1 引言
2 研究区域和资料
3 区域性短时强降水天气过程
表1 2010 -2021年6 -8月甘肃河东不同站次的短时强降水天气过程Table 1 The short-time heavy rainfall events with different stations over eastern Gansu Province from June to August from 2010 to 2021 |
短时强降水站次/次 | 10≤n<20 | 20≤n<30 | 30≤n<50 | 50≤n<100 | 100≤n |
---|---|---|---|---|---|
天气过程次数/次 | 80 | 32 | 38 | 36 | 14 |
n为某一日甘肃河东地区发生短时强降水的总站次 |
表2 2010 -2021年6 -8月甘肃河东的区域性短时强降水天气过程(50次)Table 2 List of 50 regional short-time heavy rainfall events over eastern Gansu Province from June to August during 2010 -2021 |
序号 | 日期 (年-月-日) | 短时强降水 站次/次 | 序号 | 日期 (年-月-日) | 短时强降水 站次/次 | 序号 | 日期 (年-月-日) | 短时强降水 站次/次 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2016-08-24 | 209 | 18 | 2018-08-21 | 90 | 35 | 2018-08-12 | 60 |
2 | 2017-08-06 | 195 | 19 | 2018-07-18 | 84 | 36 | 2018-08-14 | 60 |
3 | 2013-06-19 | 191 | 20 | 2020-08-06 | 81 | 37 | 2017-07-26 | 57 |
4 | 2021-07-14 | 169 | 21 | 2018-07-15 | 80 | 38 | 2018-06-25 | 56 |
5 | 2018-07-10 | 157 | 22 | 2014-06-18 | 79 | 39 | 2013-08-23 | 56 |
6 | 2020-06-26 | 156 | 23 | 2018-08-20 | 79 | 40 | 2019-08-26 | 56 |
7 | 2013-08-06 | 152 | 24 | 2018-08-02 | 78 | 41 | 2020-08-10 | 54 |
8 | 2019-08-02 | 145 | 25 | 2015-08-11 | 74 | 42 | 2019-08-19 | 54 |
9 | 2013-07-21 | 138 | 26 | 2017-08-20 | 73 | 43 | 2016-08-22 | 53 |
10 | 2019-07-21 | 126 | 27 | 2010-08-11 | 72 | 44 | 2018-08-11 | 52 |
11 | 2019-07-28 | 117 | 28 | 2018-06-29 | 70 | 45 | 2017-08-07 | 51 |
12 | 2012-08-13 | 108 | 29 | 2018-08-07 | 67 | 46 | 2016-07-10 | 51 |
13 | 2018-07-01 | 108 | 30 | 2011-08-15 | 64 | 47 | 2018-08-15 | 51 |
14 | 2013-08-27 | 101 | 31 | 2012-08-16 | 64 | 48 | 2013-07-08 | 51 |
15 | 2015-08-02 | 95 | 32 | 2017-07-27 | 62 | 49 | 2020-08-03 | 51 |
16 | 2016-07-23 | 92 | 33 | 2013-07-24 | 61 | 50 | 2011-07-28 | 50 |
17 | 2021-07-25 | 92 | 34 | 2020-08-12 | 61 |
4 区域性短时强降水天气过程的分类方法
4.1 客观分类
图2 甘肃河东区域性短时强降水天气过程多发年(a, b)和少发年(c)夏季(6-8月)500 hPa平均位势高度场(等值线, 单位: dagpm)和距平场(阴影区, 单位: dagpm)Fig.2 The mean geopotential height field at 500 hPa (contour, unit: dagpm) and anomaly field (shaded area, unit: dagpm) in summer(June to August)of the frequent (a, b) and infrequent (c) years of the regional short-term heavy rainfall |
图3 50次甘肃河东区域性短时强降水天气过程聚类平均距离值随聚类数的变化Fig.3 Variation of the mean distance value of 50 regional short-time heavy precipitation events with decreasing number of clusters in eastern Gansu Province |
图4 聚类数为4时对应的500 hPa位势高度距平场的聚类结果(单位: dagpm)Fig.4 Cluster analysis result of opotential height anomaly field at 500 hPa when cluster number is 4.Unit: dagpm |
表3 甘肃河东50次区域性短时强降水的天气尺度环流形势聚类分析结果Table 3 Cluster analysis result of synoptic scale circulation situation of 50 regional short-time heavy rainfall events in eastern Gansu Province |
分类 | 序号 |
---|---|
第1类 | 3、 6、 8、 13、 22、 28、 38、 41、 48、 50 |
第2类 | 4、 5、 7、 9、 10、 14、 19、 21、 26、 30、 31、 33、 34、 35、 42、 44、 46、 49 |
第3类 | 1、 2、 11、 12、 15、 16、 17、 18、 23、 27、 32、 37、 39、 40、 45 |
第4类 | 20、 24、 25、 29、 36、 43、 47 |
序号所对应过程如表2所示 |
4.2 客观分类的天气学检验
图5 甘肃河东不同类型区域性短时强降水天气发生时500 hPa温度场(等值线虚线, 单位: ℃)、 位势高度场(等值线实线, 单位: dagpm)及其距平场(阴影区, 单位: dagpm)Fig.5 The temperature field (dotted contour, unit: ℃), geopotential height field (solid contour, unit: dagpm) and its anomaly field (shaded area, unit: dagpm) at 500 hPa in different regional short-time heavy rainfall types in eastern Gansu Province |
表4 天气尺度环流形势分类Table 4 Classification of synoptic scale circulation situation |
分类 | 序号 | 占比/% |
---|---|---|
高原槽东移型 | 3、 6、 8、 9*、 13、 22、 38、 41、 48、 50 | 20 |
副高边缘西南气流型 | 4、 5、 7、 10、 14、 19、 21、 26、 30、 31、 33、 34、 35、 42、 44、 46、 49 | 34 |
两高切变型 | 1、 2、 11、 15、 16、 18、 27、 32、 37、 39、 40 | 22 |
西北气流型 | 12*、 17*、 23*、 28*、 45* | 10 |
其他 | 20、 24、 25、 29、 36、 43、 47 | 14 |
序号所对应过程如表2所示; *表示经天气学检验后对客观分类进行了调整的天气过程 |
5 天气尺度环流形势配置概念模型
5.1 高原槽东移型
图7 甘肃河东不同类型区域性短时强降水天气发生时700 hPa平均风场(单位: m·s-1)黑色阴影区为地形 Fig.7 The average wind field at 700 hPa in different regional short-time heavy rainfall types in eastern Gansu Province.Unit: m·s-1.The black shaded area is terrain |
图8 甘肃河东不同类型区域性短时强降水天气发生时700 hPa平均比湿(等值线, 单位: g·kg-1)和假相当位温(阴影区, 单位: K)黑色阴影区为地形Fig.8 The average specific humidity field (contour, unit: g·kg-1) and pseudo equivalent potential temperature (color area, unit: K) at 700 hPa in different regional short-time heavy rainfall types in eastern Gansu Province.The black shaded area is terrain |
图9 甘肃河东不同类型区域性短时强降水天气发生时沿34°N平均垂直速度(阴影区, 单位: Pa·s-1), 假相当位温(等值线, 单位: K), 水平纬向风分量(单位: m·s-1)与垂直风(单位: Pa·s-1, 垂直风扩大至 黑色阴影区为地形, 甘肃河东地区位于102°E -108°E )的合成风场(矢量)的经度-高度剖面Fig.9 Longtitide-height cross-section of average vertical velocities (shaded area, unit: Pa·s-1 ), pseudo equivalent potential temperature ( contour, unit: K ) and combined wind field ( vector ) of horizontal zonal wind ( unit: m·s-1) and vertical velocity expanded by a factor of [unit: ×( ) Pa·s-1 ] along 34°N in different regional short-time heavy rainfall types in eastern Gansu Province.The black shaded area is terrain.The eastern Gansu Province is located at 102°E -108°E |