基本介紹
- 中文名：暖式切變
- 外文名：Warm shear
- 描述：相對流場而言的一種天氣系統
- 套用：天氣預報
- 學科：氣象學
概念,暖式切變暴雨前期雲場若干特徵,攀雨前24小時雲場特徵,暴雨前12小時左右雲場特徵,雲場與天氣形勢的對應關係,研究結論,東北冷渦前期暖式切變降水天氣分析,天氣實況,天氣形勢,數值預報,衛星雲圖產品,研究結論,
概念
暖式切變主要在對流層中低層，在700hPa和850hPa等壓面上最為顯著。切變線是風場中具有氣旋式切變的不連續線。其兩側的風矢量平行於該線的分量有突變。多在西風槽南段移速慢於北段成為橫槽時或產生於兩高壓之間。它常和地面鋒系配合，是主要降水天氣系統之一。
暖式切變暴雨前期雲場若干特徵
攀雨前24小時雲場特徵
圖1是六次典型暖式切變暴雨開始前24小時雲圖合成圖的示意圖，其雲場特徵是：
圖1六次典型暖式切變暴雨開始前24小時雲圖合成圖的示意圖
（1）從日本到江南、華南有一近東西向的冷式切變、靜止鋒雲帶(這裡簡稱東雲帶)，東二夭已經影響過江西或正在影響江西惑蠢咎履降水或暴雨，雲帶北側有高壓控制的晴空區，晴空區偏北偏東。
（2）高原東部有南支小槽雲系或西南季風雲系，小槽西北側大約33°N90°E附近有低槽、冷鋒雲系。小槽雲系不象中緯度低槽、冷鋒雲系範圍寬廣、雲系濃密，有些開始只是中、高雲，但移動較快，發展迅速;有些在東雲帶尾部的西北側形成條狀、排狀捲雲羽，並迅速向東北推進;有些象一撮毛髮的捲雲;有些已形成東西向的中、低雲帶。
（3）連續觀測西南地區雲系發展增厚極快，由於中、高層西南風強盛，所以北抬較快，抬到一定位置比如西南風明顯減小的地區就減速靜止下來。而冷式切變靜止鋒雲系南移速度就相對慢些，有時在一個地區可維持一夭。在考慮降水落區時這些因素必須考慮。新生的暖式切變雲系大致位於大理、河內、南寧、廣州、郴州到桂林、貴陽、畢節一帶。
暴雨前12小時左右雲場特徵
圖2是4次典型暖式切變暴雨開始前12小時雲圖合成圖示意圖，其雲場特徵是：
圖2 4次典型暖式切變暴雨開始前12小時雲圖合成圖示意圖
（1）東雲帶繼續減弱鬆散並東移。
（2）在東雲帶尾部或尾部的西北側中低雲系迅速發展、增強，有些已發展成積狀、團狀對流雲。
從東雲帶南移到暖式切變北抬影響江西，連續觀側雲系的變化有一個增強—減弱—再加強的演變過程，抓住最後一個增強過程是預報暖式切變暴雨的關鍵時刻，即使沒有暴雨也要在上游實況雨量的等級上加量級預報。
（3）統計東雲帶尾部新生雲區，對應地面圖上最大三站六小時雨量(6RR)表明，有二次個例已經有較強降水，而且是雷雨區，有二次個例新生雲區6RR雨量小，最強一次三站6RR雨量分別為25、13、10mm，最小的一次三站6RR雨量分別為4、1、0.0mm，象這種前期雨量小，12小時之後有區域性暴雨的類型帶有突發性的特點，這種情況不能用簡單的線性外推。必須結合天氣形勢、雲圖、雷達數值預報等進行綜合分析和加密監瀏。
雲場與天氣形勢的對應關係
前面提到的暖式切變暴雨前期日本到江南、華南有一多雲帶，北側有晴空區，高原東部有小槽雲系，它們與夭氣圖的對應關係是：多雲帶是副高位置的反映，平時我們很多預報指標用副高脊線，這裡用副高北部邊緣的輻合帶，表明江西汛期，渤海灣到黃海、南海為暖高壓脊或高壓中心，冷高壓中心在長江流域以北，沿黃淮流域東移入海。高壓後部有一支東南氣流從長江口吹向河南，江南處在高原小槽前、副高北側強西南氣流中，西南氣流與東南氣流在長江中下游匯合，形成暖式切變。高原小槽前四川到雲貴有低值系統等東出。另一種情況是中緯度又有低槽，冷鋒逼近，槽前強西南風使江南南部冷式切變北抬加強。
研究結論
在查找1983年—1988年6年4—6月間12小時暴雨過程中，118個樣本，暖式切變暴雨所占比例不多，大概占總數的五分之一左右，有一部分是暖式切變轉變成冷式切變引起的暴雨，暖式切變暴雨總的形勢特點是中、低層入海高壓右部，高壓中心東移到長江口東面東海到黃海一帶，江南有暖式切變，鋒區強、西南到江南暖平流強，高原東部有南支槽東出，地面有倒槽和靜止鋒，中低層部分伴有低渦。雲場上，前24小時西南地區貴陽、桂林到郴州附近有中、高雲系向東北推進發展，前12小時有中、低雲系迅速發展，有些已形成對流雲，對應地面圖有雷雨區和較大六小時雨量，有些則沒有.在大形勢差不多的情況下，注意西南地區雲系的發展，加強短時監測，進行綜合分析，提高預報準確率。
東北冷渦前期暖式切變降水天氣分析
2009年6月，錦州地區先後經歷了4次東北冷渦天氣過程，都沒有產生明顯對流性降水，而6月19日受東北冷渦前暖式切變影響錦州全區出現中到大雨天氣。以前預報員普遍關注冷渦系統的降水研究，對受冷渦前期的暖式切變系統影響的較強降水認識不足，為此，筆者針對這一問題進行具體分析，力求找到預報著眼點，總結和積累一些預報此類天氣的經驗，以期為此類天氣的預報提供參考。
天氣實況
此次降水從6月18日22時起到19日20時結束，全區普降中到大雨，北鎮羅羅卜和黑山新興達到暴雨，降水量分別為52.3、61 mm。整個降水分為兩個強降水時段，西部強降水時段：19日00—08時；東部強降水時段：19日16—20時；降水性質為不穩定降水，有15個站先後出現短時強對流降水(1h雨量>10mm/h)。
天氣形勢
（1）高空形勢
從19日08時200hPa高空圖(圖3)看出，在40—50°N中高緯度地區為偏西風急流控制，錦州上空為西北風；20日08時，中高緯度地區偏西風急流加強，錦州上空由西北風轉為西南風，風速場上出現輻散形勢。從18日08時500hPa高空圖(圖3)看出，貝加爾湖到巴爾喀什湖之間為冷渦系統控制，河套地區暖脊發展東移，錦州上空為偏西北風；18日20時，貝加爾湖東部冷渦南壓，河套地區暖脊繼續東移，錦州上空由西北風轉為西南風控制；19日08時，貝加爾湖冷渦繼續東移南下，冷渦中心接近貝加爾湖，河套暖脊繼續東移影響遼寧西部地區，錦州上空西南風加大，暖平流增強；20日08時，錦州處於冷渦底部，暖區降水結構被完全破壞。
圖3
（2）低空形勢
從18日08時700 hPa低空圖(圖4)看出，在河套西側暖區內有一高空槽，貝加爾湖低渦前部有切變線存在；18日20時，河套高空槽東移至河套東部地區，仍處於暖區內，貝加爾湖切變線隨著冷空氣東移南下發展，位於河套北側地區；19日08時，切變線東移至錦州北部上空，與東移北上的高空槽形成明顯“丁”字槽，錦州處於暖平流區；20日08時，冷渦東移控制東北地區，錦州上空為冷平流控制。
圖4
從18日05時850 hPa低空圖(圖4)看出，高空槽位於河套西側，錦州處於暖平流區；18日20時，高空槽東移至河套東部地區，副熱帶高壓西側西南低空急流形成，錦州處於暖區控制，急流頂部到達錦州上空；19日08時，高空槽東移北上到遼寧西部地區，高空低渦東移南壓，在高空槽北側生成一橫切變，與高空槽形成明顯“丁”字槽，急流北上東移至遼河流域地區；20日08時，高空冷渦錦州地區，高空槽人海東移，西南低空急流偏東移出遼寧。
925 hPa18日20時，低空急流形成，其頂部指向錦州地區上空；19日08時，低空急流東移至遼河以東地區，與850hPa形勢接近。
（3）地面形勢
18日20時，貝加爾湖到河套地區之間為蒙古低壓控制，中心強度達到992.5 hPa；19日08時，蒙古低壓中心向北收縮，同時中心強度加強為987.5 hPa，錦州處於低壓的右下方；19日14—20時，低壓中心繼續加強北上，錦州受其底部冷鋒影響產生降水天氣。
數值預報
（1）歐洲中心
500hPa 17日20時預報19日20時(17日20時48h預報)，整個40—60都要30°N中高緯度地區為大低壓帶控制，貝加爾湖低渦中心東移南壓到內蒙古地區；850 hPa高空槽東移北上至遼寧西部地區，低空急流頂部已到達吉林、黑龍江地區，風場上在高空槽頂部有冷渦橫切變存在，與高空槽形成明顯“丁”字槽，這與實況形勢完全符合。海平面氣壓場17日20時預報18日20時(24h預報)，蒙古低壓位於貝加爾湖至河套地區之間，中心強度達到988hPa；17日20時預報19日20時(48h預報)蒙古低壓中心東移北抬，其尾部冷鋒影響遼西地區，與地面實況氣壓場形勢吻合。
（2）日本傳真
18日20時預報19日20時(24h預報)782圖上，高空槽正位於錦州上空，西南急流位於錦州偏東地區；783圖上，高空槽線繼續東移強度略微減弱；高空形勢預報與實況形勢較為接近。18日20時預報19日20時(24h預報)02圖上的降水預報，錦州處於15—25mm，與實況相比大部分量級準確，只有北鎮地區降水量級偏小一個量級；蒙古低壓的位置預報準確，中心強度為984 hPa，較實況強了3.5hPa，錦州降水受其底部冷鋒影響預報準確。
衛星雲圖產品
18日21—22時，較強雲帶已位於遼寧西部地區，雲帶後部邊緣較為整齊，其後部暗區明顯，說明雲區後部正有冷空氣人侵；雲帶下方有一條水汽輸送帶，雲帶的右下方出現乾涌邊界，指示雲帶將向北移動。19日00時，雲帶後部冷空氣推動雲帶主體向偏東方向移動，雲帶下方乾區明顯向北擴展，在雲帶下邊緣形成明顯的內邊界，對雲帶東移起到阻擋作用，促使雲主體北上，同時西南水汽輸送帶上不斷有中小尺度系統雲團生成，沿著低空急流北上，持續影響錦州乃至遼寧和吉林地區降水。19日17時，隨著雲帶後部冷空氣大量注人，在錦州北側形成大範圍雲帶內邊界，推動雲主體向偏東方向移動，水汽通道隨之東移其頂部已達到吉林地區，預示錦州上空穩壓場結構(暖區降水結構)遭到徹底破壞，冷空氣南下，錦州降水結束。
研究結論
(1)高空冷渦前部暖式切變與北上高空槽形成明顯“丁”字槽、地面蒙古低壓冷鋒是本次天氣過程的主要影響系統。
(2)衛星雲圖在降水過程中，雲帶的乾涌邊界、內邊界以及水汽通道反映明顯，對降水的持續時間、降水強度有很好的指示意義。
(3)數值預報產品分析發現，日本傳真和歐洲中心的形勢預報較為準確，日本傳真的低壓中心強度偏強(強了3.5hPa)降水預報量級略偏小；歐洲中心的高低空形勢以及系統的移動速度與實況較為接近，有很好的指示意義。
