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卫星水汽图像在溪洛渡水电站强降水天气预报应用的个例分析

时间:2024-10-12 百科知识 版权反馈
【摘要】:2007年8月1日溪洛渡水电站坝区出现暴雨天气,坝区5个气象站的平均雨量61.3mm,最大雨量81.9mm(三坪站);10天后,坝区再次出现了大到暴雨天气,坝区5个气象站的平均雨量为40.0mm,最大雨量55.2mm。两次过程均属高原天气系统、西南涡和低层扩散冷空气共同影响。这在水汽图上可清晰看出,对降水预报有较重要的指示意义。1日08时,形成312低涡控制坝区及昭通市,此时,南海水汽中断,主要来自孟加拉湾,1日20时,全市转为偏北气流,坝区降水结束。

四、卫星水汽图像在溪洛渡水电站强降水天气预报应用的个例分析

2007年8月1日溪洛渡水电站坝区出现暴雨天气,坝区5个气象站的平均雨量61.3mm,最大雨量81.9mm(三坪站);10天后(8月11日),坝区再次出现了大到暴雨天气,坝区5个气象站的平均雨量为40.0mm,最大雨量55.2mm(溪洛渡站)。见表9.13和表9.14。其中1日为高原低涡东移减弱并入低槽辐合区,与低层西南涡耦合作用而加强,造成坝区普遍暴雨天气;11日是高原切变线(为青藏高压内部切变)东移加强,触发西南涡启动,坝区出现大到暴雨。两次过程均属高原天气系统、西南涡和低层扩散冷空气共同影响。通过跟踪分析两次暴雨天气的水汽图像,表明:强降水的产生都与水汽图上高水汽涡旋或高水汽含量区对应,而水汽通道的建立是使强降水维持的重要原因,水汽通道建立与中断和水汽输送量大小能使云中水汽含量的变化在半小时内出现突变。这在水汽图上可清晰看出,对降水预报有较重要的指示意义。

表9.13       溪洛渡坝区2007年8月1日降雨量统计

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表9.14      2007年8月11日溪洛渡水电站坝区降雨量统计

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1.两次过程的天气形势背景对比

(1)8月1日

500hPa,30日08时,那曲低涡东移减弱成两高(青藏高压与副热带高压,两个高压中心均为587dagpm,其中副高在川西高原也有587单体)切变。30日20时,青藏高压加强明显,中心数值由587dagpm增加到591dagpm,范围明显东进,副高位置稳定,从而使两高切变加强,在玉树和那曲之间形成584dagpm低涡。31日08时(图9.57a),此低涡东移加强,在甘孜附近形成583dagpm低涡,副热带高压东退,588dagpm线控制广东中部到湖南东部一线,青藏高压东南移,中心数值仍为589dagpm。31日20时(图9.57b),低涡减弱,并入两高辐合,由于青藏高压东进,中心数值仍为589dagpm,副热带高压588线东退到海上,但外围环流(586线)仍稳定在广东中部到湖南东部一线,两高对峙,在合作—成都—贵州西部一线形成强辐合区。孟湾北部有580季风低压。1日08时,青藏高压继续东进,副热带高压稳定,由于孟湾季风低压北上,在丽江附近形成584低涡,致使两高之间的辐合在巴中—成都—丽江一线维持。1日20时我市为584低涡控制,2日08时转为青藏高压前部偏北气流影响,天气转好。

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图9.57 2007年7月31日08时和20时850~500hPa高度场和风场

700hPa,30日08时,格尔木有315高压,川西到坝区为高压前NE气流,30日20时,格尔木附近高压减弱,甘孜附近形成308低涡,坝区仍为偏东气流,相对辐散区;31日08时(图9.57c)甘孜附近仍为309低涡,但坝区到昭通市已转为低涡东南部的辐合区,孟加拉湾和南海的两条水汽通道均打通。31日20时(图9.57d),甘孜附近的西南低涡启动,孟湾有低值系统北上,由于高原涡与低层低涡的相互作用而使上升气流加强,因此,降水主要出现在31日夜间。1日08时,形成312低涡控制坝区及昭通市,此时,南海水汽中断,主要来自孟加拉湾,1日20时,全市转为偏北气流,坝区降水结束。850hPa,31日20时(图9.57f)由原08时(图9.57e)的偏南风转为偏北风,说明有冷空气影响。

可见,此次过程中我国东部至南海为强盛的西太平洋副高所控制;青藏高压加强东移,平均环流强度达588dagpm,中心最强达591dagpm;季风低压控制着孟加拉湾;四川到云南北部处于强大高压对峙之间的辐合区。低层有低涡切变,耦合作用促使500hPa辐合区加强,地面上有冷空气扩散影响。由于两高势均力敌强度相当,因此辐合区变化缓慢,降水时间较长(云图上可见云系规律移动后在坝区附近停滞),从而产生暴雨。

(2)8月11日

500hPa,10日08时(图9.58a),高原在西藏中北部与青海交界处有横切变(青藏高压内部),10日20时(图9.58b)加强东南移影响坝区,11日08时转为偏北气流。700hPa,10日08时(图9.58c),甘孜附近形成310低涡,20时低涡启动(图9.58d),11日08时转为偏北气流,降雨趋于结束。850hPa,10日08时(图9.58e)四川东北部有切变,到20时(图9.58f)切变南压,地面冷空气南下影响,四川到坝区为偏北气流控制。

可见,此次过程是由于高原切变(为青藏高压内部弱切变加强)东南移动,触发西南涡启动,与冷空气共同影响,产生了此次大到暴雨,从云图可以看到,高原切变云系的生成、加强和南压,速度较快。

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图9.58 2007年8月10日08时和20时850~500hPa高度场(实线)和风场

两次过程的共同点:都属高原系统东移南压影响,低层都有西南涡的启动和冷空气配合。不同的是:前一次(8月1日)为高原低涡东移减弱并入两高辐合,在700hPa低涡的耦合作用下又加强,由于两高势均力敌强度相当,因此辐合区变化缓慢,降水时间较长(云系规律移动,后基本维持在坝区附近),从而产生暴雨;而后一次(8月11日)则是由于青藏高压内部弱切变加强东南移动,触发西南涡启动,高原切变云系的生成、加强和南压,速度快。

2.水汽图像分析

7月30日08时到时以前,水汽来自阿拉伯海和孟加拉湾,其中孟加拉湾水汽取道西路,西北上与来自阿拉伯海的水汽合并。并且不断加强,<-50℃(灰阶值大于232)的中心不断增多(图9.59a)。14时(图9.59b)开始出现水汽涡旋(圆形或近似圆形的水汽中心或大值区)特征,水汽含量不断增加,在16:30时玉树附近出现<-50℃水汽中心并不断扩大,18:30,与南海的水汽连接,这样,来源于阿拉伯海、孟加拉湾和南海的水汽同时向高原输送,于19~20时(图9.59c)在西藏东部形成近似圆形的水汽涡旋。31日凌晨(0时)(图9.59d)孟加拉湾水汽有所断裂,低涡水汽一边东移一边减弱,31日10时(图9.59e),水汽图灰阶值已小于232(-50℃)。下午16:00(图9.59f)开始,水汽通道重新建立,致使低涡水汽在川东加强,17:30~18:00(图9.59g),低涡云系水汽输送中断,同时西南方向水汽云团不断北上,21:00(图9.59h)低涡云系尾部水汽中心南掉,位于向家坝附近,并且重新与孟湾北上云团水汽连接,形成东西两个水汽中心,此时阿拉伯海水汽供应中断。以后,东面低涡水汽中心加强,与西边的水汽中心逐渐靠近,于1日02时完全合并,但强中心并未连接。03时(图9.59i)东西水汽强中心减弱,但中间的水汽灰阶值加大,开始影响坝区,-40~-50℃的水汽大值区控制坝区,一直持续到6:00,这期间坝区雨强最大,但较稳定,6:30(图9.59j)水汽中心开始变得分散,在坝区附近出现空区,坝区降雨减小。此后,8:30(图9.59k)开始,坝区有-30~-40℃水汽中心控制,并在12:00左右加强,温度-40~-45℃,17:00左右(图9.59l),水汽中心整体南压,坝区转为干区,降雨结束。

由此可见,当水汽涡旋出现时,低涡形成或加强,而水汽涡旋减弱时,低涡减弱或消失,二者对应关系较好。

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图9.59 2007年8月1日暴雨过程水汽演变图

图9.60是8月11日暴雨过程的水汽图。可以看出,10日08时(图9.60a),与高原切变对应,只有分散的水汽中心,大部为干区。午后随着对流发展水汽中心不断增加,云系水汽含量增加,达到-50℃以下,范围扩大。在17~18时(图9.60b)达到-70℃以下,20时(图9.60c)小于-50℃水汽中心靠近坝区,在21:00~21:30(图9.60d)影响并控制坝区。在23:00~23:30(图9.60e)与孟湾水汽通道打通,水汽含量大幅增加,温度达到-70~-80℃。1个小时后减小到-50~-70℃,高水汽区持续控制坝区达3个小时,02:00时(图9.60f)孟湾水汽通道中断,控制坝区的高水汽区减小,但2:30(图9.60g)又迅速建立,水汽含量迅速增加,出现突变。-40~-50℃高水汽含量区一直维持到5:00(图9.60h)。此后随水汽区的南压和孟湾水汽通道得中断坝区降雨结束。由于维持时间比1日过程短,因此平均雨量比前次小。

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图9.60 2007年8月11日暴雨过程水汽演变图

3.小 结

(1)2007年8月1日和11日溪洛渡水电站坝区的两次暴雨天气都属高原系统东移南压影响,低层都有西南涡的启动和冷空气配合。不同的是:前一次(8月1日)为高原低涡东移减弱并入两高辐合,在700hPa低涡的耦合作用下又加强,由于两高势均力敌强度相当,因此辐合区变化缓慢,降水时间较长(云系规律移动,后基本维持在坝区附近),从而产生暴雨;而后一次(8月11日)则是由于青藏高压内部弱切变加强东南移动,触发西南涡启动,高原切变云系的生成、加强和南压,速度快。

(2)当水汽涡旋出现时,低涡形成或加强,而水汽涡旋减弱时,低涡减弱或消失,二者对应关系较好。强降水的产生都与水汽图上高水汽涡旋或高水汽含量区对应,而水汽通道的建立是使强降水维持的重要原因,水汽通道建立与中断和水汽输送量大小能使云中水汽含量的变化在半小时内出现突变。

(3)将红外云图和水汽图配合使用,可以更加准确地分析判断云系覆盖区域中强降水的具体落区。

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