2013年8月15—16日黑山地區(qū)特大暴雨過程分析

胡明 高莉莉 史虹婷 婁芳蕾 周福然 姚文靜 孫媛 劉翔 姚瑤 張歌

摘要 受地面鞍型場、高低空切變線共同影響，黑山地區(qū)在2013年8月15—16日夜間出現(xiàn)特大暴雨。本文闡述和分析此次特大暴雨的形成機(jī)制、特點(diǎn)，以為今后類似天氣過程的預(yù)報提供參考。

關(guān)鍵詞 特大暴雨；對流單體；黑山地區(qū)；2013年8月15—16日

中圖分類號 P426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）06-0216-02

2013年8月15—16日，黑山地區(qū)出現(xiàn)了一次大范圍大暴雨，局地特大暴雨過程。強(qiáng)降水從15日23：00開始，16日6：00基本結(jié)束。暴雨中心在黑山常興，降水量達(dá)273.3 mm，黑山城區(qū)降雨量為257 mm，為歷史最大值。最大小時雨量出現(xiàn)在黑山常興，16日2：00的小時雨量達(dá)116 mm/h。此外，黑山境內(nèi)超過100 mm降水的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有5個：姜屯、胡家、段家、大虎山、八道壕；50～100 mm之間的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有6個：半拉門、新興、大興、歷家、繞陽河、白廠門；北鎮(zhèn)的中安、大市也出現(xiàn)暴雨。

降水時段可分為3個階段，以常興為例：第一階段在15日23：00至16日0：50，降水較弱，小時雨強(qiáng)在15 mm左右；第二階段在0：50—4：00，為強(qiáng)降水，最大小時雨強(qiáng)出現(xiàn)在1：00—2：00，為116 mm，最大10 min雨強(qiáng)為28.1 mm，最大分鐘雨強(qiáng)為3.4 mm，累計降水達(dá)216.2 mm；第三階段，4：00以后降水開始減弱，降水量為23.6 mm。降水到16日5：00基本結(jié)束，總共持續(xù)了6 h，雨量為273.3 mm。

1 環(huán)流形勢

從15日20：00地面圖可以看出，在河套地區(qū)和黑龍江北部，分別有一低壓中心；貝加爾湖和渤海黃海外圍分別有一高壓中心和副高，中國東北處于“鞍型場”控制范圍，黑山地區(qū)恰好處在鞍型場的外圍（圖1）。500 hPa，東北地區(qū)存在一條弱低壓槽，黑山位于槽前。副高外圍584線恰好經(jīng)過黑山。700 hPa，與500 hPa相近，在黑山的西側(cè)，存在一條南北方向的切變線，比500 hPa的深。850 hPa，受內(nèi)蒙古北部的低壓影響，自河套地區(qū)北部向遼寧西部有一條橫向切變線，副熱帶高壓的外圍氣流與切變線交匯于遼西地區(qū)（圖2）。200 hPa，在遼寧中部，高空為顯著分流區(qū)，有強(qiáng)烈輻散。

以上條件形成了暴雨的觸發(fā)機(jī)制。低空輻合，高空輻散，高低空系統(tǒng)相耦合為本次降水過程的發(fā)生發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件（圖3）[1]。

2 水汽條件和抬升條件

2.1 抬升條件

受副高外圍暖濕氣流和低空切變線共同影響，此次降水過程由副高外圍西南暖濕氣流源源不斷地輸送水汽，并且在切變線底部即黑山地區(qū)輻合上升，高空存在強(qiáng)輻散，產(chǎn)生抽吸作用，使水汽源源不斷地向上輸送[2]。本次過程的強(qiáng)降水帶位于醫(yī)巫閭山背風(fēng)坡一側(cè)的東部，在西南暖濕氣流中，迎風(fēng)坡的抬升作用產(chǎn)生的上升運(yùn)動極易造成深對流雷暴發(fā)展，由于西南暖濕氣流的維持，和低空垂直切變環(huán)境得以維持，使得對流單體不斷新生和發(fā)展。

2.2 水汽條件

我國東北一帶被來自北太平洋地區(qū)氣旋性環(huán)流所控制，受該系統(tǒng)西側(cè)回流性水氣輸送的影響，東北地區(qū)水汽條件較好，為暴雨過程的出現(xiàn)提供了有利的水汽條件。

EC預(yù)報相對濕度850 hPa為80%，700 hPa為60%。T639預(yù)報，整個降水過程中，黑山850 hPa比濕Q在16左右；由實(shí)況天氣圖可知，黑山上空整層大氣溫度露點(diǎn)差在12以內(nèi)，1 000 hPa T-Td=4；925 hPa T-Td=8；850 hPa T-Td=6；700 hPa T-Td=12；500 hPa T-Td=8，整層水汽含量很大，尤其是850 hPa以下，水汽很豐富。從T-lnp圖可以看出，黑山上空存在強(qiáng)的風(fēng)向風(fēng)速切變；從垂直速度圖看出，850、700 hPa分別有中心速度為16、36的垂直上升速度，15日夜間將影響黑山地區(qū)；地形影響：黑山西北側(cè)有山區(qū)，底層濕空氣自西南方向吹向黑山地區(qū)，在黑山處風(fēng)向切變轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，低層濕空氣沿山迎風(fēng)坡抬升。綜上所述，黑山地區(qū)動力抬升條件很充分，有利于暴雨形成[3]。

本次暴雨過程中，常興總雨量達(dá)到273.3 mm，降水自15日23：00開始，23：00—0：00 14.4 mm，0：00—1：00降雨30.5 mm，1：00—2：00雨勢最大，達(dá)到116 mm，此時對流達(dá)到最旺盛，從自動站數(shù)據(jù)看出，后30 min每分鐘雨量幾乎都達(dá)到3 mm；2：00—3：00降雨87 mm并且雨勢開始減弱，3：00以后累計降雨23.6 mm（圖4、5）。

2.3 地面風(fēng)場

23：50，地面風(fēng)場開始出現(xiàn)明顯橫切變線，降雨逐漸開始。0：50，出現(xiàn)西南風(fēng)和東北風(fēng)對吹現(xiàn)象，中心恰好位于常興，底層濕空氣強(qiáng)烈輻合抬升。1：50，風(fēng)向?qū)Υ颠€在持續(xù)，但已經(jīng)開始呈偏離趨勢，濕空氣輻合上升減弱。2：40，風(fēng)向?qū)Υ狄呀?jīng)結(jié)束，但還是存在橫向切變線，降水還在繼續(xù)。3：50，橫向切變減弱，輻合上升運(yùn)動減弱，雨勢減弱明顯（圖6）。

2.4 雷達(dá)回波

從圖7可以看出，在黑山西部地區(qū)，出現(xiàn)強(qiáng)度大于55 dbz的回波，并且不斷有新的強(qiáng)度大于55 dbz的回波在黑山西南部生成，持續(xù)影響黑山地區(qū)，分析原因主要是副高邊緣588線維持在遼寧中部，系統(tǒng)無法持續(xù)向東推進(jìn)，導(dǎo)致副高外圍暖濕氣流與東北冷渦不斷在黑山地區(qū)形成對流單體，導(dǎo)致黑山出現(xiàn)特大暴雨。

3 結(jié)論與討論

分析結(jié)果表明，歐亞大陸的烏拉爾山上空阻塞高壓盛行，在龐大阻塞高壓東側(cè)發(fā)展出深厚的切斷低壓系統(tǒng)。我國東北一帶正好處于切斷低壓系統(tǒng)的控制下。受到切斷低壓系統(tǒng)不穩(wěn)定動力條件的影響，黑山地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降水。副高外圍西南氣流帶來暖濕空氣，是此次暴雨發(fā)生的前提條件；西北方向來的低渦不斷向東發(fā)展，與副高外圍584線在遼寧境內(nèi)相遇，是造成此次暴雨的重要原因。此次過程的環(huán)流形勢是高層輻散、中低層低渦切變、輻合耦合的結(jié)果；低渦切變、低空急流、地面輻合線、地形等作用，在邊界層極端高濕區(qū)域觸發(fā)和維持了強(qiáng)降水。西南急流和東南急流在黑山上空形成很強(qiáng)的水汽輻合，特大暴雨落區(qū)位于急流匯合處。

此次特大暴雨過程是一次極端降雨過程，產(chǎn)生在極為有利的水汽、不穩(wěn)定和底層觸發(fā)作用下，具有時間短、雨量大、范圍小的特點(diǎn)。今后要預(yù)報這種局地性大暴雨，要結(jié)合濕度條件，動力條件，環(huán)流形勢等多方面考慮，加強(qiáng)暴雨觸發(fā)機(jī)制的掌握，加強(qiáng)在預(yù)警保障上的工作[4]。

4 致謝

感謝遼寧省預(yù)警中心提供的雷達(dá)資料。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 王敏，譚向誠.北京城市暴雨和雨型的研究[J].水文，1994（3）：58-64.

[2] 李廷福，廖曉農(nóng)，余連芳.”98·7”北京大暴雨的中尺度分析[J].氣象，1999，25（5）：44-48.

[3] 郝立生，丁一匯.華北降水變化研究進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2012，31（5）：593-601.

[4] 欠耐芳，趙思雄.1998年“二度梅”期間突發(fā)強(qiáng)暴雨系統(tǒng)的中尺度分析[J].大氣科學(xué)，2002（4）：526-540.