渭河流域一次对流性暴雨过程的卫星云图特征分析

摘要

本文应用常规资料、FY-2E 每小时一次的红外云图和反演产品云顶亮温TBB、1 小时地面自动站及加密站资料，分析渭河流域盛夏期一次对流性暴雨过程中的中尺度云团特征及造成的暴雨落区分布，力求寻找出对渭河流域暴雨预报有指示意义的特征因子，为做好该流域暴雨预报提供条件。这次暴雨过程主要出现在渭河中下游和黄河小北干流地带，根据云图演变特点和暴雨落区，本文主要对2010 年8 月11～12 日的暴雨进行分析和探讨。泾河上游有3 个自动站出现暴雨，渭河下游的渭南有4 个自动站出现暴雨、1 站（大荔）为大暴雨，日降水量达178.5mm，突破该站有气象记录以来的最大值，县内有2 个加密站日降水量也超过100 mm，黄河东临的山西运城境内有5 个自动站相继出现了暴雨。强降水范围广，时间长，局地雨量大，雷电极强，渭河下游受灾严重，损失1.44 亿。这次过程出现在副高边缘，大尺度影响系统是西风槽和副高,高空急流使上升气流得到加强和维持，底层偏南风急流的发展，为渭河流域输送了大量的水汽和不稳定能量，这种有利的环流背景使中尺度对流系统（MCS）得到强烈发展；地面上中尺度辐合区快速发展为中尺度切变线，成为这次过程的触发系统；暴雨出现前渭河流域上空大气层结极不稳定，对流有效位能CAPE 猛增，最大达到了2807 J·kg-1；中高层前倾槽结构和低层较强风垂直切变，促进了强对流性不稳定层结的形成和发展，导致了对流性暴雨的发生。分析FY-2E 红外云图和反演产品TBB 演变以及地面加密站降水资料发现，这次暴雨的直接影响系统是1 个中-α尺度对流系统（MαCS）和3 个中-β尺度对流系统（MβCS），中尺度对流云团的主要特征为：MαCS 水平尺度为350～400km、生命史约8～10 小时，3 个MβCS 水平尺度在30～180km 之间、生命史约3～5 小时。发展成熟的MαCS 和MβCS 中心TBB 值均≤-75℃；强降水出现在中尺度对流云团发展强盛到成熟阶段，强降水落区位于TBB 低值中心附近或中心到后部TBB 梯度最大处；单站强降水时段和TBB 低值区对应较好，雨强与TBB 值的变化趋势相反，即TBB 值降低时雨强增大，TBB 值猛升时雨强减小，TBB≤-75℃时雨强＞20 mm/h，这些对渭河流域短时暴雨的预报预警有很好的指示意义。另外，渭河流域特殊地形对MCS 的生成和发展有一定的促进和加强作用。