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内蒙古夏季典型短时强降水中尺度特征

常煜 马素艳 仲夏

常煜, 马素艳, 仲夏. 内蒙古夏季典型短时强降水中尺度特征. 应用气象学报, 2018, 29(2): 232-244. DOI: 10.11898/1001-7313.20180209..
引用本文: 常煜, 马素艳, 仲夏. 内蒙古夏季典型短时强降水中尺度特征. 应用气象学报, 2018, 29(2): 232-244. DOI: 10.11898/1001-7313.20180209.
Chang Yu, Ma Suyan, Zhong Xia. Meso-scale characteristics of typical summer short-time strong rainfall events in Inner Mongolia. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(2): 232-244. DOI:  10.11898/1001-7313.20180209.
Citation: Chang Yu, Ma Suyan, Zhong Xia. Meso-scale characteristics of typical summer short-time strong rainfall events in Inner Mongolia. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(2): 232-244. DOI:  10.11898/1001-7313.20180209.

内蒙古夏季典型短时强降水中尺度特征

DOI: 10.11898/1001-7313.20180209
资助项目: 

内蒙古自治区气象局地方标准预研项目 201805

中国气象局预报员专项 CMAYBY2016-014

详细信息
    通信作者:

    常煜, E-mail:changyu0258@163.com

Meso-scale Characteristics of Typical Summer Short-time Strong Rainfall Events in Inner Mongolia

  • 摘要: 利用常规观测资料、NCEP FNL分析资料、FY-2D逐时云顶亮温(TBB)资料、内蒙古地区自动气象站资料和闪电定位资料, 对2012—2015年内蒙古夏季37例典型短时强降水事件进行分析。结果表明:冷锋云系尾部、涡旋云系和暖湿切变云系中发展的中尺度对流系统(MCS)是造成内蒙古短时强降水的直接影响系统, 短时强降水发生在MCS发展或成熟阶段, 而且位于TBB梯度密集区MCS移出区域靠近干冷空气侵入一侧。自动气象站观测到的中气旋、中低压以及中小尺度气旋式辐合风场和切变线诱发MCS发展, MCS发展到成熟阶段地闪密度达到最大值, 地闪密度值较高对应的MCS面积扩展率也较大。内蒙古西部和中部偏北地区短时强降水发生前3 h相对湿度达到60%~80%, 但其余地区相对湿度基本为80%~90%, 温度锋区浅薄冷空气是触发MCS发生发展的关键因素。
  • 图  1  700 hPa高度场(等值线, 单位:dagpm)和风场(风羽, 单位:m·s-1)及云顶TBB(填色)

    (a)拐子湖, 2012年7月24日14:00, (b)满都拉, 2015年7月5日14:00,
    (c)兴和, 2015年8月1日20:00, (d)乌兰浩特, 2015年8月6日02:00
    (三角形代表短时强降水站点, 矩形框代表研究区域)

    Fig. 1  Geopotential height(the contour, unit:dagpm) and wind(the barb, unit:m·s-1) at 700 hPa with TBB(the shaded) of cloud top

    (a)Guaizihu, at 1400 BT 24 Jul 2012, (b)Mandula, at 1400 BT 5 Jul 2015,
    (c)Xinghe, at 2000 BT 1 Aug 2015, (d)Ulanhot, at 0200 BT 6 Aug 2015
    (triangle represents the station of short-time strong rainfall events, rectangular represents the target region)

    图  2  2015年8月5日20:00(a)、5日23:00(b)、6日01:00(c)海平面气压场(黑色等值线, 单位:hPa)、自动气象站风场(风羽, 单位:m·s-1)、TBB(填色)和1 h降水量(粉色等值线, 间隔10 mm, 单位:mm)

    Fig. 2  Sea-level pressure(the black contour, unit:hPa), wind field by automatic stations(the barb, unit:m·s-1), TBB(the shaded) and 1 h precipitation(the pink contour, the interval is 10 mm, unit:mm) at 2000 BT 5 Aug(a), 2300 BT 5 Aug(b) and 0100 BT 6 Aug(c) in 2015

    图  3  2015年8月5日20:00(a)、5日23:00(b)、6日01:00(c)地闪密度(填色)和1 h降水量(粉色等值线, 间隔10 mm, 单位:mm)(虚线矩形代表正负地闪研究区域)

    Fig. 3  Cloud-to-ground lightning density(the shaded) and 1 h precipitation(the pink contour, the interval is 10 mm, unit:mm) at 2000 BT 5 Aug(a), 2300 BT 5 Aug(b) and 0100 BT 6 Aug(c) in 2015

    (the dotted rectangle represents the target region of positive and negative cloud-to-ground lighting)

    图  4  图 2, 但为2015年8月1日17:00(a)、18:00(b)、19:00(c)

    Fig. 4  The same as in Fig. 2, but for 1700 BT(a), 1800 BT(b), 1900 BT(c) on 1 Aug 2015

    图  5  图 3, 但为2015年8月1日17:00(a)、18:00(b)、19:00(c)

    Fig. 5  The same as in Fig. 3, but for 1700 BT(a), 1800 BT(b), 1900 BT(c) on 1 Aug 2015

    图  6  正、负地闪频次和1 h降水量

    (a)乌兰浩特, 2015年8月5日18:00—6日06:00, (b)兴和, 2015年8月1日11:00—23:00

    Fig. 6  The frequency of positive and negative cloud-to-ground lightning and 1 h precipitation

    (a)at Ulanhot from 1800 BT 5 Aug to 0600 BT 6 Aug in 2015,
    (b)at Xinghe from 1100 BT to 2300 BT on 1 Aug 2015

    图  7  2014年7月15日15:00(a)、16:00(b)、17:00(c)海平面气压场(黑色等值线, 单位:hPa), 自动站风场(风羽, 单位:m·s-1), TBB(填色)和1 h降水量(粉色等值线, 间隔10 mm, 单位:mm)

    Fig. 7  Sea-level pressure(the black contour, unit:hPa), wind field by automatic stations(the barb, unit:m·s-1), TBB(the shaded) and 1 h precipitation(the pink contour, the interval is 10 mm, unit:mm) at 1500 BT(a), 1600 BT(b), 1700 BT(c) on 15 Jul 2014

    图  8  海平面气压场(黑色等值线, 单位:hPa)、自动气象站风场(风羽, 单位:m·s-1)、TBB(填色)和1 h降水量(粉色等值线, 间隔10 mm, 单位:mm)

    (a)孪井滩, 2012年8月30日20:00, (b)呼和浩特, 2013年7月7日17:00,
    (c)锡林浩特, 2015年6月22日18:00

    Fig. 8  Sea-level pressure(the black contour, unit:hPa), wind field at automatic stations(the barb, unit:m·s-1), TBB(the shaded) and 1 h precipitation(the pink contour, the interval is 10 mm, unit:mm)

    (a)Luanjingtan, at 2000 BT 30 Aug 2012, (b)Huhhot, at 1700 BT 7 Jul 2013,
    (c)Xilinhot, at 1800 BT 22 Jul 2015

    图  9  强降水事件地面相对湿度(填色)和温度(灰色等值线, 单位:℃)及1 h降水量(粉色等值线, 间隔10 mm, 单位:mm)

    Fig. 9  Relative humidity(the shaded) and temperature(the grey contour, unit:℃) at surface of strong rainfall cases and 1 h precipitation(the pink contour, the interval in 10 mm, unit:mm)

    表  1  短时强降水事件

    Table  1  Short-time strong rainfall cases

    事件编号 时间 站点 降水强度/(mm·h-1) 天气系统 云系特征
    1 2012-06-25T16:00 察哈尔右翼后旗 68.4 北槽南涡 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    2 2012-06-27T01:00 乌拉特后旗 42.4 北槽南涡和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    3 2012-07-18T18:00 阿尔山 33.4 低槽和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    4 2012-07-20T14:00 阿右旗 30.1 北槽南涡与副高和台风 涡旋云系中MCS
    5 2012-07-24T18:00 拐子湖 21.6 北槽南涡与副高和台风 涡旋云系中MCS
    6 2012-07-27T16:00和20:00 磴口乌审旗 46.342.8 北槽南涡与副高和台风 涡旋云系中MCS
    7 2012-08-27T20:00 准格尔旗 37.2 北槽南涡与副高和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    8 2012-08-30T20:00 孪井滩 25.3 北槽南涡 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    9 2013-06-27T04:00 扎鲁特旗 34.2 低槽 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    10 2013-06-29T18:00 扎赉特旗 46.3 低槽与副高和台风 涡旋云系中发展的MCS
    11 2013-07-07T17:00 呼和浩特 41.6 北槽南涡和副高 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    12 2013-07-22T16:00 达茂旗 47.0 北槽南涡和副高 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    13 2013-07-27T15:00 海拉尔 33.8 低槽与副高和台风 涡旋云系中冷云区
    14 2013-07-29T22:00 清水河 36.3 低槽和副高 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    15 2013-08-07T14:00 博克图 34.9 低涡与副高和台风 涡旋云系中MCS
    16 2013-08-12T13:00 莫力达瓦旗 51.4 低涡与副高和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    17 2013-08-22T04:00 阿左旗 21.0 北槽南涡与副高和台风 暖湿切变线云系中MCS
    18 2014-06-08T18:00 阿荣旗 41.6 华北低涡 涡旋云系中MCS
    19 2014-06-21T13:00 阿巴嘎旗 47.7 低涡 涡旋云系中MCS
    20 2014-07-15T15:00—17:00 奈曼旗 39.9, 53.0, 32.9 低槽和副高 涡旋云系中MCS
    21 2014-07-19T20:00 莫力达瓦旗 45.4 低涡与副高和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    22 2014-08-02T16:00 科左后旗 41.8 低槽和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    23 2014-08-09T16:00 多伦 56.6 北槽南涡和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    24 2014-08-27T14:00 乌审召 32.7 低槽和副高 涡旋云系的MCS
    25 2015-06-06T17:00 科右中旗 31.1 北槽南涡和副高 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    26 2015-06-22T18:00 锡林浩特 48.4 北槽南涡与副高和台风 暖湿切变云系中MCS
    27 2015-07-05T16:00 满都拉 28.6 低槽与副高和台风 暖湿切变云系中MCS
    28 2015-07-07T18:00 乌拉特中旗 27.1 低槽与副高和台风 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    29 2015-07-20T15:00 临河 15.7 北槽南涡与副高 涡旋云系中MCS
    30 2015-07-20T20:00 白云鄂博 25.1 北槽南涡与副高 暖湿切变云系中MCS
    31 2015-07-21T17:00 拐子湖 12.5 北槽南涡与副高和台风 暖湿切变云系中MCS
    32 2015-07-22T13:00 莫力达瓦旗 49.3 低槽和副高 暖湿切变云系中MCS
    33 2015-07-23T22:00 高力板 45.1 低槽和副高 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    34 2015-08-01T19:00 兴和 33.3 北槽南涡 锋面气旋云系尾部发展的MCS
    35 2015-08-06T01:00 乌兰浩特 35.8 低涡与副高和台风 涡旋云系中MCS
    36 2015-08-06T21:00 图里河 44.7 低涡与副高和台风 涡旋云系中MCS
    37 2015-08-30T16:00 太仆寺 34.9 北槽南涡 涡旋云系中MCS
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    表  2  短时强降水事件主要观测信息

    Table  2  Observation information of extreme precipitation cases

    事件编号 MCS特征 TBB/℃ 最大地闪密度/h-1 风场
    1 东西向带状 -52 10 切变线
    2 东西向带状 -42 10 切变线
    3 东西向带状 -52 50 切变线
    4 不规则 -42 地闪不活跃 中气旋
    5 圆形 -42 地闪不活跃 中气旋
    6 椭圆形 -52 10 中气旋
    7 东西向带状 -42 150 切变线
    8 东西向带状 -42 地闪不活跃 切变线演变为中高压
    9 圆形 -42 10 气旋性辐合风场
    10 圆形 -42 10 气旋性辐合风场
    11 东西向带状 -42 500 切变线演变为中高压
    12 东西向带状 -32 50 切变线演变为中高压
    13 不规则 -42 地闪不活跃 气旋性辐合风场
    14 东西向带状 -42 50 切变线
    15 东西向带状 -42 50 气旋性辐合风场
    16 椭圆形 -52 10 切变线
    17 椭圆形 -42 地闪不活跃 切变线
    18 东西向带状 -52 地闪不活跃 气旋性辐合风场
    19 不规则 -42 地闪不活跃 气旋性辐合风场演变为中高压
    20 不规则 -52 10 气旋性辐合风场
    21 椭圆形 -52 地闪不活跃 切变线
    22 椭圆形 -42 10 切变线
    23 不规则 -42 10 切变线
    24 东西向带状 -42 500 切变线
    25 东西向带状 -42 19 切变线
    26 椭圆形 -52 地闪不活跃 中低压演变为中高压
    27 南北向带状 -52 53 切变线
    28 不规则 -42 地闪不活跃 切变线
    29 不规则 -42 37 切变线
    30 不规则 -42 315 切变线
    31 东西向带状 -42 地闪不活跃 切变线
    32 南北向带状 -52 地闪不活跃 切变线
    33 椭圆形 -52 24 切变线
    34 椭圆形 -62 916 中低压
    35 椭圆形 -52 34 中气旋
    36 东西向带状 -42 188 中气旋
    37 椭圆形 -42 43 中气旋
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-07-12
  • 修回日期:  2018-01-26
  • 刊出日期:  2018-03-31

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