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[科普中国]-东海低压

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东海低压发展的条件主要有两个:高、 低空系统的垂直祸合及中低层的强温度平流造成抬升运动,产生降水并释放潜热。

概念东海低压对于日本天气的影响是很大的,无论是降水或是大风。同时它对我国天气的影响也是非常显著的。根据多年来的经验,东海低压发生前的天气特征可分为两种情况。

第一种情形:当大陆冷高压南下至华中并继续向东方海洋上推进之时,常常在高压的后部形成出一个低气压来。在低压未形成之前,长江以南现有大片高压云的降雨去存在。雨区与地面的配置是不密切的,即雨区早于锋面及低压产生。当地面低气压及锋面形成以后,便迅速向东移动,此时雨区亦随锋面东移,这时候我国东南沿海的天气就会很快转好。而且在冷锋之后常常有大风发生。

第二类的东海低压并不是在冷高压尚未撤离的情形下形成的,这类低压的冷锋并不是非常明显南下,而低压区中的雨区随冷锋的移动也较慢。

一次爆发性东海低压发展引起的海上强风分析舟山地处长江口南侧、杭州湾外缘的东海洋面上,是由大小1390个岛屿组成的海岛城市。由于地处中纬度,所以受东西风环流和南北天气系统共同影响。舟山市的海上交通、渔民捕鱼和海上作业等均与气象条件息息相关,海上大风是其中影响最大的灾害性天气。造成舟山市海上大风的天气系统主要有冷空气、台风和海上低压。其中,海上低压发展所造成的大风最具危险性、预报难度也最大。根据历年海损事故的统计分析,因气象原因造成的海损事故中有35%是由海上低压发展引起的。

2006年6月1日受爆发性发展的东海低压影响,舟山全市普降暴雨或大暴雨,到6月2日02点,全市自动气象站测得的过程降水量达到60mm以上的有普陀、朱家尖、衡山、岱山等9个站,其中最大的是普陀自动站,降水量达到100.5mm。从6月1日早晨起,舟山沿海风力逐渐增大,到2日早晨,全市自动气象站和测风站普遍测得9~1级的东到东北大风,达到1级及以上的有海礁、浪岗、花鸟、滩浒4个站,嗓泅等14个站达到10级。其中,海礁在2日03点04分出现40.4m/s(13级)的北到东北风,为历史罕见。这次东海低压强烈发展所造成的风雨强度完全可以和台风影响相媲美,对该低压强烈发展,各台站和各家数值预报的结果与实况相差甚远。本文对该低压强烈发展的影响系统、大风出现的原因进行诊断分析,以期为今后的预报服务工作提供参考。

环流背景分析500hPa前期形势是乌东有阻塞高压,贝湖附近是一个低涡中心。从低涡中心分裂出的小槽东移,31日08时小槽位于陕西川北一带,20时该槽移到了河南,槽底伸到30°N以南。6月1日08时,槽线在山东安徽一带,移速缓慢,槽底伸到28°N。同时在安徽境内生成576hPa的低涡中心,配合有-12℃的冷中心。20时(见图1)该低涡中心移到长江口,槽底进一步南伸到27°N,强度进一步增强,槽后偏北风达22m/s。2日08时该高空低涡移到了日本南面的洋面上。

5月31日08时700hPa上,贝湖附近有一低涡,在30°N有一切变线。在沿海有一个高压脊,脊顶在45°N。31日20时,切变线维持,低压环流东移,海上的高压脊仍稳定在原来的位置。1日08时形成一个308hPa的闭合环流中心,位于江、浙、皖三省交界处,配合-4℃的冷中心。1日20时低涡移到杭州湾,风速更大、辐合更强,北侧的东风达到22m/s。2日08时低涡中心移到外海。

31日08时850hPa上,华南沿海有一支风速大于16m/s的西南低空急流,东部海上是一个高压脊,脊顶伸到40°N以北,在江西、福建有一条弱切变线。31日20时随着西南低涡东移,槽前小高压并入沿海高压脊,风向辐合加强使切变线有所北抬。1日08时辐合中心移到苏、浙、皖三省交界处,风速增大到16m/s。从东面海上有冷平流输送到长江口。1日20时144hPa闭合中心移到杭州湾,配合9℃的冷中心,上海站的风速达18m/s。2日08时低压东移到外海。

地面图上,31日舟山市处在高压后部,在台湾东面有倒槽北顶发展成低压环流。1日02时地面低压环流移到浙南沿海,05时形成一个1007.5hPa的低压中心,08时该低压中心附近h6降水量普遍在20—30mm,玉环最大达52mm。到1时,地面低压中心进一步发展,在浙江中部沿海形成1005.0hPa的低压中心。20时低压中心移到舟山海域,得到进一步的发展。由于当时黄海到日本海受地面高压控制,地面低压和北侧高压的配合,直接造成了舟山海域的大风。随后,低压慢慢朝东移去。2日08时,地面低压中心移到128°E、30°N附近,舟山沿海风力逐渐减小。

强风形成原因分析东海低压在舟山海域的强烈发展是造成舟山沿海大风的直接原因。6月1日东海低压强烈发展具有突发性,根据前一天的实况天气图和数值预报资料来预报都有难度。根据以前的预报经验来看,东海低压的发展需要以下几个条件:(1)南支槽比较深,槽前负变高在-9hPa以上;(2)地面上有江西倒槽或华西倒槽发展东移;(3)低层有切变线和低涡;(4)槽前高压脊入海,对应有暖脊配合;(5)南支锋区比较明显,5个纬度内有3根等温线。

而此次过程,南支高空槽不明显,槽前是正变高,南支锋区比较弱。根据经验预报,低压应该没有大发展。这次地面倒槽在台湾省附近海面上,而不是从大陆上东移过来的地面倒槽。该海上倒槽边向北顶、边发展,后来在舟山海域遭遇高空槽发展成低涡,高空三层低值系统叠加在地面倒槽上,引起倒槽强烈发展成东海低压。地面弱波动遇到高空有利的形势场,得到快速发展。它和典型的江淮气旋发展模型是不同的。

由于海上资料的匾乏,从地面图上看海上低压发展得并不强,中心气压只有1005hPa,地面气压梯度也不大。但通过计算定海和杭州的气压差,发现从6月1日1时开始,两地的气压差逐渐增大,到1日20时两地气压差达最大6.0hPa,最大气压差达3hPa纬度,变压梯度非常大,大的变压梯度必然产生强风。此时低压在舟山海域强烈发展,测站开始出现10~12级大风,到2日05时气压差仍达3.5hPa,舟山靠近外海的测站还有10级以上大风。而且,1日夜里大陆和海洋间的垂直环流圈正好穿过舟山海域,高空动量下传,加大了底层的风速。

研究结论(1)这次东海低压的地面系统来自台湾岛附近的海上倒槽,与以往从华西移来的低压倒槽不同,有点象热带低压系统的发展。

(2)在高空槽东移过程中,安徽附近生成高空闭合的冷涡,该低涡比较深厚,在浙北沿海入海时正好遇上向北发展的地面倒槽,两者叠加即高低空系统的垂直祸合导致了地面低压系统的爆发性发展。

(3)高空槽后干冷平流入侵到低压环流里,使斜压不稳定度增加,促进了对流层低层对流和低压的发展。

(4)中低层在舟山海域的强温度平流造成的抬升作用产生降水,通过水汽凝结引起潜热释放,并进一步造成地面低压系统的发展,此时低压和降水形成正反馈机制。

(5)高层辐散大于低层辐合形成的补偿效应,引起大范围的上升运动,舟山海域的垂直上升速度非常大,这些都是低压发展的有利因素。

(6)来自南海和孟加拉湾的西南气流源源不断地向江南输送水汽和能量,高度饱和的大气为低压的发展奠定了基础。1

春季东海低压的预报春季东海低压往往造成东海渔场的偏南大风转偏北大风,强低压造成的这种大风天气,对东海渔业生产影响极大,其危害程度甚于冷空气大风。普查了1963—1966年和1970—1975年4—6月份的资料,对资料完整的85个东海低压过程进行了总结。

春季东海低压的概况春季(4—6月)东海低压活动频繁,平均每年有9—10个,少的年份有6—7个,多的年份14—15个,是春季东南沿海地区的重要天气系统。其来源,有从大陆东移到海上发展成低压的,有江西倒槽移到海上发展成低压的,有少数在低压发生前,西南或华南仅有一倒槽和一片雨区,或仅有一准静止锋或一片雨区,以后在海上低压突然生成

春季东海低压的预(1)48小时预报

东海低压入海或生成前48小时的700毫巴环流形势可分为两型,其特点:

A型(见图2)(1)长江流域或以南地区有一东西向的切变线,低压在昌都到恩施之间,西南地区负变高明显;(2)黄河流域到川北一带有冷槽,云、贵、桂一带是一暖区,长江流域以南地区暖平流和正变温明显,(3)河套西北有低槽或锋区,(4)105—135°E范围内副高脊线在20°N以南。

B型(见图3)(1)从河套到西南是一低槽,槽上在35ON以南往往有低压,槽前有明显的负变高;(2)陕、甘、川北一带有一冷槽,云、贵、桂一带有一暖区,长江流域以南地区有明显的暖平流和正变温,(3)、(4)与A型(3)、(4)相同。

低压入海前48小时地面形势也可分两型:

A型(见图4)(1)长江流域或以南地区有准静止锋或慢行冷锋,并有大片东西向发展着的雨区和明显的24小时负变压,黄河流域是一高压脊;(2)蒙古西部到新疆北部有冷空气东移南下,前锋已到达河套西北。

B型(见图5)(1)长江流域或以南地区有一倒槽或有气旋性曲率,西南地区有时有一低压,长江中下游及以南往往有明显的24小时负变压和东西向发展着的雨区;(2)蒙古西部到新疆北部有冷空气东移南下,其前锋在河套西北。

研究结论关于东海低压的预报,还有以下几点体会:

(1)一个低压入海时,或入海前24小时,除此低压过程引起的降水和雨量中心外,西南地区或长江中游以南还另有一个或几个6小时雨量≥10毫米的中心,则此低压入海24小时后又会有一个或几个低压或气旋波入海,并且一般较前一次低压偏南。这种低压的预报除个别例外,一般仍可用前述方法。

(2)东海附近若有台风活动,一般不会有完整的东海低压出现。

(3)在105—135°E范围内,副高脊线在20°N或以北,则未来不会出现东海低压。

(4)从大陆东移到日本的高压稳定少动,则长江口以南一般不会有低压出现。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学