| 标题 | V-3θ图在绥化市主汛期突发强降水中的应用 |
| 范文 | 王安娜 王力艳 摘 要：主要分析绥化市5种暴雨类型（锋面暴雨、锋面暖区暴雨、低涡暴雨、温带气旋暴雨和西风槽与副高共同作用下的暴雨）发生时，绥化市周边探空站的V-3θ结构图。V-3θ图在主汛期突发强降水中的应用表明，V-3θ图可以显示出暴雨和强对流天气的征兆。V-3θ图的应用有利于提高灾害性天气预报的准确性。 关键词：V-3θ图;暴雨 绥化市位于黑龙江省中南部，夏季降雨集中。全市年平均降水量510mm左右，北部年平均降水量在531mm左右，中部年平均降水量在513mm左右，南部年平均降水量在456mm左右，主汛期降水量约占全年总降水量的60%左右，暴雨是主汛期的主要灾害性天气之一。短时强降水、雷雨大风、冰雹等灾害性天气对生产生活的影响很大，有时会给国民经济和人民生命财产带来巨大损失。因此，准确预报出突发强降水天气发生、发展的强度、落区以及影响的时空范围非常重要。 1 V-3θ图简要介绍 V-3θ中的V是指风矢量，是探空资料中的风向风速观测数据，θsed是指以露点温度计算的假相当位温。θ*是指假相当位温值（假定为饱和状态下），体现了大气的水汽饱和状态。θ代表位势温度。 公式：θ=T（P0/P）R/Cp 公式中有5个气象要素，P0代表为海平面气压，P代表任意高度的气压，R代表气压常数，CP代表定压比热。 2 V-3θ图暴雨天气的特征 主要分析绥化市5种暴雨类型发生时，绥化市周边三个探空站（哈尔滨站、齐齐哈尔站、伊春站）V-3θ结构图，以期找到V-3θ结构图特征用来预报绥化市暴雨的特征和规律。 2.1 锋面型暴雨 锋面型暴雨在绥化市的暴雨类型中所占比率最大。在锋面型暴雨中，主要的影响系统一般有：锋面、冷涡、切变线、高空槽（中高纬）、低层的偏南或西南急流、偏北大风。分析表明，当锋面型暴雨出现时以上影响系统不一定同时出现，各种影响系统可随机组合，这就给暴雨预报带来不确定性，锋面出现时暴雨发生的频率最高，与此同时在不同季节，产生暴雨的主要影响系统也不一样。 锋面型暴雨的V-3θ特征： （1）存在超低温现象，超低温构成了极度不均匀大气垂直结构，导致对流层滚流的发生和发展，进而引发大暴雨的产生。在三条线的的抬头处和150-300hPa折拐处，在对流层顶存在超低温薄层，一般为大暴雨的先兆。 （2）θ曲线在各层上存在向左折拐的现象，特别是当T轴与θ*和θsed成整体准直角或者在對流层中下层成钝角。夏季时在对流层中低层，常出现T轴与θ*和θsed成整体的钝角，对流层高层为准直角。秋季时，常出现T轴与θ*和θsed成锐角，并存在向右倾的现象，但右倾中也会有左倾的非规则情况。在容易产生连续性强降水的天气中，经常出现θ*和θsed基本重合的暖层云上，有冷暖层云交替出现的现象。 （3）在锋面型暴雨中，对流层中下层的θ*线和θsed线成准平行，并且在整体较为接近。在垂直风向上，对流层中低层会出现偏东气流转偏西气流的情况。 2.2 锋面暖区型暴雨 春夏季常出现锋面暖区型暴雨，这种强降水类型有分布不均匀的特征，多有江淮、华北、河套低压等北上、东移形成。产生锋面暖区暴雨的主要以高空槽和低空西南急流配合较为常见。 V-3θ结构图中锋面暖区暴雨的结构特征： （1）对流层顶存在超低温。大气垂直结构的极度不均匀就是由超低温构成的，这是这种结构促成了对流层滚流的发生、发展以及大暴雨的发生。 （2）整层水汽渐趋饱和。（图1）中，中低层饱和线距离较远，表明水汽还未达到饱和。（图2）中，整层水汽接近饱和，此时饱和线距离非常接近，最近处距离小于3K。 （3）在θ、θsed和θ*三条曲线特征上，有在不同高度层上出现较多折拐的情况。在锋面暖区暴雨中容易伴有强对流云的发展，此时大气的静力不稳定性较大。 （4）风场结构在垂直气流为顺滚流（上层是西北气流，低层是西南气流），非常有利水汽的上升，是形成暴雨的重要条件。对流层中底层与高层可出现的风向与锋面暴雨型基本相同。 2.3 低涡型暴雨 造成黑龙江省暴雨的主要高空系统是东北低涡。低涡产生暴雨主要在低涡的前部西南风与东南风的暖切变明显处和低涡西北部偏东风暖平流处（回流天气造成黑龙江省东部暴雨）。由于Ω型流场维持时间较长，易造成持续降雨，同时还会有短时强降水。 低涡型暴雨的V-3θ特征： 2013年6月29日-7月5日的一次东北低涡系统，在黑龙江中西部维持直至衰亡，造成较大范围量级的降水。在冷涡中心西南部有干切入，偏南部的暖湿急流带来丰沛水汽输送，这是冷涡活动过程中产生暴雨的主要因素。冷涡西南部干冷空气和冷涡偏南部暖湿急流交界地区降水量级较大，一般为发生暴雨的主要地区。 （1）存在明显的超低温现象。 （2）在非均匀结构上，在不同高度上三条θ线都存在折拐。 （3）水汽条件上，低涡型暴雨的相对湿度较好，θsed与θ*之差较小。 （4）在垂直风场上，对流层中低层出现三四象限的风向，风向从偏东风到偏西风，对流层中层为偏西风，底层以偏南风为主，对流层高层为西北风，整体表现为风速迅速增大，为顺滚流。直到2013年7月3日-4日，此种结构特征逐渐消失，降水过程渐趋结束。 2.4 温带气旋型暴雨 台风一般不直接影响我省，而是在北上的过程中变性成温带气旋进入我省，给我市带来暴雨天气。这种类型强降水主要分布在气旋中心，并与其移动路径和强度有关。一般情况下：变性台风在副热带高压西侧沿偏南气流北上时，冷空气的补充，促使变性台风加强，蒙古国西风槽和变性台风的结合，导致降水进一步加强，暴雨去主要位于变性台风中心和北部的东南与东北风辐合区内。东北与西北辐合区也有较大暴雨。 温带气旋型暴雨的V-3θ结构特征： （1）在V-3θ结构图中，有弱的逆温层存在，在925hPa层以上，T轴与θ*和θsed夹角大约为90°，θ线有明显向左折的趋势并存在拐点，θ*和θsed的距离小于10K，表明上空湿度大即水汽非常充沛。 （2）存在超低温结构，顺滚流呈西北式，高空存在东北气流，可据此判断为台风外围地区的暴雨。除了垂直风的出现不利于暴雨的形成，其余的条件均有利于暴雨的发生。 2.5 副热带高压与西风带低槽共同作用下形成的暴雨 夏季，若西太平洋副热带高压处于稳定或加强的状态，就会对东移或靠近的西风带低槽产生阻挡，使得副热带高压西北侧的暖湿空气与冷空气相遇，形成稳定的辐合流场，产生强降水。西南气流提供大量水汽和能量来源，西风带冷空气则是潜热释放的触发机制。西太平洋副热带高压稳定且位置偏北，脊线在30-35°N附近，副热带高压主体成带状（或块状）。欧洲存在稳定的阻塞高压，随着西风带低槽的东移，乌拉尔山东部的主体冷空气分裂出一部分随着西风带到达东亚，与副热带高压西侧的暖湿空气相遇，在交绥处产生暴雨。 温带气旋型暴雨的V-3θ结构特征： （1）在V-3θ结构中，有超低温的现象存在。 （2）在V-3θ的非均匀结构上，T轴与θ*和θsed成准直角或钝角，θ随高度的增加有左拐现象出现。 （3）在垂直方向上，相对湿度分布是上干下湿或这在中间的某一层湿度值较大，由此造成了暴雨分布的不均匀现象。垂直风向上，底层一般是偏南气流，高层一般为偏北气流，整体呈现为顺滚流。 3 小结 （1）V-3θ結构图分析方法在绥化市的5种主汛期突发性强降水的预报中有实际应用意义。 （2）绥化市主汛期突发性强降水的各种暴雨类型，均有各自的V-3θ结构的基本特征，在此基础上，还体现在不同季节、不同影响系统下，水汽条件和风的垂直分布、V-3θ结构图上的非均匀结构都有各自的特点。 （3）利用V-3θ结构图可提前6h-24h在大气能量结构、上层的超低温、风矢、水汽及不稳定能量的垂直分布上揭示灾害性天气的转折性变化。 参考文献： [1]欧阳首承.天气演化与结构预测[M].北京：气象出版社，1998. [2]欧阳首承，谢娜，郝丽萍.突发性灾害天气的结构预测与应急对策[J].中国工程科学，2005，7（9）：9-13. [3]陈祯烈，周莉蓉.V 3B图在区域暴雨预报中的应用[J].气象，2003，29（1）：20-22. [4]陆雅君，李新芳，陈刚毅.不同类型云的V-3θ特征及一次航线上云变化的实例分析[J].成都信息工程学报，2011，26（2）：173-177. |
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