葉 東

（新鄉(xiāng)市氣象局，河南 新鄉(xiāng) 453003）

每年的7月中上旬到8月下旬是華北地區(qū)的主汛期，一般會(huì)出現(xiàn)較大的降水。這與副熱帶高壓的西伸北抬和西風(fēng)帶系統(tǒng)的北移有很大關(guān)系。由于副高高溫高濕的特性，這種降水往往伴有強(qiáng)對流天氣的發(fā)生，降水分布不均勻，暴雨的落區(qū)往往是預(yù)報(bào)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。有不少國內(nèi)的專家學(xué)者對這種類型的暴雨進(jìn)行了深入的研究，但仍有需要探討的地方。

受西風(fēng)槽和副高外圍西南暖濕氣流影響，7月14日20時(shí)至15日08時(shí)我市西北部4個(gè)縣市出現(xiàn)了暴雨、大暴雨天氣過程，其中新鄉(xiāng)市降水 114.6mm，輝縣 70.1mm，獲嘉 150.3mm，衛(wèi)輝80.0mm。這次強(qiáng)降水過程持續(xù)時(shí)間較短，雨量的大值區(qū)主要集中在輝縣、衛(wèi)輝的南部到獲嘉、新鄉(xiāng)以及延津的西部地區(qū)，降水空間集中，形成了較大的危害，其中獲嘉的城關(guān)雨量站21：10—22：10，1小時(shí)降水量達(dá)到103mm，在歷史上極為罕見。

根據(jù)民政部門災(zāi)情調(diào)查情況，這次暴雨過程造成農(nóng)作物大面積積水受災(zāi)，部分房屋倒塌損壞。共造成12317畝玉米受災(zāi)，其中370畝玉米絕收，倒塌房屋141間，受災(zāi)人數(shù)157170人，共造成經(jīng)濟(jì)損失1842.7萬元。

1 環(huán)流背景

1.1 高空形勢

從13日20點(diǎn)開始在貝加爾湖到蒙古地區(qū)一直維持一冷低壓中心，在這一低壓中心南側(cè)不斷有冷空氣擴(kuò)散南下，對河套及其以東地區(qū)造成影響。另一方面，從13日08點(diǎn)開始至15日08點(diǎn)副高一直在西伸北抬，由于副高的增強(qiáng)，使得華北至河套地區(qū)東部一帶的不穩(wěn)定能量不斷增強(qiáng)。從高空圖上看13日20點(diǎn)500hPa在巴彥毛道、平?jīng)龅匠啥加幸坏筒?，未來東移，588線位于射陽、衡州到上海一帶，中低層新鄉(xiāng)地區(qū)都處于副高外圍的西南氣流控制。14日08時(shí)500hPa高空圖上，低槽移至二連、東勝到蘭州一線，而588線位于射陽、阜陽、武漢到福州一線，相比13日明顯有所北抬。而584線位于邢臺(tái)、西安到成都一線，鄭州正好位于588線和584線之間。700hPa在呼和浩特、延安到漢中有一低槽，在二連有一個(gè)2℃的冷中心。850hPa在呼和浩特、延安到銀川有一低渦中心，在呼和浩特附近有一個(gè)13℃的冷中心。14日20點(diǎn)500hPa高空圖上，位于烏蘭巴托附近的低值中心東移至二連北部一帶，低槽移至張家口太原到平?jīng)鲆痪€。700hPa上低槽已移至北京、西安到張家界一線，鄭州已經(jīng)處于槽前偏南氣流中，風(fēng)速加大到10m/s，在東勝、平?jīng)龅轿涠家痪€有一狹長的低溫中心，由于溫度槽落后于高度槽，未來低槽勢力會(huì)加強(qiáng)。850hPa張家口附近有一個(gè)13℃的冷中心，溫度槽位于張家口太原到西安一線，張家口、太原到濟(jì)南一帶有明顯的氣旋型切變，低槽位于邢臺(tái)、鄭州到安康一線。在高空形勢上，鄭州處于槽前的西南氣流影響，槽后有冷空氣補(bǔ)充，在張家口、邢臺(tái)附近有冷空氣擴(kuò)散南下，這樣的形勢場在夏季對形成局地強(qiáng)對流天氣十分有利。

1.2 地面形勢

14日08時(shí)地面場上新鄉(xiāng)地區(qū)處于東高西低的氣壓場中，河套地區(qū)西側(cè)有一個(gè)高壓，山東半島東側(cè)有一個(gè)高壓，此時(shí)在二連到東勝一帶有一弱鋒面南下，實(shí)況場上河套地區(qū)以東到河北地區(qū)已經(jīng)有對流性天氣產(chǎn)生。14日14時(shí)山東半島有一小高壓生成，新鄉(xiāng)處于東北高西南低的氣壓場中，在秦皇島、邢臺(tái)到西安有一明顯的冷鋒形成。14日20時(shí)，在邢臺(tái)、鄭州到鄂西有一倒槽生成，我區(qū)的西北部正好處于倒槽的輻合區(qū)內(nèi)。

2 水汽條件分析

一般來說中低層的水汽輸送對降水的影響較大，我們選取700hPa的水汽通量場對這次的降水過程進(jìn)行分析（圖1）。從14日08時(shí)到15日08時(shí)的水汽通量場中可以看出，在14日08時(shí)在山西到我省北部地區(qū)有一個(gè)水汽通量的大值區(qū)，中心最大值10，到20時(shí)的水汽通量大值中心東移，中心最大值加大到14，進(jìn)一步說明在14日20時(shí)水汽條件也比較有利。再看14日20時(shí)到22時(shí)的水汽云圖，也就是雨量集中時(shí)的水汽輸送情況?？梢钥闯鲈?1時(shí)-22時(shí)水汽的輸送的大值區(qū)一直在我區(qū)上空，22時(shí)達(dá)到最大，到15日3時(shí)水汽大值區(qū)移出我區(qū)，降水趨于結(jié)束。

圖1 14日08時(shí)-15日08時(shí)700hPa水汽通量圖

3 動(dòng)力條件分析

3.1 渦度平流分析

首先來看看渦度平流場的演變情況。14日08時(shí)700hPa渦度平流場上我省處于負(fù)值區(qū)內(nèi)，也就是說在14日08時(shí)我省還處于輻散區(qū)。到14日20時(shí)有一個(gè)正渦度平流中心從山西一直延伸到我省西北部地區(qū)，此時(shí)在700hPa我省的西北部地區(qū)處于氣流的輻合區(qū)內(nèi)，低層輻合有利于產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，而上升運(yùn)動(dòng)能夠觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放，有利于對流的進(jìn)一步發(fā)展（圖2）。

圖2 14日08時(shí)-15日08時(shí)700hPa渦度平流場分布圖

3.2 垂直速度場分析

再來看看14日8時(shí)-15日8時(shí)850hPa垂直速度場的變化。14日8時(shí)沿黃地區(qū)垂直速度在-1到-2之間，在陜西到山西之間有-5的大值中心，而此時(shí)850hPa高度場上延安附近有一個(gè)低渦中心生成，兩者有很好的對應(yīng)關(guān)系。14日20時(shí)新鄉(xiāng)地區(qū)的垂直速度突然加大到-7到-10之間，在山西南部有一個(gè)-11的大值中心產(chǎn)生，說明此時(shí)我區(qū)底層有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。到15日08時(shí)，我區(qū)垂直速度的處于-4左右，上升運(yùn)動(dòng)減弱。

4 不穩(wěn)定條件分析

從以上條件分析可以了解到這次降水過程有低槽發(fā)展，有冷空氣入侵，有良好的水汽輸送，有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，但如此罕見的短時(shí)強(qiáng)降水一定有較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量的積累才能發(fā)生，我們選取邢臺(tái)和鄭州為這次研究的基本臺(tái)站。從圖中可以看出在13日20時(shí)邢臺(tái)的k指數(shù)是6，S沙氏指數(shù)是4.6，不穩(wěn)定能量很小。而鄭州k指數(shù)是38，沙氏指數(shù)是-1.3，已經(jīng)有了較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量。14日08時(shí)邢臺(tái)的k指數(shù)突然加大到37，沙氏指數(shù)是0，不穩(wěn)定能量加大。鄭州由于13日夜間已經(jīng)產(chǎn)生了強(qiáng)降水，正常情況下不穩(wěn)定能量應(yīng)該減小，但14日08時(shí)鄭州的k指數(shù)達(dá)到41，沙氏指數(shù)是-2.3，不穩(wěn)定能量不降反升。14日20時(shí)邢臺(tái)k指數(shù)達(dá)到40，沙氏指數(shù)是-2.3，鄭州k指數(shù)39，沙氏指數(shù)-2.6，不穩(wěn)定能量進(jìn)一步加大，中低層水汽已經(jīng)處于過飽和狀態(tài)，對流天氣一觸即發(fā)。15日08時(shí)鄭州k指數(shù)降到33，沙氏指數(shù)升到3.9，不穩(wěn)定能量已經(jīng)釋放。

5 小結(jié)

對于這次暴雨過程主要有以下幾點(diǎn)需要總結(jié)：

（1）充分利用高時(shí)空密度的地面觀測資料以及衛(wèi)星和雷達(dá)的探測資料，跟蹤分析抬升啟動(dòng)系統(tǒng)的活動(dòng)（本次過程是低槽和冷空氣），分析它的強(qiáng)弱和移向移速，判斷它影響本地的時(shí)間，可以大致預(yù)報(bào)出強(qiáng)對流天氣發(fā)生的時(shí)間。

（2）分析與強(qiáng)對流關(guān)系十分密切的中小尺度輻合系統(tǒng)的活動(dòng)，分析天氣尺度系統(tǒng)對它生消移動(dòng)的影響，根據(jù)中小尺度輻合系統(tǒng)的活動(dòng)范圍（本次過程是低層和地面輻合線），可以大致圈定強(qiáng)對流天氣的落區(qū)。

（3）是對各種物理量進(jìn)行認(rèn)真診斷，分析其未來的演變，推斷是否有增強(qiáng)條件，可以大致預(yù)報(bào)出對流發(fā)展的強(qiáng)度。

（4）就臨近預(yù)報(bào)來講，主要是利用多普勒雷達(dá)資料，結(jié)合地面物理量的分析，判別對流性強(qiáng)回波的演變，預(yù)報(bào)出它較精確的移動(dòng)路徑、影響范圍和將要出現(xiàn)的災(zāi)害天氣，及時(shí)開展服務(wù)，隨時(shí)更新“12121”內(nèi)容、通過手機(jī)短信、電臺(tái)、電視臺(tái)向公眾發(fā)布警報(bào)。

[1]于仁成,高瑞華,宋同文,等.一次中尺度對流系統(tǒng)分析[J].氣象,1998,24(3)：33-37.