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关于郑州秋季连阴雨天气的探究

2020-07-16 430 上传者：管理员

摘要：利用常规气象观测资料以及物理量场对2017年9月25日到10月17日郑州地区出现的一次持续时间长、危害程度大的连阴雨天气进行了分析,结果表明:连阴雨期间,副热带高压长时间地维持影响郑州市,比历年同期偏北,导致郑州市处于副热带高压边缘的暖湿气流里;高空为两槽一脊型,中低层有一切变线为降水天气提供了动力抬升条件;地面冷空气活动频繁;连阴雨期间,中低层水汽通量散度为均负值区,说明在郑州上空有大量的水汽辐合,有利于降水天气的产生。

关键词：
副热带高压
地面冷空气
气候学
物理量特征
秋季连阴雨
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连阴雨指连续3d以上的阴雨天气现象(中间可以有短暂的日照时间)。连阴雨天气的日降水量可以是小雨、中雨,也可以是大雨或暴雨。连阴雨是秋季一种常见的气象灾害,具有持续时间长、降水范围广的特点,是影响农业生产的主要气象灾害之一,对交通运输、仓库储存等行业有较大危害[1,2,3,4,5]。

2017年9月25日至10月18日郑州地区出现连阴雨天气,据统计:郑州地区有4个县受灾,受灾人口72490人,受灾面积1022.7666hm2,受灾房屋11户34间,直接经济损失1816.64万元。2017年9月25日至10月18日,郑州日平均降水量为116.2mm,较常年同期偏多177%,比2016年同期偏多196%;郑州平均气温15.8℃,较常年同期偏低1.7℃,比2016年同期偏低2.9℃;郑州平均日照时数28.3h,较常年同期少89.8h,比2016年同期少56.7h。笔者对这次连阴雨天气过程发生的环流形势、物理量场中的水汽通量散度和垂直速度进行了分析。

1、连阴雨天气主要影响系统分析

1.1高空形势分析

此次连阴雨天气分3个阶段:2019-09-25—27、09-30—10-05、10-08—17。

第一阶段,2019-09-25—27(见图1)连阴雨期间,副热带高压长时间维持影响郑州市,比历年同期偏北,郑州市处于副热带高压边缘的暖湿气流里。高空为两槽一脊型,贝加尔湖地区有一低槽不断东移南下,沿脊前西北气流下滑到达中纬度地区,沿纬向环流东移与副热带高压西北侧的西南暖湿气流在黄河中下游地区交汇,使郑州地区上空出现大量的水汽输送。9月25日至27日588线(500hPa图上副热高压特征线)均在30°N附近,郑州地区处于副热带高压边缘西南气流。另外,9月25日在兰州、武都到成都一线还有一低槽,并且700hPa图上有一切变线。受低槽和切变线共同影响,郑州市有降水产生,9月27日随着副热带高压稍向南撤,郑州地区上空转受偏西气流控制,降水暂停。

图1500hPa图上588线和槽线移动(09-25—27)

第二阶段,9月30日至10月4日(见图2)副热带高压北抬,稳定在长江以北一带。9月30日在民勤、兰州、武都到成都一线有一低槽,受其影响郑州市出现了小到中雨天气。10月1日地面图上,在锦州、北京到东胜一线有一冷锋,之后随着冷空气的不断南下,10月2到3日郑州市受到冷空气影响,配合高空西南急流,出现连阴雨天气。10月3日8时500hPa在腾冲、丽江、西昌、宜宾、恩施、南阳到郑州有一支明显西南风急流带,源源不断的水汽向郑州地区输送,冷空气与高空低槽前的暖湿气流在郑州市上空交汇,使郑州地区降水不断增多,出现了中到大雨天气。5日后副热带高压南退,郑州地区降水天气暂歇。

图2500hPa图上588线、急流带、辐合线(09-30—10-05)

第三阶段,10月8日和9日(见图3)副热带高压再次加强北抬,8日588线位于青岛、郑州到达川一线,哈密到定日有一低槽,受槽前西南气流与副高边缘暖湿气流共同影响,郑州市出现降水天气。9日到11日低槽继续东移,配合地面冷空气南下影响郑州地区。加上低层有切变线配合,受低槽、切变线和冷空气的共同影响,郑州地区又出现了降水天气。10日到14日副热带高压逐渐南退,14日退到海上。低槽东移,郑州地区转受槽后西北气流控制,降水天气结束。16—17日副热带高压又一次北抬,郑州地区受其外围西南气流和中低层切变线影响又有降水产生,17日以后影响郑州地区的副热带高压南退,低槽东移,郑州地区连阴雨天气结束。

1.2地面形势分析

9月25日—10月17日(见图4)连阴雨期间,先后有3次冷空气影响郑州地区。分析9月25日—10月17日的平均海平面气压场可以看出,连阴雨期间,地面形势为北高南低型,地面冷高压呈西北—东南走向,副热带高压强盛,冷高压控制到华北中南部,而没有向南扩散,即河南一直处于冷高压底部的锋区中,郑州地区易产生连阴雨天气。

图3588线、低槽移动(10-01—17)

图4平均海平面场(09-25—10-17)

2、物理量图

2.1水汽通量散度分析

由郑州站水汽通量散度时间—高度剖面分析可知(图略),由于副热带高压异常偏强,在副热带高压西侧较强的偏南气流引导下,水汽持续向郑州地区输送并在郑州地区上空形成一条强的水汽输送带,再配合500～400hPa高层辐合,大量水汽不断向郑州地区输送。在4次降水期间,中低层水汽通量散度为均负值区(水汽将增加),说明在郑州上空有大量的水汽辐合,有利于降水天气产生。

2.2垂直速度分析

连阴雨期间(10月1日到5日,见图5),连阴雨是由水汽连续不断的辐合上升凝结形成的。郑州站垂直速度时间-高度剖面图表明:3日、4日垂直上升运动的大值(负值)区与降水量最大区有较好的对应关系。从底层到250hPa为上升运动,表明郑州上空的动力条件较好,有利于降水天气产生。

图52017年10月1日到5日郑州站垂直速度剖面

3、结语

(1)连阴雨期间副热带高压进退频繁、强盛且位置偏北、偏强,有利于西南暖湿气流长久维持和水汽通道畅通,为连阴雨天气的形成创造了有利条件。

(2)高空多低槽活动,有利于槽前西南暖湿气流与副高外围的西南暖湿气流汇合并向郑州地区输送。

(3)中低层的切变线为降水天气提供了动力抬升条件。

(4)连阴雨期间地面冷空气活动频繁,冷高压控制到华北中南部,而没有向南扩散,即河南一直处于冷高压底部的锋区中。

参考文献：

[1]张荣刚,靳莉君,芦璐,等.2017年秋季黄河源区连阴雨成因分析[J].人民黄河,2018,40(5):7-11.

[2]李晓英,姚正毅,王宏伟,等.近52a黄河源区降水量和气温时空变化特征[J].人民黄河,2015,37(7):16-21.

[3]谷秀杰,孔海江,王友贺.2005年河南省秋季持续阴雨天气成因分析[J].气象与环境科学,2011,34(2):44-48.