內(nèi)蒙古通遼市2016年一次暴雨及冰雹天氣過(guò)程分析

烏文奇，萬(wàn) 宇

（內(nèi)蒙古通遼市氣象局，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

內(nèi)蒙古通遼市2016年一次暴雨及冰雹天氣過(guò)程分析

烏文奇，萬(wàn) 宇

（內(nèi)蒙古通遼市氣象局，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

利用高空和地面實(shí)況、物理量場(chǎng)及雷達(dá)資料，對(duì)內(nèi)蒙古通遼市2016年7月28日的暴雨和冰雹天氣過(guò)程進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，該次暴雨和冰雹天氣過(guò)程是由高空槽、低空急流及地面輻合線共同影響造成的。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，大氣層結(jié)穩(wěn)定度、水汽條件、動(dòng)力條件是造成該次暴雨和冰雹天氣發(fā)生的主要條件，另外，雷達(dá)產(chǎn)品對(duì)該次暴雨和冰雹天氣預(yù)報(bào)也有較好的指示意義。

暴雨；冰雹；層結(jié)穩(wěn)定度；水汽條件；動(dòng)力條件

2016年7月28日07時(shí)—29日07時(shí)，內(nèi)蒙古通遼市出現(xiàn)明顯的降水天氣過(guò)程（降水主要集中在28日），該次降水全市共有7個(gè)氣象觀測(cè)站出現(xiàn)暴雨，22個(gè)氣象觀測(cè)站出現(xiàn)大雨，最大降水出現(xiàn)在科左中旗的圖布信為88.4 mm，小時(shí)最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在奈曼旗的大沁他拉，7月28日17時(shí)—28日18時(shí)降水量為55.6 mm。通遼市中部和南部的部分地區(qū)還出現(xiàn)了雹災(zāi)和暴雨洪澇災(zāi)害。7月28日14時(shí)—15時(shí)科爾沁區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水天氣，同時(shí)出現(xiàn)冰雹，冰雹平均直徑10 mm，持續(xù)10 min，強(qiáng)對(duì)流天氣給當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；7月28日18時(shí)庫(kù)倫旗出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水并伴有雷雨、大風(fēng)、冰雹，冰雹直徑10～30 mm，持續(xù)時(shí)間20 min左右；7月28日16時(shí)，奈曼旗部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣，奈曼旗中部及南部地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨。17時(shí)15分多地出現(xiàn)冰雹，持續(xù)時(shí)間14 min，最大冰雹的直徑4 mm，致使多地受災(zāi)。

1 環(huán)流形勢(shì)分析

1.1 高空形勢(shì)分析 從7月27日20時(shí)500 hPa高空?qǐng)D上可以看出（見(jiàn)圖1-1A），副熱帶高壓已經(jīng)西伸至 115°E、北抬至 35°～36°N 附近。該次過(guò)程歐亞大陸中高緯度主要影響系統(tǒng)為兩低一高，烏拉爾山和貝加爾湖之間為一低槽，而在113°～133°E之間為一個(gè)低渦，從烏拉爾山和貝加爾湖之間的低槽中不斷有小股冷空氣分裂南下并進(jìn)入華北地區(qū)，另外，沿著貝加爾湖以東冷渦的后部還有冷空氣進(jìn)入內(nèi)蒙古中東部，在黃河?xùn)|段以北形成高空槽，28日08時(shí)高空槽東移，與冷渦底部合并，通遼市受槽前西南氣流影響，到20時(shí)高空槽移出通遼市 （見(jiàn)圖1-1B）。

1.2 地面形勢(shì)分析 從27日23時(shí)至28日20時(shí)，通遼市受低壓影響，同時(shí)從地面圖上還可以看到，27日23時(shí)在霍林河和巴雅爾吐胡碩之間有NE風(fēng)和SW風(fēng)的輻合線，左中南部到科爾沁北部也有一條東西向的輻合線；28日08時(shí)，在扎魯特旗以北有東北風(fēng)和西北風(fēng)的輻合線，同時(shí)，在奈曼旗的南部也有一條東南風(fēng)和西南風(fēng)的輻合線；28日14時(shí)（見(jiàn)圖2），從奈曼南部經(jīng)庫(kù)倫北部、科爾沁左翼后旗北部直到科左中旗東部有一條東北西南向的輻合線。該次過(guò)程的強(qiáng)降水及強(qiáng)對(duì)流天氣也主要發(fā)生在該輻合線兩側(cè)（附近）。28日08時(shí)一直到20時(shí)地面冷鋒從中部地區(qū)南壓過(guò)程中，在地面輻合系統(tǒng)的觸發(fā)下，28日午后到傍晚通遼市中部和南部部分地區(qū)出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹天氣。

圖1 7月27日20時(shí)500 hPa高空?qǐng)D

圖2 28日14時(shí)地面圖

1.3 低空急流和風(fēng)速輻合 根據(jù)7月28日08時(shí)700 hpa圖顯示，從山西北部經(jīng)河北北部到通遼市，有一條西南風(fēng)的風(fēng)速輻合帶，同時(shí)在28日700 hpa有一條偏南風(fēng)急流將渤海水汽向北輸送，通遼市位于該低空急流左側(cè)，有利于水汽的輸送、不穩(wěn)定能量的聚合，同時(shí)也加強(qiáng)了輻合抬升和強(qiáng)對(duì)流的觸發(fā)機(jī)制，有利于對(duì)流性暴雨的產(chǎn)生。

2 物理量場(chǎng)分析

2.1 穩(wěn)定度分析 根據(jù)7月28日的溫度對(duì)數(shù)壓力圖顯示，08時(shí)K指數(shù)為38℃，沙氏指數(shù)為-5.78；20時(shí)K指數(shù)為38℃，沙氏指數(shù)為-3.84，說(shuō)明28日通遼市上空大氣層結(jié)極不穩(wěn)定。

2.2 水汽條件分析

2.2.1 比濕分析：水汽條件是影響強(qiáng)降水的關(guān)鍵［1-3］。從7月28日850 hpa的比濕可以看出 （見(jiàn)圖3-3A），從扎旗中部往南比濕值逐漸增大，由10 g/kg增大到14 g/kg，左中、開(kāi)魯以南比濕值為12～14 g/kg，奈曼旗、庫(kù)倫旗、科左后旗3旗比濕值達(dá)到14 g/kg。

2.2.2 大氣可降水量分析：28日08時(shí)左中北部大氣可降水量最大為50 mm，28日20時(shí)大值區(qū)位于南三旗達(dá)60 mm（見(jiàn)圖3-3B），由此可見(jiàn)，暴雨發(fā)生的區(qū)域與大氣可降水量大值區(qū)相對(duì)應(yīng)［4］。

2.2.3 露點(diǎn)溫度和水汽通量分析：充沛的水汽輸送和輻合集中，是暴雨形成的必要條件之一［5］。從7月28日08時(shí)露點(diǎn)溫度曲線上可以看到，從奈曼北部經(jīng)科爾沁區(qū)中部、科左中旗東中部，一直到扎魯特旗偏南地區(qū)露點(diǎn)溫度為14℃，而開(kāi)魯北部、科左中旗中西部和東北部露點(diǎn)溫度為16℃；到28日20時(shí)（見(jiàn)圖3-3C），科左中旗及其以南地區(qū)露點(diǎn)溫度為14～16℃，其中，南三旗露點(diǎn)溫度在16℃以上。從28日的水汽通量圖上也可以清楚地看到，來(lái)自黃海、渤海的豐沛水汽向通遼市中東部輸送，與700 hpa偏南風(fēng)急流方向基本一致，同時(shí)，從28日的水汽通量散度圖上也可以看出 （見(jiàn)圖3-3D），通遼市中東部為水汽輻合區(qū)。

圖3 7月28日水汽條件圖

圖4 7月28日雷達(dá)資料圖

2.3 動(dòng)力條件分析

2.3.1 渦度場(chǎng)分析：從28日的渦度場(chǎng)可以看出，500 hpa在該次出現(xiàn)最大降水量值的科左中旗東北部地區(qū)位于正的渦度中心附近；700 hpa在通遼市西南部有正的渦度中心，通遼市東北部也位于正的渦度中心附近；850 hpa通遼市西南部地區(qū)位于正渦度中心附近。三層渦度大值區(qū)正好與該次降水的大值區(qū)相對(duì)應(yīng)。

2.3.2 散度場(chǎng)分析：從28日的散度場(chǎng)上還可以看出，200 hpa為輻散區(qū)，而850 hpa為輻合區(qū)。高層輻散、低層輻合這種配置的抽吸作用，使上升運(yùn)動(dòng)得到發(fā)展加強(qiáng)，對(duì)暴雨的形成極為有利［6］，是造成通遼市暴雨的重要觸發(fā)機(jī)制。而且，高、低層的散度變化與降水的強(qiáng)弱有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.3.3 垂直速度場(chǎng)分析：從28日08時(shí)—28日20時(shí)的垂直速度場(chǎng)上可以看出，925 hpa、850 hpa、700 hpa、500 hpa、300 hpa 均為上升氣流，整層的上升氣流為暴雨和冰雹的形成提供了良好的動(dòng)力條件，也是冰雹和暴雨形成的必要條件。

3 0℃層和-20℃層高度分析

0℃層所在高度是云中水分凍結(jié)高度的下限，也是識(shí)別雹云的一個(gè)重要參數(shù)。

大水滴自然成冰的溫度在-20℃左右，因此-20℃的所在高度也是表示雹云特征的一個(gè)重要參數(shù)［7］。

通遼市氣象臺(tái)根據(jù)多年冰雹預(yù)報(bào)的研究得出了如下的指標(biāo)：6—8月，-20℃層高度在5 600～7 650 m之間，而0℃層高度在2 860～4 700 m之間。

從7月28日08時(shí)的探空資料可以看出，0℃層高度為4.2 km，-20℃層高度為7.5 km；7月28日20時(shí)0℃層高度為4.3 km，-20℃層高度為7.6 km，均滿足通遼市成雹的高度條件。

4 雷達(dá)資料分析

應(yīng)用雷達(dá)資料對(duì)通遼市科爾沁區(qū)的冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程進(jìn)行了針對(duì)性的分析。

從 7月 28日 14時(shí) 14分 36秒的 0.5°和 1.5°仰角基本反射率圖上可以看出，在科爾沁區(qū)西南部都有58 dbz強(qiáng)回波，并出現(xiàn)了弓形回波（見(jiàn)圖4-4A箭頭所指）；從7月28日14時(shí)08分51秒1.5度仰角的徑向速度圖上可以看出，在科爾沁區(qū)西南部有風(fēng)向輻合 （見(jiàn)圖4-4B箭頭所指）；從7月28日14時(shí)26分04秒的回波頂高圖上可以看出，在科爾沁區(qū)西南部回波頂高達(dá)14 km（見(jiàn)圖4-4C箭頭所指）；7月28日14時(shí)08分51秒到15時(shí)06分15秒的垂直累積液態(tài)水圖上一直有VIL大值點(diǎn) （見(jiàn)圖4-4D 箭頭所指）， 達(dá)到 53～55 kg/m2。 1986年，Winston等發(fā)現(xiàn)VIL對(duì)冰雹的存在有較好的指示作用，冰雹直徑隨著VIL的增大而增大，VIL在45 kg/m2以上的風(fēng)暴一般產(chǎn)生1.9 cm以上的冰雹，55 kg/m2以上的一般產(chǎn)生3 cm以上的冰雹［8］。

5 小結(jié)

①高空槽、低空急流及地面輻合線是該次暴雨和冰雹天氣的主要環(huán)流形勢(shì)；②層結(jié)不穩(wěn)定、充沛的水汽和良好的動(dòng)力條件，為該次暴雨和冰雹天氣提供了必要條件；③0℃層高度、-20℃層高度及雷達(dá)資料產(chǎn)品，對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹天氣預(yù)報(bào)具有較好的指示意義。

［1］朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法［M］.4版.北京：氣象出版社，2007.

［2］俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用［M］.北京：氣象出版社，2006.

［3］張培昌，杜秉玉，戴鐵丕.雷達(dá)氣象學(xué)［M］.北京：氣象出版社，2000.

［4］劉健文，郭虎，李耀東，等.天氣分析預(yù)報(bào)物理量計(jì)算基礎(chǔ)［M］.北京：氣象出版社，2005.

［5］顧潤(rùn)源，孫永剛，韓經(jīng)緯，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)天氣預(yù)報(bào)手冊(cè)［M］.北京：氣象出版社，2012.

［6］郭玉鳳.巴彥淖爾市冰雹預(yù)報(bào)方法應(yīng)用研究［D］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2009.

［7］壽紹文.中尺度天氣動(dòng)力學(xué) ［M］.北京：氣象出版社，1994.

［8］陳良棟.天氣雷達(dá)資料的分析與應(yīng)用［M］.北京：氣象出版社，1991.

Analysis of a Rainstorm and Hail Weather Process in Tongliao City of Inner Mongolia

WU Wen-qi，WAN Yu
（Tongliao Municipal Meteorological Bureau of Inner Mongolia，Tongliao 028000，China）

Based on the data of high altitude,ground observation,physical quantity field and radar,the process of a rainstorm and hail weather in July 28 of 2016 in Tongliao city of Inner Mongolia was analyzed.The results showed that the rainstorm and hail weather process was jointly influenced by upper trough,low level jet and surface convergence line.Meanwhile,the atmospheric stratification stability,vapor condition and dynamic condition were found as the main formation conditions for the rainstorm and hail weather.Furthermore,the radar products showed an indicative significance on forecast of the rainstorm and hail weather.

rainstorm；hail；stratification stability；vapor condition；dynamic conditions

P458.121.1

A文章順序編號(hào)：1672-5190（2016）12-0058-03

2016-11-28

烏文奇（1969—），男，高級(jí)工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)工作。

（責(zé)任編輯：趙景娣）