北京奧運(yùn)會期間一次短時強(qiáng)降水過程分析.pdf

1、利用北京地區(qū)高時空分辨率的地面自動站資料、微波輻射計資料、地基GPS資料、風(fēng)廓線數(shù)據(jù)、多普勒雷達(dá)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星云圖和TBB資料、3小時一次的原始報文數(shù)據(jù)以及6小時一次的NCEP再分析資料等，對北京地區(qū)2008年8月14日的一次短時強(qiáng)降水過程進(jìn)行細(xì)致的觀測分析。
　　 (1)分析表明：此次強(qiáng)降水發(fā)生在大尺度阻塞高壓底部，對流層中層低槽、低渦切變線、西風(fēng)槽、低空急流以及低層暖式切變線等天氣系統(tǒng)在時空上的合理配置為強(qiáng)降水的發(fā)生提供了有利的

2、天氣尺度背景條件。強(qiáng)降水發(fā)生前，北京處在理想的大尺度環(huán)境中：動力抬升、充足的水汽輸送和不穩(wěn)定的大氣層結(jié)。
　　 (2)通過對這場強(qiáng)降水的雨團(tuán)特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，此次強(qiáng)降水具有明顯的中-β尺度活動特征，歷時短、強(qiáng)度大。此外，降水的分布為點(diǎn)狀、范圍小，是由多個孤立小雨團(tuán)(直徑約20-30km)生成或合并所產(chǎn)生，降水出現(xiàn)在正午到傍晚，雨團(tuán)生命史較短、約2小時。
　　 (3)利用衛(wèi)星云圖、TBB資料、多普勒雷達(dá)資料以及地面自動站資

3、料對此次強(qiáng)降水的中尺度系統(tǒng)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，此次強(qiáng)降水是由多個孤立發(fā)展的云團(tuán)單體以及后期合并而成的中β-尺度對流系統(tǒng)引起的，這些對流云團(tuán)是在低渦云系與低槽槽前暖濕云系近距離交匯處產(chǎn)生的，對流系統(tǒng)在發(fā)展、成熟階段都處在北京上空。通過雷達(dá)和地面自動站的分析可知，強(qiáng)降水對流回波有組織的發(fā)展是與地面中尺度輻合線的發(fā)展相聯(lián)系的。
　　 (4)利用海淀的微波輻射計對強(qiáng)降水發(fā)生的局地物理條件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水汽含量以及總液水含量在暴雨即將發(fā)生前成倍

4、激增，相對濕度維持較高、達(dá)100％等現(xiàn)象。地基GPS反演的大氣水汽含量資料的顯示，強(qiáng)降水發(fā)生前，北京地區(qū)大氣水汽含量的時空變化具有明顯的局地性，這與形成降水的天氣系統(tǒng)有一定的關(guān)系；出現(xiàn)降水的區(qū)域，其大氣水汽含量都超過了水汽含量的月平均值。
　　 (5)利用對流層中低層風(fēng)廓線觀測數(shù)據(jù)，分析強(qiáng)降水發(fā)生前后局地對流層低層水平風(fēng)的垂直變化和時變特征。降水發(fā)生前期，對流層1800m到3500m維持著一支強(qiáng)而深厚的偏東氣流，風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)。

5、在降水發(fā)生前2小時偏東風(fēng)向低層伸展至900m，使偏東風(fēng)曾在強(qiáng)降水發(fā)生前變得更加深厚，并且在對流層低層局地邊界層內(nèi)有短時的偏東風(fēng)建立；此外，在2700m～3500m高度層內(nèi)呈現(xiàn)東風(fēng)大值區(qū)，特別是在強(qiáng)降水發(fā)生前1小時，增強(qiáng)為一支低空急流。邊界層內(nèi)偏東風(fēng)的建立對強(qiáng)降水的發(fā)展也有著重要的作用。
　　 (6)分析認(rèn)為，強(qiáng)降水發(fā)生在有利的大尺度環(huán)境中，高低空系統(tǒng)在時間和垂直空間上發(fā)生耦合，給北京地區(qū)對流層中低層帶來了長時間的暖平流輸送，使得

6、強(qiáng)降水發(fā)生前數(shù)小時局地低層已經(jīng)積累了對流活動發(fā)生所需的不穩(wěn)定能量，低空急流的突然加強(qiáng)提供了直接的中尺度動力強(qiáng)迫條件，從而觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放；此外，500hPa低槽東移過程中，西風(fēng)槽后的冷空氣不斷沿蒙古阻塞高壓東側(cè)的偏北氣流南下，并向低層回流西灌，對流層中層冷、暖空氣的交綏也引發(fā)了對流活動的發(fā)生。
　　 (7)通過對RUC系統(tǒng)預(yù)報產(chǎn)品的分析證明了前文中對此次強(qiáng)降水過程發(fā)生機(jī)制的結(jié)論：對流層低層對流不穩(wěn)定能量的釋放以及中層冷、暖

7、空氣的交匯造成了此次強(qiáng)降水；此外，還對形成此歡強(qiáng)降水的中尺度對流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。
　　 (8)另外，從暴雨發(fā)生時及前后局地各物理變量的演變特征中，發(fā)現(xiàn)一些對北京地區(qū)暴雨或明顯降水臨近預(yù)報具有一定先兆意義的特征，可為強(qiáng)降水短時臨近預(yù)報提供有意義的指示因子。即：大氣水汽含量顯著增加，并且超過了當(dāng)月的平均值，預(yù)示未來幾小時出現(xiàn)較明顯降水的可能性大；若再伴有氣柱液態(tài)水的成倍激增，預(yù)示未來數(shù)十分鐘出現(xiàn)暴雨的可能性很大。在天氣監(jiān)視和預(yù)