據(jù)中央氣象臺預(yù)計,6月21日到23日,受冷渦天氣影響,京津冀一帶可能出現(xiàn)今年以來的最強降雨。
冷渦是一種高空氣旋式渦旋,中心溫度比四周低。高空冷渦可從數(shù)千米的對流層中部一直垂直伸展到10公里的高空,冷渦中的空氣柱處于上暖下冷的不穩(wěn)定狀態(tài)。所以,常會產(chǎn)生陣雨、雷陣雨甚至雷雨大風(fēng)或冰雹等不穩(wěn)定天氣。強烈發(fā)展的冷渦也會造成較大范圍的暴雨天氣。
“冷渦”是怎樣造成降雨的?此次降雨到底會有多強?會對生產(chǎn)生活造成怎樣的影響?應(yīng)該注意哪些問題?中國氣象頻道氣象分析師信欣為網(wǎng)友專業(yè)解答。
1問:冷渦是如何形成降雨的?
信欣:對流層中上層的冷性渦旋,是懸空的。因此冷渦下面如果有暖濕空氣輸送,就可能導(dǎo)致出現(xiàn)上冷下暖的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),引發(fā)對流。此次降水,高空有冷渦,低空有低渦。低渦是出現(xiàn)于大氣中低層的水平和垂直范圍都較小的低壓渦旋。低渦本身就個是水汽搬運工,將海洋上的水汽吸引過來,匯聚在一起。這個匯聚的過程,也是有利于水汽的抬升,形成降水。這次冷渦+低渦,就使得降水條件更加有利。不過不確定的是,兩個系統(tǒng)的位置、移動方向和速度,會使得具體的強降雨的時空分布預(yù)報起來有難度。
降水需要水汽和動力這兩個基本條件。類似擰毛巾,要有水和力氣。降水的物質(zhì)來源來自偏南氣流從海上輸送的水汽,然后遇到合適的環(huán)境,被抬升到高空凝結(jié)成水滴、凍結(jié)成冰晶,然后再因為重力作用落下來。另外,下大雨,需要源源不斷的水汽輸送和動力抬升。22-23日華北地區(qū)的氣象條件就滿足這個情況,冷渦提供動力抬升,同時低空有低渦,把水汽吸引上來。
2問:此次降雨到底有多強?
信欣:據(jù)中央氣象臺預(yù)報,預(yù)計21日至24日,北京、天津、河北、內(nèi)蒙古中部偏南地區(qū)、遼寧西南部、河南東部、山東、安徽東北部和江蘇北部等地的部分地區(qū)有大到暴雨,北京西部和北部沿山、河北東北部等地部分地區(qū)有大暴雨,過程累計雨量40~80毫米,局地可達150~180毫米;上述部分地區(qū)并伴有雷暴大風(fēng)等強對流天氣,最大小時雨強可達20~40毫米,局地超過60毫米。預(yù)計最強降雨時段出現(xiàn)在22日和23日。
京津冀地區(qū)是本輪強降雨的中心。預(yù)計22日至23日,北京大部地區(qū)將普降暴雨,西部和北部沿山有大暴雨,累計雨量50~90毫米,局地120~180毫米,最大小時雨強50~70毫米;局地還會伴有冰雹、短時大風(fēng)、短時強降雨等強對流天氣。
預(yù)報可能還有調(diào)整,但是兩個大方向應(yīng)該可以確定,一是這是京津冀今年以來最強降雨,區(qū)域性暴雨概率大。二是降水先是對流為主,之后轉(zhuǎn)為相對穩(wěn)定,均勻的降水。具體哪里、哪個時段最強,還是看臨近預(yù)報。
3問:此次北京地區(qū)的降雨會達到2012年7月21大暴雨級別嗎?
信欣:應(yīng)該不會,因為降水的過程并不是一直處于強對流中,類似程咬金“三板斧”。第一階段,對流降水,時空不均,可能在21日夜間-22日晨;第二階段22日白天-夜間,持續(xù)較均勻降水,夜間比白天更強;第三階段,23日白天到夜間,陣性降雨,斷斷續(xù)續(xù)、時大時小,東邊比西邊大,總體雨量弱于22日。
氣象上規(guī)定,如果24小時降雨量50-99.9毫米為暴雨。如果是1小時3毫米降雨量,連續(xù)下24小時,就是72毫米,這是暴雨,但看著就像是中雨-大雨。如果是1小時24毫米降雨量,連續(xù)下3小時,也是72毫米,也是暴雨,但視覺上,這才是猛烈的暴雨。2012年7月21北京的總降水量其實不如2016年7月20日,但大家覺得還是“721” 強。這就是因為,“720”單小時降雨量不如“721”強,但下得更久。
4問:此次降水是對流很強,還是平穩(wěn)綿長?
信欣:這次降水,開始的時候可能是對流降水為主,后面轉(zhuǎn)為相對穩(wěn)定的降水,可能會伴隨弱對流活動,打幾個悶雷。因此一開始是視覺和聽覺系的暴雨,后面是累積量的暴雨,視覺系的中雨、大雨。
如何判斷此次降水是對流很強的,還是平穩(wěn)綿長的呢?看垂直結(jié)構(gòu)和大氣穩(wěn)定度參數(shù)。
上圖反應(yīng)了北京不同時間、不同高度上的大氣狀態(tài)。橫坐標為時間軸,從右向左看,下方數(shù)字代表了時間,比如2308就是23日08時??v坐標為氣壓高度,1000基本就是地面,850大概是1500米、700大概3000米,500約5500米,200約12000米。圖上有很多虛線和綠色。虛線代表了上升運動,這個是利于降水的。北京從21日晚-24日晨,一直存在上升運動。而且22日-23日晨,虛線都很強,高度也很高。綠色對應(yīng)的是相對濕度,右側(cè)圖標中,深綠色對應(yīng)相對濕度在95%以上,21日20時-22日08時,北京700百帕即3000米以下低空濕度大,700-500百帕(對流層中層)變成了淺綠色,相對濕度不是很大,空氣相對干一些,這樣上干下濕的情況是利于出現(xiàn)對流的。
而22日晚-23日凌晨,從地面一直抬升到對流層頂(200百帕高度)顏色都很深,說明因此這個時候整層濕度都不錯,并且風(fēng)向,大多為南風(fēng)這樣的配置,利于出現(xiàn)較強降雨,而不是對流。到了23日,對流層中上層(500以上)出現(xiàn)了干區(qū),地面到700(約3000米)還是濕層,但抬升動力差了一些,風(fēng)向也多北風(fēng),因此呈現(xiàn)一些冷區(qū)的陣性降水,可以有對流活動,但不會很強。
5問:如何應(yīng)對此次降雨?
信欣:暴雨的預(yù)報很難,不確定性還是很大。根據(jù)21日早晨最新的預(yù)報顯示,冷渦走得可能比之前預(yù)計得還要慢一些,降水結(jié)束時間會拖后。低空的低渦系統(tǒng)也一直不穩(wěn)定,低空水汽的搬運工,不確定將水汽向哪里匯集,導(dǎo)致暴雨中心的不確定。
總體來說,22-23日這次過程依然有不確定性,北京22日20時,動力和水汽相對配合好,可能雨最強。
對于此次京津冀一帶可能出現(xiàn)的今年以來最強降雨,大家不必恐慌和擔憂。首先,減少外出,尤其要避免去山區(qū),以防發(fā)生危險。其次,提前準備飲水和食物,22日晚盡可能早一點回家。
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