引发北京局地暴雨的近地层辐合系统的形成与作用研究
由近地面层切变线(或辐合线)引发的局地暴雨是北京夏季一种较为常见的天气类型.利用常规气象资料、数值预报产品很难正确把握降雨出现的时间、落区和量值的大小.本文针对典型局地暴雨天气过程,利用北京S波段多普勒天气雷达(CINRAD-SA)监测资料、风廓线仪、微波辐射计、北京加密自动站观测资料,以及常规地面、高空探测资料进行精细分析,诊断识别出造成局地暴雨诱发系统-地面辐合线,分析其与雷达窄带回波形成、发展,造成强降雨过程,以及降雨落区的关系.分析强降雨发生前期的天气形势背景、温/湿条件、环境大气对流稳定性、风在垂直分布等演变特征.探讨了近地面层辐合系统与降雨强度及落区的关系,对探测资料如何运用于预报业务做了有益的尝试.研究得出:(1)北京出现的β中尺度暴雨与高空槽东移南下、山东地区低涡发展北移其北部的偏南风增强后,暖湿输送带增强西伸,两者之间过渡带的大气斜压性加强有密切关系;与地面冷锋前部暖区暖输送带上地面层局地辐合系统有关.而地面层局地辐合系统的形成、发展决定着降雨强度、落区和影响时间.(2)降雨前期700hPa以下北京处于由南向北伸的暖湿输送西北侧,近地面层为明显的增暖、增湿明显,北京处于为湿斜压不稳定条件增强区域.(3)对流有效位能CAPE的时间变化曲线分析表明:降雨前期CAPE呈快速上升趋势,降雨前1.5小时达最大.,降雨开始后CAPE陡降至零.中等强度的对流有效位能CAPE(1500-2000J/kg)更有利于高降水效率和强降雨天气的形成.(4)利用北京地区地面逐时加密自动站资料分析地面流场和温度距平(扰动)场分布特征,发现降雨前3小时开始近地层有冷空气侵入,并出现东北风与东南风的切变线.(5)利用雷达回波的生成和变化特征分析自动站5分钟加密雨量资料分析中尺度雨团的发生、发展和影响特征、以及与边界层辐合系统的关系.并通过对北京南郊S波段雷达1.5°仰角径向速度图分析得出,直径约3-4km的γ中尺度涡旋是造成16:30前后西南三环玉泉营、新发地附近出现最大降雨的直接影响系统.(6)雷达风廓线仪的风垂直分布的时间变化图(见图12),可以捕捉到各层的风的不连续变化,冷、暖平流,以及各层系统过境时间,以此分析判断天气系统的影响时间,对于准确预报天气的发生是非常重要.
切变线 局地暴雨 中小尺度系统 近地层辐合系统 天气预报
李青春 郑祚芳 李耀东 曹晓彦 程丛兰
中国气象局北京城市气象研究所,北京,100089 北京航空气象研究所,北京,100085
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1-13
2010-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）