一次中尺度低压降水机理分析

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1、一次中尺度低压降水机理分析摘　要：结合大尺度环流背景、区域自动站实况资料、雷达基本反射率产品和径向速度产品、风廓线雷达产品，对2010年9月下旬上海一次层云降水过程进行中尺度分析。发现在此次层云降水过程中，近地面中尺度低压环流活动与降水强度变化关系密切。使用多普勒天气雷达径向速度产品和风廓线雷达产品，可以捕捉到近地面中尺度低压环流的活动，且与降水情况对应较好。关键词：层云降水；中尺度低压；雷达作者简介：浦佳伟（1976-），工程师，从事气象预报工作。中图分类号P458.121.1文献标志码B　　在各种大型户外活动中，往往不仅需要

2、降水时段的预报，还需要对降水强弱变化情况进行预报和描述。层云降水一般为连续型降水[1-3]，对于层状云降水物理特征的研究国内外有很多成果，李铁林等[4]通过对一次降水性层状云微物理结构特征及降水机制的分析发现，此次降水云系云中微物理量的垂直和水平分布不均匀，且液态含水量最高值区在云的底部，并对应有逆温层存在且位于逆温层顶的下方。杨洁凡等[5]对一次锋面抬升引起的层状云降水系统进行模拟研究，定量分析该例中冰晶层、混合层和暖层中凝华、凝结、碰并等微物理过程对粒子谱型的影响及其对地面降水的贡献率，发现三层云对降水的贡献分别为3.5%、

3、38.5%和58.0%。在短临预报中，要对层状云造成的连续型降水的强度变化趋势进行判断并作出准确预报，就要寻找出影响其强度变化的因子并提供有效的观测预报手段[1]。1　天气实况及环流形势1.1　天气实况　2010年9月25-27日，上海市普降中雨（具体降水情况见表1）。以世博园区气象站为例，该站9月25日20：00以后开始下雨，26日08：00前12h降水量为8.0mm；26日白天降水持续，当日8：00～20：00，12h降水量为11.2mm，20：00以后仍有弱降水，至降水结束降水量为0.1mm。1　2形势分析　在25日08：

4、00地面天气图上（图略），上海处于冷锋后冷高压底部，其南侧可分析出一个气旋性风向环流；上海中低空处于700hPa～850hPa切边线，辐合上升运动条件较好，从近地面到中低空的上升运动显著。由于500hPa处于高压脊控制，对下层的水汽抬升有较强的的压制作用，有利于中低层水汽的堆积和保留[2]。分析显示上海近地面气旋式风向环流（以下简称中尺度低压）25日08：00～26日20：00的活动情况，可以看到25日08：00中尺度低压位于上海东南侧海面上，至25日20：00已经北抬至上海西北侧，26日08：00该低压有所南落，-26日20：

5、00又移到上海市东部海面；在集中降水时段（25日夜间-26日白天），本地都处于中尺度低压的影响区域。25日20：00后低压南落，本地逐渐处于中尺度低压的顶部，上升运动活跃，与低空切变配合，25日夜间出现小到中雨天气；26日08：00前后高空有浅槽过境，同时中低空切变有所东移，此时原先降水已造成本地低空湿度较大，中尺度低压产生辐合造成水汽聚集，中低空上升运动抬升水汽，又造成当天白天的中雨过程。由于时间间隔较长（12h），图1只能大概描述中尺度低压移动与降水强弱变化之间的关系，下文中将用继续用一些具体的观测产品来探寻其造成的影响[3

6、]。2　中尺度气象要素分析2.1　中尺度风场分析　通过区域自动站资料可以看到中尺度低压的活动对降水造成的影响。如图3a所示，25日20：以前，上海本地风向以偏东风或者东北风为主；20：18分开始，浦东南汇地区出现气旋式风向切变，即地面低压中心开始出现。从此时刻开始，该低压始终维持并自南向北摆动，至22：24分可以看到（如图3b所示），此时低压切变明显加强，影响范围扩大。从实况看，世博园区25日夜间-26日降水强度的变化与此低压活动关系密切。2.2　水汽条件分析　在日常预报工作中，一般将T-Td<4的区域看作较湿的区域。从850h

7、Pa温度露点差实况来（图略）看，25日20：00本地附近850hPa层次的湿度条件较差，温度露点差值大于8℃，上空湿层主要集中在700hPa以上；而26日08：00，湿层已经抵达地面，本地温度露点差值小于4℃。世博园区站湿度变化看，主要降水时段的相对湿度均大于90%，近地面水汽充沛。分析其原因，主要是由于低空切变与地面中尺度低压辐合给本地底层带来了水汽，加上25日白天500hPa高度为脊区西北偏西气流控制，对下层的水汽抬升有一定抑制作用，水平辐合的水汽在垂直空间上得不到扩散，逐渐在中低空和近地面堆积，为降水带来有利的水汽条件[4

8、]。2.3　多普勒雷达图分析　降水的反射率因子回波大致可分为3种类型：积云降水回波、层状云降水回波、积云层状云混合降水回波。降水回波的反射率因子一般在15dBZ以上，层状云降水回波的强度很少超过35dBZ[3]。本次降水过程中本地云系主要以中低云为主，层云降水，