济南市区短时强降水特征分析与天气分型

【摘要】：利用2007—2015年济南市区及历城区自动气象观测站的逐小时降水量资料,以及常规高空、地面观测资料,统计了198次短时强降水过程的时空分布特征、天气形势以及关键环境参量。1短时强降水的时空分布特征1.1短时强降水范围及强度特征局地性短时强降水占71%,区域性占20%,大范围占9%;最大小时雨强与强降水出现的范围有较好的相关性,即强降水范围小的局地性过程小时雨强大多较弱,大范围过程虽然出现次数不多,最大小时雨强却均超过了40mm;但局地性过程中也可出现极端强度的降水过程。1.2短时强降水年际、月际变化特征研究时段内最早的一次短时强降水出现在3月12日(2013年),最晚的过程出现在9月16日(2015年);短时强降水自6月开始增多,7月、8月最集中,7月中旬—8月中旬发生的短时强降水占全年一半以上,平均3～4天即可出现一次。计算每年大范围和小时雨强大于等于40毫米(高强度)的短时强降水次数占该年过程的比率,得到2007—2015年短时强降水范围及强度的年际变化趋势,大多数年份短时强降水的范围与强度呈现了较好的正相关性,2014年以后大范围和高强度过程均有增多的趋势。1.3短时强降水日变化特征短时强降水最易发生于午后—傍晚时段,但不同的年份又有不同的特点,2007和2013年的短时强降水多发于后半夜—早晨时段,其余年份午后—傍晚时段的过程数明显多于其他时段。2短时强降水天气分型及预报概念模型2.1短时强降水天气分型利用常规高空、地面观测资料,分析198次短时强降水发生时的天气形势和影响系统;由于短时强降水发生时500hPa的形势较为接近,大多有西风槽的影响,因而天气分型以700hPa至地面的影响系统为主,500hPa系统为辅;将全部过程分为切变线型、低槽冷锋型、西风槽型、冷涡型、台风外围型及无系统型6类。其中切变线型次数最多,共133次,占67.2%,且发生范围和最大小时雨强分布较广;低槽冷锋型和西风槽型短时强降水分别出现了23次和20次,占11.6%和10.1%;低槽冷锋型发生于7月、8月极易造成大范围高强度的过程,若发生于对流条件较差的时期,易产生范围小强度也小的过程;西风槽型的过程通常较弱;其余3种类型的过程均较少。2.2短时强降水预报概念模型分别选取不同类型短时强降水的几个典型过程进行天气分析,归纳出不同类型短时强降水的概念模型,为短时强降水的短期预报提供指导。此外,700hPa以下的天气系统是济南市区短时强降水的主要影响系统,7月、8月预报短时强降水更应关注冷锋或冷空气的影响。3短时强降水关键环境参量分析选取850和500h Pa温差(△T85)、地面露点(Td)、850hPa假相当位温(850hPaθse)、对流有效位能(CAPE)和对流抑制能(CIN)、以及暖云层厚度作为短时强降水的关键环境参量进行统计。可以看出,对于Td、850h Paθse、CAPE以及暖云层厚度等参量,大范围短时强降水过程的阈值高于局地性和区域性过程; CIN则大范围过程最小;对于△T85,三种过程差异较小。天气分型与关键环境参量阈值相结合,可为济南市区短时强降水的预报提供重要参考。