2020-08-11鄂尔多斯市一次强对流天气过程分析.pdf

Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 18 期117文章编号：2095-6835（2023）18-0117-032020-08-11 鄂尔多斯市一次强对流天气过程分析刘 婷（鄂尔多斯市气象局，内蒙古 鄂尔多斯 017001）摘要：选取了常规气象观测资料、NCEP（National Centers for Environmental Prediction，美国国家环境预报中心）分析资料等相关资料对 2020-08-11 鄂尔多斯市一次强对流天气过程进行分析。结果表明，此次强对流天气是在高空槽、高低空急流以及低层切变线的共同配合下发生的，尤其是高低空急流对此次天气过程中强降水的产生起到关键作用，低空急流为强降水天气的发生提供有利的水汽供应条件，同时在河套一带和冷涡后部的偏北气流共同构成了切变线，推动了垂直上升运动的产生。在此次天气发生过程中，鄂尔多斯市上空的比湿值达 12 g/kg 以上，局部地区达 14 g/kg，湿度条件非常好；源自于中国南海的水汽通道打通，由西南方向不断向中国华北一带传输，这些共同为此次鄂尔多斯市强降水、冰雹等强对流天气的产生提给予了较好的水汽条件。低层辐合、高层辐散的配置及强烈的垂直上升运动为此次强降雨天气的出现带来了非常适宜的动力条件。850 hPa 能量锋区的位置和此次强降水落区比较一致；中高层能量持续向低空积聚，低层大气层结不稳定，这为此次强对流天气的发生发展提供了有利的不稳定能量条件。关键词：鄂尔多斯市；强对流天气；环流形势；物理量中图分类号：P458.1文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.18.034强对流天气属于一种局地性自然现象，通常涵盖强降水、大风、雷电、冰雹等天气类型，强对流天气会在较短时间内带来特别强的破坏力，会导致城市基础设施受损、农作物受到极大损伤，严重情况下甚至会造成人员伤亡。所以，加强对局部地区强对流天气的预报工作，将强对流天气所带来的损失减少至最低状态特别关键。近些年来，中国有大量气象学家对各个地区强对流天气展开了研究，使广大群众对强对流天气的形成机制有了更深入的认识。王燕娜等1-5对强对流天气过程也开展了很多研究，并且取得了大量成效。鄂尔多斯市地处内蒙古自治区西南部，地势特点为东南低、西北高，地理坐标处于 373524N405140N，1064240E1112720E 范围内。鄂尔多斯市气候属北温带半干旱大陆性气候，气候复杂多变，强降水、大风、冰雹等强对流灾害出现十分频繁。强对流天气大部分出现于 59 月。强对流天气时常会给当地农业生产、交通运输及城市基础设施带来不同程度的危害。因此，本文主要通过对 2020-08-11 鄂尔多斯市一次强对流天气过程进行诊断分析，以掌握强降水、大风、冰雹等强对流天气的天气形势及物理机制，为进一步提升当地强对流天气预报准确率和预警服务水平提供指导。1天气实况2020-08-11 凌晨至 2020-08-12，鄂尔多斯市除准格尔旗出现小雨外，其余地区出现中到大雨，局地暴雨。累积降雨量有 11 个站大于 50 mm，88 个站大于25 mm，最大累积降雨量和最大小时雨强均出现在鄂托克旗的希尼其日嘎，分别为 80.9 mm 和 42.1 mm，具体降雨实况如图 1 所示。其中，受短时强降水、雷雨大风及冰雹等强对流天气影响，鄂托克旗苏米图苏木和木凯淖尔镇的玉米遭受雹灾；鄂托克前旗昂素镇的玉米遭受风灾；杭锦旗独贵塔拉镇和呼和木独镇也遭受风雹灾害，玉米和葵花等作物出现倒伏，杭锦旗独贵塔拉镇种养殖园区 57栋棚圈受损，母猪死亡 3 头，仔猪死亡 420 头，共计造成经济损失 23 388.35 万元。图 12020-08-11凌晨至 2020-08-12 鄂尔多斯市降雨量实况106.5E107.5E108.5E109.5E110.5E111.5E单位：mm科技与创新Science and Technology&Innovation1182023 年 第 18 期2环流形势2020-08-11T01：00，200 hPa 高空急流偏西北，500 hPa 西太平洋副高呈块状且特别强盛，588 dagpm等值线对中国华北南部一带进行控制，河套以西地区主要受西风槽以及其对应低层的低涡系统的影响，鄂尔多斯市位于 500 hPa 副热带高压外围，850 hPa 鄂尔多斯南部地区受东南风的影响；2020-08-11T08：00，河套西部地区的低槽稍微向东边发展，副热带高压持续朝西边延伸，588 dagpm 等值线发展至河北东部，850 hPa 内蒙古东南部主要受东南风影响，并且存在低空急流，急流前侧出现了风速的辐合，这个时候鄂尔多斯大部分地区已经出现了强降水天气。2020-08-11T20：0012T08：00，500 hPa 低涡系统系统持续增深发展、移动速度较慢，588 dagpm 等值线略微朝东边发展，850 hPa处有1支低空急流在较短时间向东北发展，急流左侧产生切变线，且逐渐向东发展。由 700 hPa形势可知，2020-08-11T20：00 有一低涡在河套北边形成，鄂尔多斯位于低涡前部，并且在该地区上空存在偏南急流。急流不但为强降水天气的发生提供了有利的水汽供应条件，同时在河套一带和冷涡后部的偏北气流共同构成了切变线，推动了垂直上升运动的产生。2020-08-12T08：00，低涡越来越强且逐渐向东发展，槽前偏南急流越来越强，不仅为强降水的产生带来很强的动力抬升条件，而且带来了足够的能量及水汽条件。850 hPa 急流强度也呈不断增强趋势，急流轴左侧有明显的风速辐合和风向切变。由上述不难发现，此次强对流天气是在高空槽、高低空急流及低层切变线这些系统的共同影响下发生的，尤其是高低空急流，对本次天气过程中强降水的产生起到关键作用。3物理量场诊断分析3.1水汽条件分析强降 水天 气的产 生需要 丰富 的水汽 条件。2020-08-11T08：00，850 hPa 处分布着一湿舌，覆盖华北大部分地区，鄂尔多斯市上空的比湿值达 12 g/kg 以上，局部地区达 14 g/kg，湿度条件非常好，如图 2 所示。此外，由 700 hPa 水汽通量资料可知，2020-08-11T08：00，急流出口区处在华北地区南部，此时水汽通量大值区还没有完全进入鄂尔多斯市，鄂尔多斯市水汽通量不足 10 g/（cmhPas）；在强降水出现过程中，源于中国南海的水汽由西南方向不断向中国华北一带传输，2020-08-11T08：00，鄂尔多斯市大部多数区域水汽通量基本为 13 g/（cmhPas）左右，2020-08-11T20：00 水汽通量超过 15 g/（cmhPas），源于西南方向的水汽不断朝华北输送为本次鄂尔多斯市强降水、冰雹等强对流天气的产生提供了较好的水汽条件。此外，本文强对流天气期间水汽辐合处于中低层。对850 hPa 水汽通量散度场进行分析可知，2020-08-11T08：00，鄂尔多斯市水汽通量散度属于正值，2020-08-11T20：00，鄂尔多斯市处于大片水汽辐合区内，促进了强降水持续发生。由此可知，强水汽辐合为本次强降水天气的形成提供了丰富的水汽条件。单位：g/kg图 22020-08-11T08：00，850 hPa 比湿3.2不稳定能量条件分析假相当位温是诊断强降雨天气的关键指标之一，能够反映大气温度、湿度和压力的特征等物理量。通过对此次天气过程 850 hPa 假相当位温进行分析了解到，850 hPa 能量锋区的位置和本次强降水落区比较一致，如图 3 所示。2020-08-11T08：00，本次强降水出现前有一高能舌拓展至华北一带，呈东北、西南向，这个时候鄂尔多斯市假相当位温值为 348 K 左右，同时等值线比较稀疏；2020-08-11T20：00，高能舌不断朝北延伸且逐渐增强，鄂尔多斯市处在假相当位温锋区南部的高值一带，假相当位温为 352 K。对从低层到中高层假相当位温进行分析可知，随着高度的上升，假相当位温不断减小，中高层能量持续向低空积聚，低层大气层结不稳定，促进了强对流天气的发生发展。4结论通过对 2020-08-11 鄂尔多斯市一次强对流天气过程进行分析，得出如下结论：本次强对流天气是在高空槽、高低空急流以及低层切变线这些系统的共同影响下发生的，尤其是高低空急流对本次天气过程中强降水的产生起到关键作用；急流不但为强降水天气的发生提供了有利的水汽供应条件，同时在河套一带和冷涡后部的偏北气流共同构成了切变线，推动了垂直上升运动的产生。在此次天气发生过程中，鄂尔Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 18 期119多斯市上空的比湿值达 12 g/kg 以上，局部地区达14 g/kg，湿度条件非常好；源于中国南海的水汽由西南方向不断向中国华北一带传输，这些共同为本次鄂尔多斯市强降水、冰雹等强对流天气的产生提供了较好的水汽条件。低层辐合、高层辐散的配置及强烈的垂直上升运动为本次强降雨天气的出现带来了非常适宜的动力条件。850 hPa 能量锋区的位置和本次强降水落区比较一致，中高层能量持续向低空积聚，低层大气层结不稳定，这为本次强对流天气的发生发展提供了有利的不稳定能量条件。单位：K（a）2020-08-11T08：00，850 hPa 假相当位温（b）2020-08-11T20：00，850 hPa 假相当位温图 32020-08-11T08：00 和 20：00，850 hPa 假相当位温参考文献：1王燕娜，张杰，隋婧怡，等.2017 年 7 月延庆地区一次强对流天气成因分析J.气候变化研究快报，2020，9（1）：40-52.2王锡稳，陶健红，刘治国，等.“526”甘肃局地强对流天气过程综合分析J.高原气象，2004，23（6）：815-820.3谭丽娜，赵亮，赵占秀，等.祁连山区短时强降水天气过程成因分析J.青海气象，2016（3）：7-124毕潇潇，胡忠明，孙妍，等2016 年初夏吉林省一场强对流天气过程分析J.气象灾害防御，2016，23（4）：16-20.5艾永智，杨传荣，李蕊.玉溪一次强对流天气的中尺度特征分析J.高原气象，2015，34（5）：1391-1401.作者简介：刘婷（1989），女，内蒙古鄂尔多斯人，研究生，工程师，主要从事应用气象与气象服务工作。（编辑：丁琳）（上接第 116 页）工程学报，2023，43（14）：5391-5404.4翟荣刚，沙静.通信施工项目过程化质量控制研究J.铜陵学院学报，2021，20（5）：106-110.5王迪.5G 新基建成“双碳”重要发力点J.民生周刊，2022（1）：46-47.6张建博，郭超.中国电信 5G 网络配套资源储备研究J.电子世界，2019（17）：158-159.7王同俊.5G 基站土建配套工程常见质量问题及检查方法J.通信与信息技术，2021（6）：24-25.8吕婷，张涛，李福昌，等.5G 基站硬件架构及演进研究J.邮电设计技术，2022（2）：21-25.作者简介：王子阳（1997），女，在读研究生，研究方向为工程系统可靠性。葛新权（1957），男，博士研究生毕业于首都经贸大学，北京信息科技大学经济管理学院教授、硕士生导师，中国社会科学院博士生导师，研究方向为知识管理、经济模型、博弈实验。郭向茹（1996），女，在读研究生，研究方向为工程系统可靠性。（编辑：丁琳）