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孟加拉湾风暴影响楚雄雨季开始的分析研究*

时间:2024-06-19

王金萍 徐顺琼 李宏波 杨若华

(1.云南大学大气科学系,云南 昆明 650091;2.楚雄彝族自治州气象局,云南 楚雄 675000;3.楚雄师范学院,云南 楚雄 675000)

孟加拉湾风暴影响楚雄雨季开始的分析研究*

王金萍1,2徐顺琼3李宏波2杨若华2

(1.云南大学大气科学系,云南 昆明 650091;2.楚雄彝族自治州气象局,云南 楚雄 675000;3.楚雄师范学院,云南 楚雄 675000)

本文通过对比合成分析2000年以后因孟湾风暴影响造成楚雄州汛期第一场大雨的三次过程,发现此类系统影响时:500-700hPa上孟湾有深厚的低中心在90°E附近登陆,700hPa上高原东南侧有东东北—西西南向切变线与登陆的低中心连接。控制两广和云南东南部的副高较强、经向度较大,高原东部到四川的高压一般偏强,切变南压时,副高一般有强—减弱—维持的趋势。500hPa上高原东部出现高空槽,引导冷空气南下,冷空气路径为从高原东部经甘肃、四川中东部进入我省。水汽通量显示水汽输送带中心和登陆的风暴中心一致,北抬登陆后东移经过云南,为云南大范围强降水提供充足的水汽。

孟湾风暴;雨季开始;水汽输送

引言

孟加拉湾风暴是云南汛期的一个重要的影响系统,2000年以来,初夏受孟加拉湾风暴影响造成楚雄彝族自治州 (以下简称“楚雄州”)全州性雨季开始的年份有2004年、2006年和2007年,分别是2004年5月18日,2006年5月13日,2007年5月16日,为当年5月1日后楚雄州第一场大雨天气过程,同时均为当年雨季开始日,而且雨季开始日出现在5月20日以前,雨季属偏早,雨量偏多至特多。为了加深对此类天气系统的理解,正确把握这类影响系统的共性和特殊性,提高预报能力,本文对这3次天气过程进行了总结分析。

1.降水概况

2004年5月18—19日,楚雄州出现了当年汛期第一场大雨天气过程,两天全州出现了19站次17.0毫米以上的强降水。2006年5月13—14日,楚雄州有10站次出现17.0毫米以上的强降水,为当年汛期第一场强降水。2007年5月16—17日,楚雄州出现了15站次17.0毫米以上的强降水,也是当年当年汛期第一场强降水。这3次强降水过程,均为孟加拉湾风暴影响造成,降水范围广、强度大。从农业生产来看,5月份属于大春栽种、保苗的关键期,因而作好5月份的第一场大雨预报,意义非常重大。

为了正确把握这类影响系统的共性和特殊性,本文对2004年5月18日,2006年5月13日,2007年5月16日前2天、前1天和当天的气象数据进行了合成。

表1 楚雄州2000—2007年孟加拉湾风暴引起雨季开始(≥17.0 mm)的降雨情况表单位:mm

2.环流形势分析

2.1 500hPa天气系统演变情况

图1(a)、(b)、(c):2004、2006、2007年孟湾风暴引起楚雄雨季开始前2天、前1天、当天08时500hPa高度场合成图(单位:位势什米)

冬半年在印度半岛到孟加拉湾一带,地面上是一个高压带,高空是南支副热带西风带,在500hpa等压面上不断有南支小槽东移。到雨季开始前期,地面高压带逐渐地转为低于1000hpa的低压带,500hpa高空东亚环流形势也发生了调整,南支副热带西风带北移,副热带高压和赤道辐合线系统控制了30°N以南的低纬地区,冬半年在印度—阿拉伯半岛之间的高压移到伊朗—巴基斯坦之间,并向西藏高原西侧伸出一个高压脊,有时在南疆形成闭合中心。此脊前部盛行西北气流和偏北气流,对脊前槽后冷平流南侵起到了引导作用。孟湾风暴形成时,从地面到500hpa孟湾均为低值区,系统深厚。

分析这三年的500hPa高度场合成图,可以看到,系统影响楚雄的过程,是孟湾5800gpm深厚低中心不断东北移的过程。从500hPa高度场合成图 (图1(a)、(b)、(c)),可以看到系统影响前2日08时的副高5880gpm较强,西脊点到达云南省东南部,滇南为5870gpm控制。孟湾风暴5780gpm中心已经在孟加拉89°E登陆,5800gpm范围较大,延伸到海上,说明孟湾风暴比较强大。系统影响前一日,副热带高压东退,5870gpm东南退到滇东南,登陆后的风暴中心东移到92°E,中心值减弱为5800gpm。系统影响当日,副热带高压5870gpm少变,5860gpm略有增强,风暴中心北移并加强。

分析这三年08时500hPa全风速合成场 (图2(a)、(b)、(c)),可以看到在风暴中心前方有高空槽,槽前的西南气流维持10—13m/s,在系统影响当日西南气流最为强盛,输送了充沛的水汽,槽后的偏北风引导了冷空气的南下,引发强降水。

图2(a)、(b)、(c):2004、2006、2007年孟湾风暴引起楚雄雨季开始前2天、前1天、当天08时500hPa全风速合成图(单位:m/s)

2.2 700hPa天气系统演变情况

图3(a)、(b)、(c):2004、2006、2007年孟湾风暴引起楚雄雨季开始前2天、前1天、当天08时700hPa合成图(单位:hPa)

分析700hPa高度场合成图 (图3(a)、(b)、(c)),可以看到系统影响前2日08时,高原东南部有东东北—西西南向的切变,并且切变连接到风暴中心,孟湾风暴已经登陆,中心值为3080gpm。北方高压在青海,我省为西南气流控制,3120gpm达到云南北部,经向度较大。系统影响前1日,随着副热带高压的减弱,风暴低值区控制了孟加拉湾到云南西部及高原南部,北方高压从青海东部、甘肃南压到达四川,系统影响当日,北方高压南压到四川,切变到达云南境内。

从合成图来看,高原到四川的高压一般比较强,到达四川的高压达到3170gpm,路径为偏东路径。副高稳定或偏强,经向度较大,副高外围有持续的偏南气流为强降水提供充沛水汽。在整个过程中,一直有3120—3130gpm的副高脊维持在两广一带,而北方高压有主体偏东、强度偏强的特点。

3.物理量场分析

3.1 700hPa水汽通量分析

通过对这三年700hPa水汽通量沿101.5°E剖面合成图的分析 (图4(a)、(b)、(c)),可以看出系统影响前2日08时,我省上空的水汽输送带从低层向上伸到450—400hPa,十分深厚,高、低层分别有一个水汽输送中心,高层输送中心在四川南部到云南北部,高度为650—450hPa,中心强度达到 7g·s-1·cm-1·hPa-1,低层输送中心在滇南,高度为750—650hPa,中心强度达到7g·s-1·cm-1·hPa-1,这和副热带高压较强、经向度较大有关。系统影响前1日,低层水汽输送中心范围扩大到整个云南省,高度仍为为750—650hPa,中心强度不变,高层中心向上收缩到550—500hPa,中心强度减小为6 g·s-1·cm-1·hPa-1,这是由于副热带高压的减弱引起的,副高的减弱比较缓慢,到系统影响时,我省上空深厚的水汽强度增强,700hPa上中心强度达到8g·s-1·cm-1·hPa-1,我省北部到四川南部在700 hPa的水汽输送逐渐变小,只有4g·s-1·cm-1·hPa-1,并且变化梯度非常大,这与北方高压南压是一致的。

从700hPa水汽通量合成图 (图5(a)、(b)、(c))上,可以明显看到700hPa水汽输送的变化。可以看到,系统影响前2日,与风暴中心一致,在缅北有10g·s-1·cm-1·hPa-1的水汽输送中心,随着副热带高压的减弱和北方高压的南压,此中心值向东南延伸到我省南部并向东南方向移动。在移动过程中,楚雄一直处于大值中心的边沿,特别是影响前一日和当日,楚雄的水汽通量值达到7-8g·s-1·cm-1·hPa-1,而且水汽输送中心通过云南,云南大部都为水汽输送大值区控制,引起了楚雄乃至云南的大范围强降水。

图5(a)、(b)、(c):2004、2006、2007年孟湾风暴引起楚雄雨季开始前2天、前1天、当天08时700hPa水汽通量合成图(单位:g·s-1·cm-1·hPa-1)

3.2 500hPa温度场分析

雨季开始前,原来位于40°N以北中纬西风带上的平均槽脊发生了调整,原来在贝加尔湖西部地区的浅脊区已形成了低槽活动区,乌拉尔山附近出现了高压脊。脊前冷槽不断东移,移过新疆到酒泉与河套之间时,槽不断加深,槽底部可伸到30°N附近地区,同时在高原上空往往有小槽配合东移,槽后冷平流可一直入侵到云、贵、川地区,是雨季开始期的主要冷空气来源。分析这三年08时500hPa温度合成场 (图6(a)、(b)、(c)),可以看到明显的冷空气活动。冷空气在系统影响前1日加强并南下达到四川南部,系统影响当日冷空气继续加强南下,并在云南北部到四川南部形成一个明显的锋区,冷空气到达云南,配合输送充沛的水汽,引发强降水。

图6(a)、(b)、(c):2004、2006、2007年孟湾风暴引起楚雄雨季开始前2天、前1天、当天08时500hPa温度合成图(单位:℃)

4.小结

(1)孟湾风暴影响造成楚雄州汛期第一场大雨的过程是太平洋副热带高压稳定或偏强,500—700hPa上有孟湾风暴在90°E附近北抬登陆,700hPa上高原东南侧有东东北—西西南向切变线与登陆的低中心连接,高原东部到四川的高压偏强的大背景下产生的。

(2)孟湾风暴影响造成楚雄州汛期第一场大雨的过程中,副高经向度较大,一般有强—减弱—维持的趋势,为风暴的登陆、东移提供了动力条件,从而引发云南的强降水。

(3)500hPa上高原东部的高空槽引导冷空气南下,冷空气路径为偏东路径,即从高原东部经甘肃、四川中东部进入我省。水汽通量显示水汽输送带中心和登陆的风暴中心一致,北抬登陆后东移经过云南,为云南大范围强降水提供充足的水汽。

[1]朱乾根等.天气学原理和方法 [M].北京:气象出版社,1980.

[2]尹文章,王金萍.楚雄州2004年第一场大雨的预报分析研究 [J].云南气象,2006,(1).

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[4]陶云,郑建萌,万云霞,刘瑜.云南雨季开始期演变特征分析[J].气候与环境研究,2006,11(2):229—235.

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Impacts of the Bengal bay storm on the beginning of monsoon in Chuxiong

WANG Jin-ping1.2;XU Shun-qiong3;LI Hong-bo2;YANG Ruo-hua2
(1.Department of Atmosphere Science,Yunnan University,Kunmin 650091,China;2.Chuxiong Meteorological Observatory,Chuxiong 675000,China;3.Department of personnel,Chuxiong Normal University,Chuxiong 675000,China)

This paper analyze three process of the first strong rainfall during the flood season in Chuxiong influenced by the Bengal bay storm after the year 2000.It is found that the Bengal bay has a solid low -pressure centre landing at 90°E at 500 to 700hPa,and the southeast of plateau has an east northeast to west southwest shear line connected to the landing low -pressure centre at 700hPa.The subtropical high which control Guangdong Guangxi and Southeastern of Yunnan is stronger and has a larger longitude,and the high pressure from eastern part of plateau to Sichuan trend to strong.The subtropical high has a trend to strong-weaken-maintenance.The upper level trough appears in the eastern part of plateau at 500hPa,and then steered cold air southward movement.The cold air passes through Gansu and central eastern of Sichuan and access to Yunnan province from eastern part of plateau.The moisture flux shows that wind moisture transport belt center in accordance with landing storm center.The storm lands by jumping northward and then move eastwards passing through Yunnan,provides abundant moisture for large-scale strong rainfall in Yunnan.

The Bengal bay storm;beginning of monsoon;water vapour transport

P44

A

1671-7406(2011)09-0086-06

国家自然科学基金地区基金项目 (40965002);云南省自然科学基金资助项目(2005D0077M2)。

2011-05-12

王金萍 (1972—),女,高级工程师,学士,主要从事中短期天气预报工作。

(责任编辑 徐成东)

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