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2016年贺兰山一次短时暴雨天气个例分析

更新时间:2009-03-28

暴雨等强对流天气是石嘴山市主要的灾害性天气,由于境内特殊的地理地形,每年强对流天气引发的短时强降水、冰雹、洪涝等频繁发生,造成的经济损失和人员伤亡逐年增长[1]。特别是每年汛期(6—8月份)贺兰山沿山由于短时暴雨天气,往往造成山洪暴发,给人们生命和财产安全带来严重损失,同时,由于短时强降水的突发性和局地性,给预警预报造成了很大困难。许多气象工作者对暴雨等强对流天气进行了预报分析[2—11]。例如,丁建军[4]等利用中尺度数值模式MM5对2003年7月31日宁夏固原暴雨天气过程进行了数值模拟,发现模式能较好地模拟出这次天气过程的影响系统及其演变,揭示了常规观测中无法分析到的中小尺度天气系统。冯晋勤[8]等对福建西部山区短时暴雨的雷达回波特征及对应的中小尺度系统进行了分析,得出短时暴雨的雷达回波按降水类型可分为大陆强对流型降水和热带海洋型强降水的结论。王啸华[11]等利用FY-2C卫星红外辐射亮度温度资料、多普勒天气雷达资料、加密自动站资料、NCEP再分析资料、常规观测资料对2009年7月7日发生在南京地区的一次短时大暴雨过程的中尺度特征进行分析,结果表明,在有利的天气尺度背景形势下,多个中尺度对流系统在南京合并,合并后的中尺度对流系统强度强、移速慢,造成了南京地区的强降水。但气象工作者对预警指标研究较少,2016年8月,石嘴山地区出现了4次强对流天气,其中3次造成较大灾情,本文应用常规观测资料、多普勒天气雷达产品、区域自动站加密资料,结合 NCEP(1°×1°)再分析资料,选取 2016 年 8月16日大武口境内贺兰山大风沟短时强降水引发山洪过程进行分析,旨在为今后此类强降水天气的预报提供参考依据,为预警提供发布指标,对于提高城市防灾减灾能力具有重要意义。

1 天气实况与灾情

2016年8月16日下午到前半夜,石嘴山市出现强对流天气,并伴有短时暴雨、雷电、雷暴大风等灾害性天气。8月16日17:00至17日08:00,有18个自动气象站累计降水量超过20 mm,有6个自动气象站累计降水量超过30 mm,有2个自动气象站累计降水量超过50 mm。最大累计降水量出现在明水湖农场,为61.5 mm,最大小时雨强出现在大风沟,为49.2 mm/h。从逐时降水量来看,贺兰山沿山大风沟 22:00—24:00 降水量 52.9 mm, 仅 22:00 1 h降水量为49.2 mm,引发了贺兰山沿山小风沟山洪,造成1人死亡,1车被山洪冲走。

马克思认为,在不同的经济和社会环境中,人们生产不同的思想和文化,思想文化建设虽然决定于经济基础,但又对经济基础发生反作用。学习马克思主义这一思想就要巩固马克思主义在意识形态领域的指导地位,发展社会主义先进文化,加强社会主义精神文明建设,把社会主义核心价值观融入社会发展各方面,推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展,不断提高人民思想觉悟、道德水平、文明素养,不断铸就中华文化新辉煌。社会主义核心价值观和“推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展”命题的提出,是马克思主义这一思想在当今条件下的新境界。

2 环流形式及影响系统分析

此次强降水过程开始前,8月 16日 08:00 500 hPa高空图上(图1)的形势,欧亚范围为“两槽一脊”型,巴尔喀什湖到贝加尔湖以西为一低槽,贝加尔湖以东至鄂霍次克海为一低槽,其间贝加尔湖至我国蒙古新疆一带为高脊,沿槽前西北气流不断有冷空气下滑影响河套地区。副热带高压异常强盛,584线控制整个中国大陆,石嘴山位于副热带高压588~584 gpm 的高能高湿区里,T-Td<5℃;从 700 hPa来看,308线沿我国西南地区一直伸向石嘴山地区,沿308 gpm有西南低空急流生成,至16日20:00,500 hPa在石嘴山地区有一个小槽,在高原东部至河套西部有低涡生成,在石嘴山和银川之间有一偏东风和西南风之间的暖式切变,地面图上,石嘴山市处在地面热低压和北部冷高压之间的锋区里,有弱冷空气不断扩散南下。

3 探空资料分析

从 08:00及 20:00上游民勤站(图 2)和银川站的T-log p图(图略)来看,民勤站08:00整层为高湿区,550 hPa以下、350 hPa以上为相对较干区,550 hPa和350 hPa之间为湿区,K指数为34℃,沙氏指数为0.88℃;到20:00,500 hPa以上为干区,500 hPa以下为湿区,不稳定能量加大,K指数为41℃,沙氏指数为1.89℃,呈上干下湿的倒喇叭状。银川站08:00及20:00和民勤站有些相似,但银川站08:00高层比民勤站更干些,20:00呈上干下湿的倒喇叭状,不稳定能量面积比民勤更大。银川站08:00 K指数为37℃,沙氏指数为-1.41℃;20:00 K指数为43℃,沙氏指数为-1.75℃。

图8给出2016年8月16日大武口沿山暴雨点大风沟(106°E,39°N)涡度、散度时间-高度垂直剖面图。从图8a中可见,16日20:00,500 hPa以下均为正涡度区,在700 hPa存在一个大的正涡度中心,最强中心值为6×10-5s-1,此时高空200 hPa负涡度区强度达到最强,最强中心值为-4×10-5s-1。分析图8b散度时间剖面图可以看出,从16日20:00开始,700 hPa以下的负散度和中高层 (300~600 hPa)的正散度都增强,在22:00左右,在800 hPa形成一个强的辐合中心,中心值为-3×10-5s-1,在600 hPa形成了辐散中心,中心值为1×10-5s-1。高层辐散、低层辐合更有利于水汽的抬升和不稳定能量的释放,为强降水提供了必要的物理条件,这种抽吸作用增加了局地对流的不稳定性。

  

图1 2016年8月16日20:00 500,700 hPa高空图及地面图

  

图2 2016年8月16日民勤站08:00及20:00探空图

[2]纪晓玲,穆建华,周虎,等.45 a来宁夏雷暴气候统计特征及趋势分析[J].中国沙漠,2009,29(4):744-749.

保持房间空气新鲜,每日通风换气,季节交替天气变化时注意保暖,不宜使用空调,特别是给宝宝沐浴时要注意水温和保暖。

4 雷达资料分析

4.1 雷达反射率因子

从雷达反射率因子时序演变图(图4)来看,此次石嘴山强降水回波为带状回波,主要对流单体有3个,第一个对流单体在20:52达到最强,强度为55 dBZ,强回波主要在大武口明水湖农场至贺兰山沿山大风沟、小风沟一线,从 21:03—21:43,对流单体原地减弱消散;21:52分别有2个较小的对流单体在大风沟和小风沟发展至最强,强度仍为55 dBZ,回波顶高11.0 km,垂直累积液态含水量为13~15 kg/m2,此时小风沟和大风沟降水达到最强。此后,此强度的对流单体一直维持了15 min的时间,虽然维持时间不长,但降水强度非常大,导致山洪暴发。22:15后,降水趋于减弱。23:00后,随着中尺度对流单体东移,覆盖沿山一带的回波已完全减弱,降水趋于结束。在强降水时段,回波强度55 dBZ,回波顶高11 km,垂直累积液态含水量在13~15 kg/m2,强回波维持时间为15 min。

  

图3 2016年8月16日民勤站修正大武口探空图

 

表1 宁夏分级降水指标对比(1 h≥30 mm)

  

物理量指数 指数阈值/强过程概率 8月16日08:00 8月16日20:00总指数(TT) >42/66% 43 45 K 指数(K) >30/67% 37 43修正K指数(MK) >30/66% 38 44.5杰弗逊指数(JI) >138/67% 134.1 185.7沙氏指数(SI) <0/33% -1.41 -1.75 Faust数(Faust) -2~-24/50% -20.4 -15.3 Barber对流不稳定指数 <0/49% 12.0 -90.9最大抬升指数(LImax) <0/49% 1.4 1.8对流稳定度指数(BI) <-20/75% -11.2 -17.8潜在下冲气流指数(MDPI) <2/58% 1.1 1.2整层比湿积分(IQ) >2 880/42% 4715.0 4 488.4干暖盖指数(Ls) <-45/42% -55.3 -57.7对流凝结高度(CCL) >700/50% 830 747对流凝结高度处温度 >700/50% 20 15.4强天气威胁指数(SWEAT) >150/50% 263.3 9 999风暴强度指数(SSI) >235/42% 253.3 246.4雷暴指数(SWISS00) <2/50% -0.3 9 999粗理查森数切变(Shr) >5/67% 66.7 12.6风暴相对螺旋度(SRH) >0.2/33% 0.3 0.5

4.2 短时强降水时段径向速度场的特征分析

在雷达径向速度图上(图 5),20:58,沿贺兰山出现了一条东西向气旋式切变辐合带,切变辐合带在原地维持,21:35,在一片正速度区中出现了负速度区,即出现了逆风区,逆风区的出现表明此处的风向发生了剧烈的变化,产生了强烈的风切变,具有明显的辐合和辐散。逆风区出现在贺兰山沿山小风沟和大风沟所在地,21:52,逆风区达到最强,小风沟和大风沟出现了短时强降水,此时回波强度为55 dBZ,回波顶高在11 km,垂直累积液态含水量为13 kg/m2,使得大风沟22:00出现了1 h 49.2 mm的短时强降水。此后,逆风区减弱消失,23:00后,降水结束。

由此可见,逆风区的出现,对强降水有一定的指示意义,可作为短时强降水和雷雨大风等灾害性天气预报的重要判据之一。此次逆风区出现时间较强降水发生提前约20 min。

4.3 雷达风廓线产品分析

(3)从雷达资料来看,此次短时暴雨主要受3个对流单体影响,在强降水时段,回波强度55 dBZ,回波顶高11 km,垂直累积液态含水量在13~15 kg/m2,强回波维持时间为15 min,并且出现了逆风区,逆风区的出现,对强降水有一定的指示意义,可作为短时强降水和雷雨大风等灾害性天气预报的重要判据之一,此次逆风区出现时间较强降水发生提前约20 min。

5 物理量场分析

5.1 水汽条件分析

[6]胡文东,丁建军,刘建军,等.宁夏一次局部强降水中尺度时空特征合成分析[J].宁夏工程技术,2004,3(3):225-230.

  

图4 2016年8月16日20:52—22:02雷达反射率因子时序演变图(dBZ)

  

图5 2016年8月16日强降水时段雷达径向速度图(m/s)

  

图6 2016年8月16日20:04—20:58雷达风廓线图

  

图7 大武口单站水汽通量和水汽通量散度时序图

5.2 动力条件

用大武口 08:00、20:00 气压、温度、露点修正民勤站探空图,得到修正后的大武口08:00、20:00探空图 (图3),可以看到,修正后08:00 K指数为39.5℃,沙氏指数为-2.75℃,CAPE值为3 472 J/kg;20:00 K指数为40.9℃,沙氏指数为-1.86℃,CAPE值为3 075 J/kg。探空的主要特征是:对流层中低层550 hPa以下水汽含量较充足,地面温度高 (大于31℃);对流层中高层500 hPa以上相对冷干,与对流层低层构成上部干冷、下部暖湿的对流不稳定层结。

5.3 稳定度条件

  

图8 2016年8月16日沿39°N的涡度、散度时间-高度剖面图(10-5s-1

  

图9 2016年8月16日沿39°Nθse时间-高度垂直剖面图及θse850-500

分析8月16日大武口沿山暴雨点大风沟(106°E,39°N)假相当位温θse时间-高度垂直剖面图可以看出(图 9a),14:00后暴雨区内 500 hPa以下都在 350 K以上,在550 hPa为最小值中心(350 K),在高空冷平流的作用下,大量不稳定能量在短时间内得以释放,致使大武口沿山大风沟出现了暴雨。为了进一步了解这次强降水天气过程的位势不稳定特征,对500 hPa的 θse和 850 hPa的 θse的差值 (以下简称θse850-500)进行分析(图9b),大武口沿山暴雨点大风沟(106°E、39°N)处于 θse850-500的大值中心区,最大中心值为12℃,且梯度较大,即处于强对流不稳定区与弱对流不稳定区的交界区。说明暴雨发生前存在着强的对流不稳定,而低层不稳定配合强的上升运动,造成了强烈的湿对流不稳定,是大暴雨产生的原因之一。

1.4 统计学方法 选择SPSS 19.0软件分析和统计本实验相关数据,计数资料选择卡方检验,计量资料则选择t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

6 结论

(1)2016年8月16日宁夏北部贺兰山沿山局地短时暴雨是在副高异常强盛的大尺度环流背景下,宁夏北部地区处在副热带高压高能高湿区及北部冷空气激发出强对流系统交绥于宁夏北部上空的结果。

[4]丁建军,胡文东,陈晓娟,等.2003年7月31日固原暴雨天气数值模拟[J].干旱气象,2004,22(1):38-43.

由雷达风廓线产品可以判定降水云系的演变过程(图6),当风廓线图出现数据时,预示有天气过程在触发生成,20:04,雷达风廓线产品已出现数据,20:58开始,低层已有暖平流,且1.8 km处出现14 m/s的低空急流,1.2~1.8 km的风切变较大,低空急流和风切变从21:09至21:57一直持续将近1 h的时间。

(4)物理量资料分析表明,强降水时段,水汽的强辐合(中心值为-2×10-5s-1)、中低层辐合(中心值为-3×10-5s-1)、高层辐散(中心值为 1×10-5s-1)的配置结构以及大武口沿山暴雨点大风沟(106°E,39°N)处于 θse850-500的大值中心区(最大中心值为12℃),且梯度较大(即处于强对流不稳定区与弱对流不稳定区的交界区),导致了短时强降水的发生。

2.3 “uWS-MI”软件应用满意度 两名医师对“uWS-MI”界面友好性、时效性及操作便捷性,系统的稳定性和可靠性,系统数据管理的满意率均为100%。

参考文献:

[1]冯建民,胡文东,陈楠,等.宁夏天气预报手册[M].北京:气象出版社,2012:74-77.

在固定阳离子试剂与ESESO的物质的量比为 1.2∶1,反应温度为85 ℃,溶剂用量为40%时,考察反应时间对产率的影响(见表3)。

从宁夏探空物理量指数总结指标(表1)与本次过程指数对比来看,仅有3项不符合指标(Barber对流不稳定指数、最大抬升指数、对流凝结高度处温度),有17项符合指标。

[3]纪晓玲,贾宏元,沈跃琴.2002年6月7—8日宁夏区域性暴雨天气过程分析[J].干旱气象,2004,22(2):17-22.

(2)探空的主要特征是:对流层中低层550 hPa以下水汽含量较充足,地面温度高,对流层中高层500 hPa以上相对冷干,与对流层低层构成上部干冷、下部暖湿的对流不稳定层结。

[5]丁永红,王文,陈晓光,等.宁夏7—8月暴雨发生次数与北太平洋海温的相关分析[J].中国沙漠,2009,29(1):168-173.

从大武口单站水汽通量和水汽通量散度的时序图来看(图 7),16 日 14:00—20:00,水汽通量大武口境内850 hPa有一个强的水汽通道,水汽通量的大值区中心时段在14:00(图7a),且大武口处于干湿交界等比湿线密集区内。700 hPa以下20:00前后有个强水汽辐合区。到20:00,虽然水汽通量值有所减弱,但水汽通量散度依然是强辐合中心,由此说明在降水过程发生前有个明显的增湿过程,降水过程发生后,局地有一个强的水汽辐合,为这次局地暴雨天气过程提供了充沛的水汽条件。

1963年,苏联科学院提出用激光引发核聚变的建议,并于1968年用激光照射氘—氚靶产生了核聚变,证明了该理论的正确性。中国科学院从二十世纪60年代起就已开始准备激光聚变的研究。1972年,美国学者首次公布了聚爆理论。根据这一理论,激光除了可使靶丸加热外,还能使靶芯压缩,成千倍地增加靶芯密度。

这里所谓的活译法包括直译加意译法和传神的巧妙的表达法。由于广告语常常使用双关、谐音等修辞手法,加上文化背景、民族心理的差异,两语受众的认知环境往往不尽相同,有时差别很大,同一信息与两者的关联点就有所不同。所以,为了给译文读者提供最大的语境效果和最佳关联,使其以最小的处理努力理解广告词,从而“引诱读者,要他掏出钱来买东西”,大多数情况下就有必要考虑变通翻译手段,或改写,或重写,或增删信息,以求实现广告翻译的目的和功能。

[7]纪晓玲,桑建人,杨侃,等.贺兰山东麓暴雨环流统计预报模型[J].干旱区资源与环境,2009,23(8):104-109.

项目为传统的方块式重力式码头,后方棱体布置轨道梁,桩基深度为-32米,总长度34米,穿过棱体深度18.5米,剩余15.5米为原始海床。按照传统施工思维,边安装大方块,边抛后方棱体,待棱体施工完毕后,开始桩基施工。通过反复论证,若采用先抛填码头后方棱体,再在陆上进行钻孔灌注成型,桩基贯穿棱体石层和海床沙砾层,两类土层均对桩孔孔壁稳定成型很不利,且单个棱体强度高,在钻孔施工中容易出现卡钻,扩孔、塌孔等不利情况。针对现场施工情况,施工船舶可充分利用,采用先打钢护筒,后抛填棱体即可减少以上情况的发生。因此改进施工工艺势在必行。

[8]冯晋勤,汤达章,曹长尧.福建西部山区短时暴雨雷达回波特征及中小尺度系统分析[J].气象,2014,40(3):297-304.

[9]王艳兰,孙莹,熊文兵,等.桂林地区短时暴雨自动监测预警系统研究[J].自然灾害学报,2011,20(3):163-168.

[10]孙莹,王艳兰,唐熠,等.短时暴雨天气雷达回波概念模型的建立[J].高原气象,2011,30(1):235-244.

[11]王啸华,吴海英,唐红异,等.2009年7月7日南京短时暴雨的中尺度特征分析[J].气象,2012,38(9):1060-1069.

 
周翠芳,陈佳迪,李晓虹
《宁夏工程技术》 2018年第01期
《宁夏工程技术》2018年第01期文献

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