。从8月8日1 21 7 时云图可以看出,可能影响到开幕式活动的云团主要有3个,本研究称之为云团A、B、C,如图4所示。1 2时,云团A和云团C已发展到一定程度,云团B开始发展。到1 3时云团A达到强盛,边界光滑清晰,云顶亮温降到最低,亮温梯度大,且影响到呼和浩特市市区北部的主会场,主会场的降水主要集中在这一时段内,云团B和C发展东移。到1 4时云团C已开始减弱,便不再考虑其对呼和浩特市的影响,云团A、B合并再发展,影响到呼和浩特市整个市区,8日呼和浩特市市区降水主要发生在下午1 31 4 时。到1 5时,3个云团均减弱,降水变小。1 6时接近消亡,1 7时彻底消亡,降水停止。3.2 雷达分析从2 0 1 7年8月8日1 21 6 时呼和浩特市组合反射率因子图可以看出,1 20 3主会场少数民族群众文化体育运动中心雷达回波在3 04 0 d B Z,在此基础上,积状云降水回波开始局地发展,到1 22 9,主会场局部回波强度最大可达5 0 d B Z,较强降水开始,但雷暴单体生命史短,到1 30 3均已消亡,遗留一些层状云降水回波,降水减小,但依旧持续,到1 60 1,层状云降水回波也基本消散,降水逐渐停止,天空放晴,开幕式活动顺利进行。雷达波的维持与消散对于大型社会保障气象服务尤为重要,需要不断积累经验,进一步研究回波生成、发展、消亡的整个过程。(a)1 2:0 3 (b)1 2:2 9 (c)1 3:0 3 (d)1 6:0 1图5 2 0 1 7年8月8日1 2-1 6时呼和浩特市组合反射率因子4 结论笔者基于高空、地面常规观测资料、探空资料、卫星云图、雷达资料,对2 0 1 7年8月8日内蒙古自治区成立7 0周年开幕式天气进行分析,结果表明:本次降水主要集中在2 0 1 7年8月8日1 21 6 时,强降 水 出 现 在 呼 和 浩 特 市 北 部,最 大 雨 强 为2 0.9 mm/h,少数民族群众文化体育运动中心观测站(野马图)总降水量9.7 mm,降水发生在1 21 7 时,1 23 01 30 0,现场气象应急保障车观测到降水7.2 mm,之后降水逐渐减小,1 6时开幕式活动正式开始后,降水逐渐停止,开幕式活动顺利进行。2 0 1 7年8月8日0 8时,呼和浩特市处于2 0 0 h P a高空急流出口区左侧的辐散区和5 0 0 h P a槽前上升区,有利于上升运动发展。呼和浩特市在8日白天有出现降水天气的条件。2 0 1 7年8月8日0 8时,呼和浩特市处于水汽辐合地带,5 0 0 h P a及以上均处于水汽辐散地带,这种低层辐合高层辐散,有利于水汽的辐合上升,从而产生对流性降水。且K3 7、S I-4,表明8日呼和浩特市具备发生对流性天气的环境条件。2 0 1 7年8月8日0 81 4时,呼和浩特市上空湿层变得深厚,不稳定能量加大,风切变加大,对流温度下降,对流高度下降,当有触发条件时,0 8时的逆温层破坏,就会发生对流性天气。2 0 1 7年8月8日1 1时,野马图地面出现辐合线,配合地形收缩作用使得气流辐合抬升,上升运动加强,对流触发;1 3时地面风向转为偏北风,主会场的气温从2 3.5 迅速下降至1 7.1,野马图地面受冷空气控制,并且没有新的不稳定能量的补充,不稳定能量在1 3时前得到释放。对开幕式降雨时段的准确把握,主要是通过对卫星雷达资料的准确追踪分析,不稳定能量1 3时前得以释放,1 3时后仅零星小阵雨,对开幕式的影响不大。参考文献1 樊李苗,俞小鼎.中国短时强对流天气的若干环境参数特征分 析 J.高 原 气 象,2 0 1 3,3 2(1):1 5 6-1 6 5.2 朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理与方法:第3版M.北京:气象出版社,2 0 0 0.97柳志慧 内蒙古自治区成立7 0周年庆祝活动开幕式天气过程预报技术总结2 0 2 3年第1 3期