【doc】深圳“5．11”强对流天气的V-3θ图分析

【doc】深圳“5．11”强对流天气的V-3θ图分析 深圳“5(11”强对流天气的V-3θ图分析 广东气象7 文章编号:IlXI'/一6190(201M)01—0O07—03 深圳"5.1l"强对流天气的V一3e图分析 曹春燕江 (深圳市气象台,深圳 摘要运用v一30曲线结构预测方法,可判断大气滚流对天气的影响,预报出天气的 转折性变 化.本文对深圳市2/)02年5月11日局地强对流天气应用v一30曲线进行分析, 结果明,v,30曲线 对24小时内的强对流天气预测有着较好的指示特征. 关键词强对流V一30曲线大气滚流 中图分类号:P456.1文献标识码:B ,5时,深圳市出现了强对 21302年5月11日2 流天气,降雨区域集中在深圳市的西南面,本站3 小时的累计雨量达63.7mm.这次强对流天气属 局部对流发展所产生,因为除深圳市外,华南其它 地区都没有出现强降水.这次过程凭借普通的天 气诊断和分析,效果较差,欧洲中心和日本数值预 报都未能预报出此次强降水,本文应用V一30曲 ,发现V一3e曲线对24 线结构预测方法进行分析 小时内的强对流天气预测有着较好的指示特征. 深圳市无探空站,本文采用香港站探空资料,旨在 通过分析,对强对流天气的预报提供一些方法. 1V一30简介及物理意义 1.1V一30简介 欧阳首承(1994)经过多年的研究得出,溃变图 在预测强对流天气中具有重要作用,V一3e曲线图 是溃变原理应用的第二防线预测系统,全称为"风 矢不连续与3e非均匀信息预测系统".其主要作 用是用于第一防线即溃变图对灾害性天气预测的 修正.v一3e曲线图在春季强对流天气预报中具 有较大的应用价值. 3e是指e(位温),0(假相当位温),0(相当于 饱和状态下的假相当位温).在垂直和水平方向 分别取P和T建立坐标,将3个e的垂直分布填于 图上,得出3条曲线,这三个物理量均可由探空资 料计算得到;V一3e图中的V为探空资料中风向, 风速的实际观测值,并填画在e线上,因此,V一3e 图是带有各层风矢的3条曲线. 1.2V一30图的结构特征 在v一3e图中,若3条e曲线随P呈线性增 长,则表示运动大气的对流层结构是均匀的,但这 只是一种理想的非实际情况.一般而言,在大气 的中,低层,3条e曲线略向左弯,其中0居左,e居 中,e居右;在大气的中,高层,3条0曲线则向右 倾,并且3条曲线在对流层顶以上接近重合,这是 因为中,低层水汽分布不均和中,高层水汽较少造 成的. 3e曲线尤其是0曲线在200hPa附近呈陡然左 折或者平行于P轴成拐角状态分布,则表示对流 层顶的超低温现象,如在低层有高温与之配合,并 且中层偏湿而高,低层偏干;或者高,低层偏湿而 中层偏干,同时出现垂直方向上风顺时针切变,则 表示未来有强对流天气发生. 2大气的滚流运动 滚流是水利学名词.大气滚流对天气的转折 性变化十分重要.在V一3e图上,中,低层为偏南 风(或东风),高层为偏北风(或西风),为顺时针滚 流;中,低层为偏北风(或西风),高层为偏南风(或 东风),为逆时针滚流.出现顺时针滚流,天气将 发生由好向坏的转折性变化,出现逆时针滚流,是 坏天气转为好天气的特征.把握做滚流,配合水 汽输送,基本上就能把握天气系统的转折性变化. 3强对流天气的v一3e图分析 3.1环流背景 ? 弓{}I铋 8曹春燕等:深圳"5.11"强对流天气的V一30图分布 从10日08—20时的地面图上(图略)可见,华 南中南部地区均处于低压槽内,且低压槽发展,中 南部天气不稳定,大部份地区有小雨;9日08时的 850hPa图上,切变线位于湖南南部到广西北部,并 逐渐南压,到10日20时,切变线南压到广东中部 — 带,同时切变线南侧的西南气流不断加大到 12m/s;500hPa图上,南支槽明显东移,槽前的西南 气流加大,到10日20点,香港站的西南风加大到 20m/s.较强的西南气流提供了丰富的水汽. 3.2前期局地气象要素分析 从8日开始,地面吹偏南风,水汽压逐日上 升,气温也不断升高到30%以上,地面气压两天内 下降了3.1hPa,这种近地层的增温,增湿,气压下 降,有利于深圳市上空气柱能量累积和强对流天 气的发生(图1). 图17,11日14时气象要素变化图 图2香港站10日08时V一3e曲线图 (左起分别为0曲线,曲线,0曲线) 3.3强对流天气发生前的V一3e图分析 从香港站10日08时V一3e曲线图(图2)和 20时v一3e曲线图可分析出如下情况: (1)由图2可见,o,,o曲线在900hPa以下 向右倾斜,表现为稳定层结,这有利于近地面水汽 积累,并加大了气柱对流不稳定; (2)到10日20时(图3)„o,0在1000— 500hPa间为不稳定,曲线向左倾斜,呈明显的对流 不稳定(<0),表明大气层结向不稳定方向发 L,已 展,而且00曲线在500hPa以下近似垂直于温 度轴(图3)或与温度轴成钝角,o,o曲线基本为 准平行分布,表明中低层的层结极不稳定,大气湿 度很大; 图3香港站1015120时V一3e曲线图 (3)从图2和图3可见,0曲线分布不均匀,分 别在700hPa,400hPa和200hPa附近有波折,有一超 低温层结出现(曲线向左折),这是强对流天气发 生的前兆; (4)0„0曲线在500hPa附近距离较大,而在 500hPa以下和500hPa以上距离较近,说明高,低层 偏湿而中层偏干,而且0>340K,有强对流天气发 生的显着特征;l0一0l差值很小,表明气层中水 汽的饱和程度相当大,有利于发生不稳定的强降 水; (5)从风场的分布可见,400hPa以下的东南一 偏南一西南风和400hPa以上的偏西一西北风构成 了深厚的顺时针滚流(图2,3),说明天气将由好转 坏. 以上的v一3e曲线垂直分布状况表明深圳市 发生强对流天气的酝酿阶段已经完成,24小时内 将有强降水发生. 3.4强对流天气发生后的V一3e图分析 从11日08时的v一30曲线图(图4)上可见,0 曹春燕等:深圳"5.11"强对流天气的v一30图分布9 曲线有多个波折,属于不均匀结构;e,e曲线距 离虽然也很近,但是它们表现为稳定层结,且底部 又为325K;风速分布不均,虽然从1000hPa到 700hPa是东北风的偏东分量与偏西风构成了顺时 且700hPa到500hPa的偏 针滚流,但其层次较浅, 西风和西南风却构成了逆时针滚流,它们相互之 间有削弱作用,这种形势不利于强对流天气的发 生,实况表明,111308时到121308时24小时内 我市并无明显降雨出现. P(hpa) )" 图4香港站11日08时V一30曲线图 4小结 通过对以上分析可知,局地的强对流天气用 普通的天气分析和诊断很难预测出,但是v一3e 曲线图能很好地预报出24小时内的强对流天气, 主要结论如下: (1)850hPa切变线南压和中低层暖湿西南气 流维持是5.11强对流天气发生的有利环流背景. (2)局地增温,增湿,气压下降是深圳市5.11 强对流天气发生的必要条件. (3)v一30曲线图在700hPa,400hPa和200hPa 附近有超低温层结出现,垂直方向出现了低层偏 南风,高层偏西风的顺时针风向切变,le一el的 差值在中间层较大,而在高低层较小,呈现一种中 间偏干,上下偏湿的蜂腰式结构,e—e曲线在 500hPa以下与温度轴钝角或近似垂直于温度轴, 这说明了大气湿度很大,处于很不稳定状态,有利 于强对流天气的发生. 应用文献[1]中的方法来预报强对流天气对 于无探空站的深圳市来说,是一种新的尝试,由于 积累的资料少,上述结论还有待于在今后的工作 中进一步检验和完善. 参考文献 1欧阳首承.天气演化与结构预测.北京:气象出版社,1998 AnAnalysisof"5?11"StrongConvectiveWeatherOccurrencein ShenzhenUsingV——30Diagrams CaoChunyanJiangYin (ShenzhenMeteomloglcalObservatory,Shenzhen518001) AbstractThestructuralforecastingtechniquebasedontheV一30diagramscanbeusedtoidentifytheim— pactofa缸Tl0spheIicroilingtotheweatheroccurrences,andbeabletoforecastreversalchangesinweat herevoltl tion.sanic1eistoanalyzelocalizedstrongconvectiveweatheroccurrencesinShenzhenon11 May2002,using V一3e山卵舢.TheresultsshowthattheV一30diagramsareindicativeofforecastingstrongconvectiveweather occunnceswithin24hoU.F,orheavyprecipitationinanareawithoutsoundingobservation,theadjacentsounding Canalsobeusedtoforecasttheweatherphenomenon. KeyWordsStrongConvectionDiagramsAtmosphericRolling