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0679香山局地大暴雨的中小尺度天气分析

郭虎 段丽 杨波 卞素芬 李靖

郭虎, 段丽, 杨波, 等. 0679香山局地大暴雨的中小尺度天气分析. 应用气象学报, 2008, 19(3): 265-275.
引用本文: 郭虎, 段丽, 杨波, 等. 0679香山局地大暴雨的中小尺度天气分析. 应用气象学报, 2008, 19(3): 265-275.
Guo Hu, Duan Li, Yang Bo, et al. Mesoscale and microscale analysis on a local torrential rain event in Fragrant Hills area of Beijing on July 9, 2006. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(3): 265-275.
Citation: Guo Hu, Duan Li, Yang Bo, et al. Mesoscale and microscale analysis on a local torrential rain event in Fragrant Hills area of Beijing on July 9, 2006. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(3): 265-275.

0679香山局地大暴雨的中小尺度天气分析

资助项目: 

科技部公益性行业科研专项“京津冀城市群强对流天气短时临近预报关键技术研究” GYHY200706004

Mesoscale and Microscale Analysis on a Local Torrential Rain Event in Fragrant Hills Area of Beijing on July 9, 2006

  • 摘要: 利用Doppler雷达、地面自动站、Profile垂直风廓线及GPS水汽分布等多种新型探测资料, 对2006年7月9日夜间发生在北京西郊香山附近的局地大暴雨天气的影响系统和γ-中尺度强降雨落区形成的动力机理进行了精细分析。对雷达等本地多种探测资料的精细研究表明:地形辐合回波带是造成这次过程的主要影响系统。地形辐合回波带上中气旋回波块的滚动更迭是大暴雨落区形成的直接原因; 近地面辐合对大暴雨落区强降雨的发生具有重要作用。大暴雨落区形成阶段近地面3种辐合同时存在:平原东南风与山区偏北风风向切变辐合、平原东南风在山脉阻挡作用下的抬升辐合、大暴雨落区中心的γ-中尺度气旋性辐合。研究还表明:山前近地面地形辐合扰动, 向上传播, 引发边界层扰动的动力过程是香山大暴雨落区形成的主要动力源, 而来自东南方向近地面层的暖湿平流为大暴雨提供了有效的水汽和能量。
  • 图  1  2006年7月9日香山局地大暴雨过程总雨量图及逐小时雨量图 (单位: mm)

    (a) 9日21:00—10日04:00, (b) 9日21:00—10日01:00, (c) 9日21:00—22:00, (d) 9日22:00—23:00, (e) 9日23:00—10日00:00, (f) 10日00:00—01:00

    Fig. 1  Total precipitation and precipitation hourly during severe rain period of the local rainstorm in Xiangshan zone (unit: mm)

    (a) 21:00 Jul 9—04:00 Jul 10, 2006, (b) 21:00 Jul 9—01:00 Jul 10, 2006, (c) 21:00Jul 9—22:00 Jul 9, 2006, (d) 22:00 Jul 9—23:00 Jul 9, 2006, (e) 23:00 Jul 9—00:00 Jul 10, 2006, (f) 00:00 Jul 10—01:00 Jul 10, 2006

    图  2  北京南郊Doppler雷达组合反射率因子、地面自动站测风及北京地形对比图

    (a) 2006年7月9日21:01雷达组合反射率因子, (b) 北京地形图, (c) 2006年7月9日21:20雷达组合反射率因子, (d) 2006年7月9日21:00自动站地面测风图 (图中红色曲线为地面风场弱辐合切变线)

    Fig. 2  Radar composite reflectivity factor by Doppler weather radar in south Beijing, wind element from surface automatic weather stations and terrain of Beijing (a) radar composite reflectivity factor intensity at 21:01 on Jul 9, 2006, (b) Beijing topographic map, (c) radar composite reflectivity factor intensity at 21:20 on Jul 9, 2006, (d) wind element of surface automatic weather stations at 21:00 on Jul 9, 2006 (the red curve shows the wind convergence line)

    图  3  2006年7月9日大暴雨落区雨强最大阶段南郊Doppler雷达2.4°仰角反射率因子变化追踪图

    (a) 9日21:20, (b) 9日21:32, (c) 9日21:50, (d) 9日22:08, (e)9日22:30(粉红色椭圆圈为香山大暴雨落区; 白色椭圆圈为1号回波块; 黑色椭圆圈为2号回波块; 红色椭圆圈为3号回波块)

    Fig. 3  Trace pictures of radar reflectivity factor (elevation:2.4°) by Doppler weather radar in south Beijing during severe rain period in heavy rainfall region

    (a) 21:20 Jul 9, 2006, (b) 21:32 Jul 9, 2006, (c) 21:50 Jul 9, 2006, (d) 22:08 Jul 9, 2006, (e) 22:30 Jul 9, 2006(the pink elliptical circle shows the heavy rainfall region, the white elliptical circle is echo No.1, the black one is echo No.2, the red one is echo No.3)

    图  4  2006年7月9日大暴雨落区北京南郊Doppler雷达综合产品中气旋分析

    (a) 21:32 2.4°仰角回波径向速度图, (b) 21:38 2.4°仰角回波径向速度图, (c) 21:44 2.4°仰角回波径向速度图, (d) 21:32垂直液态水含量, (e) 21:32最大回波顶高 (黄色大椭圆圈为香山大暴雨落区, 小白椭圆圈为中气旋回波位置)

    Fig. 4  Mesocyclone analysis on the local rainstorm from comprehensive products of Doppler weather radar in south Beijing on Jul 9, 2006 (a) Doppler radar echo reflectivity velocity picture at 21:32 (elevation:2.4°), (b) Doppler radar echo reflectivity velocity picture at 21:38 (elevation:2.4°), (c) Doppler radar echo reflectivity velocity picture at 21:44 (elevation:2.4°), (d) vertical integrated liquid content at 21:32, (e) height of maximum echo tops at 21:32 (the yellow elliptical circle shows the heavy rainfall region, the white one is position of mesocyclone echo)

    图  5  2006年7月9—10日北京自动站地面风场和南郊Doppler雷达1.5°仰角反射率因子追踪对比图 (a)~(d) 地面风场

    (小绿椭圆圈为大暴雨落区; 黑色曲线为平原东南风与山区偏北风切变线; 大黑椭圆圈为平原风变化区; 红椭圆圈为大暴雨落区γ-中尺度气旋性辐合区; C为辐合中心), (e)~(h) 雷达组合反射率因子 (黑椭圆圈为香山大暴雨落区)

    Fig. 5  Surface wind element from automatic weather stations and trace of composite reflectivity factor of Doppler weather radar in south Beijing on Jul 9—10, 2006 (a)—(d) surface wind element from automatic weather stations

    图  6  2006年7月9日19:30—10日00:30海淀站 (a) 和观象台 (b) 6 min间隔风廓线图

    (绿色椭圆圈所示为海淀站近地面东南风加强时段; 粉红色椭圆圈所示为海淀站近地面小扰动发生时段; 蓝色矩形所示为海淀站近地面小扰动后偏北风与南部观象台近地面东南风风向辐合时段; 黄色椭圆圈所示为海淀站小扰动向边界层传播时段)

    Fig. 6  Wind profilers at Haidian (a) and Guanxiangtai (b) stations every 6 minutes from 19:30 Jul 9 to 00:30 Jul 10, 2006

    (the green elliptical circle shows the increasing period of surface south-east wind at Haidian station; the pink one shows the period of surface disturbance; the blue rectangle shows the wind convergence period between the north wind after surface disturbance at Haidian station and surface east wind at Guanxiangtai; the yellow elliptical circle is the period when surface disturbance spread to boundary layer at Haidian station)

    图  7  大暴雨落区附近近地面垂直风廓线分布地形作用概念图

    Fig. 7  Topographic influence on distribution of surface vertical wind profilers in heavy rainfall region

    图  8  2006年7月9日夜间大暴雨前和大暴雨过程中雷达径向速度图与同时刻GPS水汽图

    Fig. 8  Radar reflectivity velocity picture and water vapor picture by GPS before and during the heavy rain at night on Jul 9, 2006

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出版历程
  • 收稿日期:  2007-09-17
  • 修回日期:  2008-01-03
  • 刊出日期:  2008-06-30

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