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吴忠市一次局地暴雨天气的雷达回波特征分析

更新时间:2009-03-28

暴雨一般指1 h降雨量16 mm以上,或连续12 h降雨量30 mm以上,或连续24 h降雨量50 mm以上的降水,它是宁夏夏季经常出现的强度很大的降水形式。暴雨的特点是落点分散、时间短、强度大、局地性强,危害程度十分严重,对国民经济和人民生命财产有很大影响。暴雨造成的灾害分布也有明显的区域性特点,其造成的灾害主要有山洪、泥石流、崩塌和山体滑坡等形式。例如,1998年5月20—21日,宁夏普降大到暴雨,特别是贺兰山麓降了百年不遇的特大暴雨。5月20日15:00—21:00,贺兰县金山地区降水达167.8 mm,导致特大山洪暴发,苏裕口最大洪峰流量达440 m3/s。来势凶猛的洪水,给农业和人民生命财产造成了巨大损失。据不完全统计,石嘴山、银川、吴忠、中卫市等地大面积作物被湮没,淹死或冲走羊只等近万只(头),倒塌或损毁房屋数千间,大量道路及水利设施损毁。灾害造成的经济损失难以估计,12人因暴雨山洪死亡。多年来,宁夏气象工作者先后从不同的方面对暴雨的形成及影响机制进行了研究[1-4],得出了很多宝贵的经验。但由于常规观测资料有限,时空分辨率不高,且对中小尺度天气系统难以捕捉,因此,用其对局地暴雨进行预报仍存在一定的难度。而多普勒天气雷达则是研究小尺度天气必不可少的探测工具之一。本文主要利用多普勒雷达资料对2017年6月4—5日发生在宁夏吴忠市的局地暴雨过程进行分析,以期能够为局地短时强降水预报预警提供参考。

1 天气实况与灾情

2017-06-04T03:00—05T08:00,吴忠市普降中到大雨,局地暴雨,累计降水量在5~104.6 mm。大降水区主要集中在青铜峡市北部、同心县西部和盐池县中部。最大降水中心位于青铜峡市邵岗镇玉泉村,累计降雨量为104.6 mm,达到大暴雨级别。全市有4个自动气象站累计降水量超过80 mm,7个自动气象站累计降水量超过70 mm,20个自动气象站累计降水量超过50 mm,88个自动气象站累计降水量超过30 mm,吴忠市累计降水量分布图见图1。

此次降水,主要降水时间为2017-06-04T19:00—05T02:00,强降水时间为19:00—23:00,有4个自动气象站累计降水量超过80 mm,其小时降水分布图见图2。

2014年是大禹节水集团第二个五年发展战略规划转型的开局之年,公司将以传统的制造业和工程施工为主业的单一运营模式向大力发展现代农业设施连锁经营、水利设计、水利信息化建设、制造业和工程施工四大主要战略方向转移挖潜,将逐步从劳动密集型向技术密集型、资金密集型的方向过渡。全面推进与国内外行业知名企业的战略合作,互利共赢。大力发展渠道建设,拓宽市场覆盖范围,提升市场占有率,尤其是通过战略合作大力开拓海外市场。重点以水利设计、水利信息化建设业务发展提升公司的利润空间。

据统计,暴雨造成利通区20 hm2冬牧70黑麦草倒伏,受灾程度达30%,直接经济损失达18万元;2.1 hm2小拱棚西瓜瓜地淹水,受灾程度达100%,直接经济损失达39万元。同心县336.2 hm2小麦倒伏;房屋进水开裂30户,面积达2 600 m2;牛棚倒塌1户,面积达120 m2。盐池县、青铜峡市、红寺堡区受灾人口3 703人;农作物受灾面积345.6 hm2,其中,农作物成灾面积281.07 hm2,绝收面积3.53 hm2;因灾死亡羊只233只;倒塌房屋1户2间,严重损坏房屋28户108间,一般损坏农房67户149间;共造成直接经济损失256.45万元(其中,农业损失111万元,家庭财产损失131.95万元)。

  

图1 2017年6月4—5日吴忠市累计降水量分布图

  

图2 2017年6月4—5日小时降水量分布图

2 天气形势特征

(3)雷达径向速度图上的正、负速度区的发展变化是预报降水天气过程的重要因子,它表明了风速的辐合和辐散性质。

  

图3 2017-06-04T20:00高、低空急流及暴雨区综合图

3 雷达回波特征

3.1 雷达回波强度演变

从雷达组合反射率因子回波强度演变图分析(图4,图中黑线包围的区域是影响吴忠市降水的回波)可知,2017年6月4日19:00,青铜峡市南部、贺兰山沿山到利通区北部有块状回波发展东移,有对流单体形成,回波强度在45~50 dB,中心强度为50 dB,回波顶高在10 km,位于利通区北部,造成上述地区出现雷阵雨天气。20:00,影响吴忠市的回波缓慢向东北方向移动,强度变化不大。21:00,由于低层东南气流的发展,使得影响降水的回波发展且向西移动,在影响区域有多个强对流单体形成,最大回波中心强度为50 dB,回波顶高在12 km,位于青铜峡市南部和北部,导致青铜峡市气象站、广武火车站小时降水量分别达22.6,22.5 mm。21:30,块状回波发展成带状回波,覆盖青铜峡市,从北到南回波强度在45~55 dB,最大回波中心强度达 55 dB,回波顶高在12 km。22:00,影响降水的回波演变成带状回波东移,强回波位于青铜峡市和同心县,最大回波中心强度为50 dB,回波顶高在12 km,造成青铜峡市甘城子乡和同心县气象站小时降水量分别达20.5,20 mm。22:30,回波东移减弱,回波强度在45~50 dB,最大回波中心强度为50 dB,回波顶高在11 km,造成青铜峡市邵岗镇玉泉村等4个自动气象站小时降水量均达18 mm以上。23:00—24:00,回波向东北移动减弱。5日01:00,永宁县境内回波南压到青铜峡市北部,最大回波中心强度由50 dB减弱到45 dB,回波顶高在10 km,造成青铜峡市邵岗镇玉泉村等3个自动气象站小时降水量均达10 mm以上。5日02:00,最大回波强度减弱到45 dB,回波顶高在9 km,小时降水量也减小到10 mm以下。本次降水出现的主要时段在4日19:00至5日02:00,主要以混合性降水回波为主,回波顶高在9~12km,回波强度在45~55dB,有强对流单体形成,强降水区域与强对流单体对应。

以上两个例子都是对参加高考的考生的鼓励,并不是心灵鸡汤式的励志豪言,仅仅通过“确认过眼神X”构式来表达,这样的表达似乎更加贴心,由此可见该构式的语用价值。

  

图4 2017-06-04T19:00—05T02:00雷达组合反射率因子回波强度演变图

3.2 雷达回波径向速度变化

(1)正速度区中存在负速度区。雷达径向速度图上的正、负速度区发展变化是预报降水天气过程的重要因子,它表明了风速的辐合和辐散性质。对不同时刻、不同仰角径向速度图(图5,标示区为逆风区)进行仔细分析发现,此次暴雨天气过程中,仰角0.5°~1.5°图中正速度区中存在负速度区,且正速度区包围着负速度区;从20:00一直维持到23:00。从4日20:59的径向速度图(图5a)可以看出,低层正速度区面积大于负速度区域的面积,表现出风速的辐合特征;零速度线呈正S型的暖平流特征表明,风随着高度顺转,高层正速度区面积大于负速度区面积,表现出风速的辐散特征。

②要正确选择和安排教学内容,并以教学资源设计的方式导入Moodle系统中。如教师可制作关于三相异步电动机的正反转控制电路的微课视频,上传至教学资源模块,让学生看完微课后,通过自己思考或师生交流得出答案,增加较强的收获感。

4 垂直风廓线演变

2017-06-04T20:00—22:52雷达风廓线演变图上(图6),在1.2~1.5 km高度,风向呈逆时针旋转,有冷平流,而低层冷垫有利于触发上升运动,抬升暖湿空气,且风速随高度的增加而增大;1.5 km高度以上为东南风,1.2km高度为西北风,风速随时间的推移逐渐增大,在1.5km附近有明显的垂直风切变。20:30,从低层到高层均为东南风,在2.4 km以下基本维持一个12 m/s的风速带,发展成低空急流,且急流中心在不断向下伸展,说明东南低空急流一直在为降水的发生提供充足的水汽和能量。持续到23:00,东南气流的长时间维持为暴雨过程提供了极好的水汽条件。从21:00—23:00为最强降水时段,邵岗镇玉泉村3 h降水43.8 mm,可见低空急流的持续出现对短时暴雨的产生有一定的指示作用。

5 结论

(5)利用风廓线产品不仅可以了解在降水发展的不同阶段风场垂直结构的特征,还对分析偏南低空急流与短时暴雨间的前后对应关系非常有帮助。它对监测预报短时强降水也有一定的指导作用。

  

图5 2017-06-04T20:59,21:33,22:30不同仰角径向速度图

  

图6 2017-06-04T20:00—22:52雷达风廓线演变图

[1]纪晓玲,桑建人,马筛艳,等.贺兰山东麓宁夏一次极值暴雨过程分析[J].气象科学,2010,30(3):332-337.

2017-06-04T20:00 500 hPa高空图(图略)上,宁夏受低值系统控制,甘肃省民勤县附近有低涡,西南有切变线,为此次暴雨的产生提供了足够的抬升机制;华北受高压控制,阻挡了河套低值系统的移动,是产生此次暴雨的重要原因;沿576线有西南气流向河套输送,为此次吴忠市局地暴雨提供了水汽和能量。“东高西低”的环流形势是宁夏产生暴雨的典型环流形势,对吴忠市产生强降水非常有利。由高、低空急流及暴雨区综合图(图3,图中HJ为200 hPa高空急流,DJ为700hPa低空急流)可以看出,700 hPa偏南低空急流为此次暴雨提供了充足的水汽及不稳定能量,暴雨区出现在高空急流入口区的右侧与低空急流的左侧,可见,暴雨的发生与高空急流和低空急流有着密切的关系。

参考文献:

(4)从此次径向速度变化来分析,进一步验证了暴雨中心与“逆风区”有很好的对应关系,逆风区存在时间的长短在一定程度上决定了强降水持续时间的长短。逆风区的出现时间较强降水的开始时间提前,这对于暴雨等强对流天气的预警有非常重要的参考价值。

(1)本次降水的主要环流形势为“东高西低”,高、低空急流为此次暴雨提供了充足的水汽及不稳定能量,低值系统中的低涡、切变线为此次暴雨的产生提供了足够的抬升机制。

邵力子从未见黄炎培发这么大的火,当即劝慰道:“黄参政员不必生气,我马上将此事向蒋委员长作一报告,并将你的意见一并转告蒋委员长,相信委员长会有个说法。”

(2)此次降水出现的主要时段在4日19:00至5日02:00,主要以混合性降水回波为主,回波顶高在9~12 km,回波强度在 45~55 dB,有强对流单体,强降水区域与强对流单体对应。

(2)“逆风区”的存在。根据张沛源、陈荣林对多普勒速度图上的暴雨判据研究[5],分析多普勒雷达6月4日20:00至5日02:00 0.5°仰角径向速度演变图发现,近地面(地面至1.5 km)为西北风,1.5 km以上为偏南风,在西北象限东风区出现逆风区,厚度为2 km,水平尺度为 20~25 km。 20:59(图 5a),在贺兰山沿山有逆风区形成,该区域在过去1 h出现了雷雨天气,说明逆风区附近有对流单体活动。21:33(图5b),逆风区缓慢东移,南压到青铜峡市邵岗镇的部分村,面积有所增大。22:30(图5c),逆风区缓慢东移南压,面积有所减小。之后一段时间逆风区一直在减小,5日02:00径向速度图上逆风区消失,在此时间段,邵岗镇玉泉村区域8 h雨量达85.5 mm,最大小时降水量出现在22:00和23:00。由此可见,径向速度图上逆风区存在时间的长短在一定程度上决定了强降水持续时间的长短,逆风区的形成较最大小时降水的发生提前。

[2]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.

[3]纪晓玲,胡文东,刘庆军,等.宁夏一次突发性暴雨中小尺度系统分析[J].宁夏大学学报:自然科学版,2007,28(1):32-36.

2016年中国各个地方开展了去杠杆的监管活动。然而在2016年当年,由于经济增长率进一步下滑到6.7%,各地进行去杠杆任务时存在明显的“放水”现象,到2017年,非金融部门的去杠杆才有了一定成效。根据本文对各个非金融部门的杠杆率和风险进行的分析,本文提出以下建议。

[4]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.

[5]张沛源,陈荣林.多普勒速度图上的暴雨判据研究[J].应用气象学报,1995,6(3):373-376.

既有电气化铁路新增明(棚)洞、隧道接长施工关键技术及经济分析……………………………………………………… 晏才学(1-187)

 
倪丽霞,李娜,贺彦玲,马宁,贾乐,魏月娥
《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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