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中国天气7

中国气候及其异常——96年下半年全国性降水偏多成因分析

大气科学学院大气科学专业07级2班

刘喆20071301055

摘要

1996年7月伊始我国大范围降雨明显增多：

7月长江中下游地区、贵州大部、四川东南部、广西北部以及新疆南部等地异常偏多,部分地区发生严重洪涝,新疆等地部分地区出现暴雨山洪;或稍偏低。

8月冀、豫、湘、鄂、赣、浙、闽等省部分地区降水明显偏多,先后发生暴雨洪涝灾害；10月份,我国北方大部地区降水偏多,江南、华南降雨偏少,部分地区发生秋旱。

本文将对这一降水异常进行分析。

关键字

台风，中尺度对流云团，环流形式，

一．天气概况

7月上中旬,强降雨带在江淮、长江中下游、江南北部附近摆动,大雨、暴雨甚至大暴雨不断出现,长江中下游地区梅雨结束较常

年明显偏晚,梅雨量异常偏多。

下旬初,梅雨结束,雨带移到西北的东部、华北和东北地区,北方雨季开始。

就全国降水量来看,西北大部一般在100mm以下,其余大部地区有100—300mm,其中长江中下游地区、贵州大部、川东南、桂北以及华北和东北两区的部分地区达300—500mm（图1）;与常年同期相比,全国大部地区降水偏多。

　8月,我国降水时空分布不均,强降水主要集中在上旬,冀、豫、湘、鄂、赣、浙、闽等省部分地区降水明显偏多,先后发生暴雨洪涝灾害。

全国大部地区月平均气温基本接近常年或稍偏低,东部大部地区光照偏少,华北等地多阴雨天气,光热条件较差。

有两个台风在我国登陆,部分省（市、区）局地遭风雹或龙卷风袭击。

10月份,我国北方大部地区降水偏多,利于冬小麦播种出苗;江南、华南降雨偏少,部分地区发生秋旱。

月内全国大部地区气温偏高或接近常年,但上旬气温偏低,南方部分地区出现寒露风天气。

二．影响因子

1.台风

本月在西北太平洋和南海共生成5个热带气旋,与多年平均值413个相比略偏多。

9604号台风东转向,9605号台风中转向,对我国近海无影响。

9606号强热带风暴、9607号和9608号台风均登陆我国,以9608号台风最引人关注。

9608号台风路径较复杂,先受到副高南侧东风牵引西行,随东风加强,曾一度移速加快;再受9607号台风后部南落副高阻挡而南折,后受南落副高西南侧东南风引导西北移,移速也曾突然加大,当移到台湾以东洋面时,冲绳岛附近有一个东风波往西移,使台风折向偏南移动,于31日晚9时左右在台湾北部沿海登陆,当东风波与台风同位相时,台风又北折,于8月1日上午10时在福建福清沿海登陆,登陆时中心附近最大风力12级。

然后受副高西侧偏南气流引导向偏北方向移动,在江西境内减弱为低气压后,又途经湘、鄂、豫、晋等地,8月5日在陕北消失。

深入内陆历时5天,较为少见。

这个台风范围大、强度强、历经时间长,致使台湾、闽、浙东南、赣南、湘大部、鄂西鄂南、豫中北、河北大部、京津、陕南等地出现暴—大暴雨,局地特大暴雨,浙江中南部沿海、福建沿海出现7—12级大风。

2．　中尺度对流云团

这次特大暴雨过程是在稳定的大尺度环流背景下,由中尺度对流云团直接造成分析逐时红外卫星云图发现,在1996年8月3—5日特大暴雨过程中先后有3个中尺度对流云团活动,且都是在台风低压东北部切变线上发生、发展的。

而我省西南部地区的特大暴雨主要由2个中尺度对流云团造成,第3个云团由于副高减弱东退,仅影响我省东南部地区。

因此本文仅分析1、2号云团的演变特征。

当台风在福建省福清登陆后北上,3日08时到达汉口西侧,从低压中心到济南附近出现一条东北—西南向的切变线。

3日16时在台风低压云系外围的郑州西北侧切变线上形成一个范围不足100km2的小对流云团,这就是第一个中尺度对流云团（下称1号云团）。

20时该云团范围扩大,其北部边缘进入我省,在磁县、涉县产生微量降雨。

此时从涡度场分析,1号云团生成的区域从500hPa以下各层均为正涡度,最大正涡度出现在850hPa,正涡度值达30×10-6s-1,而在400hPa以上各层均为负涡度,最强负涡度出现在200hPa,中心负涡度值达-70×10-6s-1,低层辐合、高层辐散出现了明显的上升运动。

与之对应的垂直速度的分布证明了这一点。

此时整层都是上升运动,但在850—500hPa这几层中上升速度较大,最强上升速度出现在700hPa,中心数值为-6×10-3hPa·s-1（图略）。

这种物理量场的分布结果预示着1号云团将要发展、加强。

因此23—24时当云顶温度为-48℃的对流云区进入我省时,在磁县出现了≥10mm·h-1的雨团（后面提到的雨团均为≥10mm·h-1）。

该云团北上缓慢,对应的地面雨团也始终徘徊在邢台南部和邯郸一带。

直到4日04时,1号云团北部边缘到达石家庄附近,但-48℃较强对流云区还滞留在邯郸附近,此时在石家庄南部、邢台西部、邯郸西部出现了3个雨团,其中在-48℃对流云区内的雨团最强,中心位于峰峰矿区,1小时雨量为4212mm。

06时1号云团北上,-48℃对流云区也北上到了石家庄附近,这时石家庄市雨强加大,强雨团中心在元氏县,1小时降雨量达4515mm。

此后云团的范围及强度都在减弱,-48℃对流云区也已消失。

但-39℃的白亮云区依然在石家庄市区上空维持,所以石家庄市区的降雨强度虽不大,但一直稳定持续。

4日14时在减弱的1号云团的南部边缘的郑州附近又新生一个小云团,这个云团比1号云团生成时范围大,强度也强,中心云顶温度达到了-54℃,同时在峰峰附近出现了中心强度为1913mm·h-1的雨团。

这是第二个中尺度对流云团（简称2号云团）。

从4日08时诊断分析结果表明,此时上升运动很强。

从涡度场分布看,与台风低压相对应的正涡度中心明显北上,在2号云团形成区域内,400hPa以下各层均为较强的正涡度,最强正涡度出现在50hPa,我省中南部位于正涡度最大梯度处,而2号云团生成区域的正涡度数值达50×10-6s-1,比1号云团形成时有显著加强,正涡度层次也有抬高,而300hPa以上各层则为负涡度,最强负涡度出现在200hPa。

所以上升运动比3日20时明显加强,700hPa的上升速度也由3日20时的-6×10-3hPa·s-1加强到-8×10-3hPa·s-1。

所以2号云团生成后向北传播速度较快,强度也显著加强。

18—19时2号云团北上到达石家庄,强度再度加强,云团范围扩大,中心-54℃对流云区的面积也在扩大,此时造成井陉县1小时出现80mm的强降雨,此后2号云团的强中心-54℃对流云区逐渐减弱,到21时2号云团明显减弱,中心-54℃对流云区已全部消失（图2）,暴雨中心区域内700hPa的垂直速度也减小到-2×10-3hPa·s-1,我省西南部地区的降雨都已减小到10mm以下,暴雨过程趋于结束。

3.环流

96年10月环流形势的演变经历了3个阶段。

上旬欧亚中高纬为三槽两脊型,西脊位于乌拉尔山附近,在脊前低槽东移过程中爆发了一次强冷空气影响了我国大部地区。

上旬末至中旬,乌拉尔山脊西退,欧洲西部和中西伯利亚分别新生出高压脊,在环流演变成两槽两脊的过程中有一次弱冷空气影响我国。

中旬副高控制了长江以南大部地区,南支槽较弱,淮河以南大部地区以晴到多云天气为主,全国大部地区气温回升。

下旬形势又一次调整,亚洲中高纬环流由经向转变成纬向,其间引发了3次冷空气活动。

3.1极涡呈偶极型

常年10月份,极涡中心位于北极点附近,本月极涡中心有两个,一个位于亚洲北部极区,另一个位于北美大陆西北部极区,并分别有5200gpm的闭合圈。

3.2　北美洲西部为一低槽

常年10月北半球环流呈4波型,长波槽分别位于北美洲东部、东欧、东亚、太平洋东部。

而本月北半球环流呈5波分布,太平洋上出现了大范围的正变高,太平洋槽中南段后退15个经度,而位于其下游的北美洲西部出现了大范围的负变高,在常年同期长波脊的位置上新生了一个低压槽。

美洲槽由此移居到海上,比常年同期偏东约30个经度,强度略偏强,槽底也明显偏南。

3.3　欧洲槽偏东

由于西半球槽脊的异常分布,导致本月欧洲槽偏东20个经度。

由于波长短,在天气图上,表现为槽脊替换快,欧亚中高纬冷空气活动频繁。

3.4　东亚槽偏强

本月仅有东亚槽在常年平均位置上,强度略偏强,贝加尔湖以东出现40gpm的负变高,这表明本月亚洲中高纬的冷空气活动偏

北偏东。

3.5　副热带高压偏强

常年同期副热带高压主体在140°E以东活动,南海高压在华南沿海和南海北部一带。

本月副热带高压呈东西带状分布,西脊点伸至97°E,588线北抬到江南南部。

副热带高压偏强偏西导致了大部地区气温偏高、南方降水偏少。

三．研究方法

1.天气图分析

应用最为广泛的分析手段，通过分析天气形势，可以准确把握大中小不同尺度的环流状况和降水分布。

2．逐时红外卫星云图分析

（“96.8”特大暴雨的中尺度对流云团特征）分析逐时红外卫星云图发现,在1996年8月3—5日特大暴雨过程中先后有3个中尺度对流云团活动,且都是在台风低压东北部切变线上发生、发展的。

而我省西南部地区的特大暴雨主要由2个中尺度对流云团造成,第3个云团由于副高减弱东退,仅影响我省东南部地区。

3.TBB分布分析

TBB资料（暴雨频繁降水偏多登陆台风多影响大　—1996年7月—）的分辨率是1°×1°,且时间间隔又是3h,未能详尽、连续地描述出2个对流云团的发展过程,但对于揭示石家庄地区先后受到2个对流系统的影响,引发特大暴雨过程还是具有重要意义

4.数值模拟方案

本研究（“9608”号台风登陆北上引发北方特大暴雨的中尺度对流系统研究）采用PSU/NCAR发展的MM5对1996年8月3—5日引发河北、山西大暴雨的中尺度对流系统进行了数值模拟。

模拟采用非静力、双重双向嵌套方案,两个模拟区域的格距分别为45,15km,格点数为120×100,163×142。

模拟区域取以（40°N,110°E）为中心,对此次过程的8月3日08时～5日20时进行了60h模拟,以确保模拟时段可以完整地描述出影响石家庄的2个对流云团的发生发展过程。

尽管上述资料的分辨率似乎低了一些,但是由于模拟的背景是登陆台风减弱形成的低压,因此,仍然可以抓住暴雨系统的主要特征。

四．小结

通过以上分析表明，1996年下半年的降水异常，是由台风引起的，台风低压云系外围内发展起来的2个强对流云团是造成此次特大暴雨的直接影响系统。

暴雨发生前,大气有明显的不稳定层结存在,该地区对流层中低层的湿度就不断增加,加上暴雨区南侧的偏南低空急流的逐渐增强,使充沛的水汽不断地被输送到暴雨区,为暴雨的发生提供了“原料”和启动机制。

近地层从东北平原西部扩散南下的弱冷空气,与台风低压外围东北部暖湿气流相遇。

在暴雨区形成湿斜压锋区,产生湿斜压不稳定。

近地层弱冷空气的挟卷,触发不稳定能量释放,在暴雨区域形成中尺度对流云团。

高低空急流的相互配合在对流的发展阶段起了非常重要的作用。

五．个人体会

通过对本论文的写作，我加深了对本专业业务领域的认识，学会了通过不同角度，不同手段地分析天气问题。

通过查阅资料，询问老师，我对气候知识有了更全面的认知和理解。

六．参考文献

1.《暴雨频繁降水偏多登陆台风多影响大—1996年7月—》

杨克明　《气象》　第22卷　第10期

2.《“96.8”特大暴雨的中尺度对流云团特征》

杜青文　张迎《新气象》　第23卷　第10期

3.《“9608”号台风登陆北上引发北方特大暴雨的中尺度对流系统研究》孙建华　齐琳琳　赵思雄《气象学报》第64卷第1期

4.《全国大部气温偏高北方大部降水偏多—1996年10月—》

陈秀凤《气象》　第23卷　第1期

5.《9608号台风登陆福建闽浙赣冀豫出现洪涝—1996年8月—》马巧英《气象》　第22卷　第11期

6.《ENSO对亚洲夏季风异常和我国夏季降水的影响》

邹　力　　倪允琪《热带气象学报》第13卷第4期