赤峰市西北部地區(qū)一次暴雨過程診斷分析

趙亞楠

摘 要 利用常規(guī)觀測資料、MICAPS資料、區(qū)域站加密資料以及多普勒雷達(dá)資料和衛(wèi)星云圖資料，對(duì)2019年5月18—19日內(nèi)蒙古赤峰市西北部地區(qū)暴雨天氣過程進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明：本次過程是高空低槽在東移過程中發(fā)展加深切斷成低渦穩(wěn)定維持在赤峰市地區(qū)，同時(shí)赤峰市北部地區(qū)位于低層暖濕切變一側(cè)，配合地面倒槽向北伸展，共同作用造成的系統(tǒng)性上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，同時(shí)配合低空急流輸送大量水汽。強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)、充足的水汽供應(yīng)、較長的持續(xù)時(shí)間，加之地形的動(dòng)力抬升作用，共同影響造成了此次赤峰市北部地區(qū)的暴雨天氣。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)降水;西北部地區(qū);暴雨過程;赤峰市

中圖分類號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.078

1 降水實(shí)況

5月18日3： 00至20日7：00，赤峰市出現(xiàn)大范圍明顯降水天氣，北部地區(qū)出現(xiàn)了暴雨天氣。其中，克什克騰旗南部有1個(gè)站出現(xiàn)101.1 mm的降水，克什克騰旗、林西縣西部、巴林右旗、巴林左旗、巴林右旗、阿魯科爾沁旗西部和翁牛特旗西北部共51個(gè)站出現(xiàn)50.0～78.8 mm的降水，克什克騰旗、林西縣、巴林右旗、巴林左旗、阿魯科爾沁旗、翁牛特旗大部共84個(gè)站出現(xiàn)25.3～49.7 mm的降水，阿魯科爾沁南部、翁牛特旗南部、松山區(qū)、紅山區(qū)、敖漢旗北部和喀喇沁旗共75個(gè)站出現(xiàn)10.0～24.9 mm的降水，松山區(qū)南部、紅山區(qū)東部、敖漢旗南部、寧城縣共35個(gè)站出現(xiàn)5.2～9.8 mm的降水，寧城縣南部、敖漢旗南部共24個(gè)站出現(xiàn)0.2～4.7 mm的降水，最大降水量出現(xiàn)在克什克騰旗紅山子站，達(dá)到101.1 mm，小時(shí)最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在克什克騰旗紅山子站05月18日17：00，達(dá)到11.1 mm。此次降水將有利于改善土壤墑情，緩解北部旱情，增加空氣濕度，降低森林草原火險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)已經(jīng)播種的地塊出苗和幼苗生長較為有利[1-2]。

2 成因

2.1 形勢演變

從降水前期東亞地區(qū)的環(huán)流形勢演變來看，我國北部地區(qū)500 hPa環(huán)流形勢基本為一槽一脊型，呈明顯緯向分布，平直的西風(fēng)氣流中多弱波動(dòng)，在貝加爾湖地區(qū)的低渦逐漸分裂為東西兩部分，東部的低渦位于我國東北地區(qū)以北，呈現(xiàn)出緯向型，后期逐漸發(fā)展成為影響赤峰市的主要天氣系統(tǒng)。低渦西部延伸出的橫槽在偏北風(fēng)的作用下逐漸轉(zhuǎn)豎南壓，在橫槽轉(zhuǎn)豎的過程中，溫度場上有冷中心位于高空低槽后部，槽后的強(qiáng)冷平流使低槽斜壓發(fā)展，不斷加深，引導(dǎo)大規(guī)模冷空氣南下，并使低槽與低渦主體分離，后期高空低槽發(fā)展加強(qiáng)，并切斷為低渦，影響赤峰市地區(qū)[3]。

從降水開始前的環(huán)流形勢上分析，18日8：00，500 hPa高空?qǐng)錾蠙M槽還未完全轉(zhuǎn)豎，此時(shí)影響赤峰市地區(qū)的為橫槽前部弱的西南氣流，故18日白天未出現(xiàn)明顯降水，到18日20：00，橫槽主體已經(jīng)轉(zhuǎn)豎并東移發(fā)展加深，赤峰市地區(qū)位于低槽前部，明顯的西南風(fēng)輸送與橫槽轉(zhuǎn)豎帶來的冷空氣交匯形成大范圍明顯降水，低層西南風(fēng)不斷加強(qiáng)。赤峰市北部地區(qū)位于暖濕切變線一側(cè)，暖區(qū)降水效率較高，在18日傍晚至夜間，低空急流建立，水汽通道打開，向赤峰市北部地區(qū)輸送了大量南方暖濕空氣和渤海水汽，使赤峰市北部地區(qū)水汽條件迅速轉(zhuǎn)好，降水形勢進(jìn)一步明顯，在18日20：00至19日8：00，西南低空急流達(dá)到最強(qiáng)，水汽條件充沛，同時(shí)通過分析200 hPa風(fēng)場可知，強(qiáng)降水區(qū)域位于高空急流軸右側(cè)，急流軸右側(cè)的輻散抽吸作用對(duì)低層有減壓作用，有利于低層上升運(yùn)動(dòng)維持和發(fā)展;另外赤峰市西北部地區(qū)受低壓倒槽頂后部的影響，地面有明顯的風(fēng)場輻合現(xiàn)象，進(jìn)一步加強(qiáng)了上升運(yùn)動(dòng)。在下游高壓形勢的阻擋下使降水系統(tǒng)移動(dòng)緩慢，變相延長了降水時(shí)間，最后在迎風(fēng)坡的強(qiáng)迫抬升作用下，在赤峰市北部地區(qū)形成了大范圍強(qiáng)降水天氣，局地達(dá)到暴雨及以上量級(jí)。19日8：00以后，隨著系統(tǒng)逐漸東移減弱，降水強(qiáng)度減弱。

2.2 水汽條件

強(qiáng)降水不僅要求強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，較長的持續(xù)時(shí)間，還要求充沛的水汽條件，需要有大量的水汽在降水區(qū)強(qiáng)烈上升輻合，才有出現(xiàn)暴雨的可能性。通過對(duì)低層水汽通量散度場的演變分析可得，隨著低渦系統(tǒng)的移近，水汽通量散度的輻合區(qū)從赤峰市西部地區(qū)逐漸向東北方向移動(dòng)，降水區(qū)域隨之東移，18日20：00水汽輻合中心的大值區(qū)達(dá)到5×10-5 g·m-2·hPa·s-1，水汽通道隨著低渦系統(tǒng)北上已經(jīng)開始建立，到19日8：00水汽通量輻合區(qū)逐漸東移出赤峰市，降水隨之明顯減弱。

從中低層比濕場和風(fēng)場疊加上分析得出，隨著西南風(fēng)逐漸加強(qiáng)為西南急流，強(qiáng)的西南風(fēng)不斷將南方暖濕空氣和渤海水汽向降水區(qū)域輸送，將高的比濕向赤峰市北部地區(qū)輸送，使強(qiáng)降水區(qū)域比濕高達(dá)10 g·kg-1，絕對(duì)濕度高，達(dá)到赤峰地區(qū)暴雨條件的比濕要求。同時(shí)，赤峰市西北部地區(qū)位于濕舌的頂端，有利于大量水汽在此匯集并輻合上升，使降水得以一直維持，為暴雨發(fā)生提供充足的水汽條件。綜合分析可見，強(qiáng)的水汽通量輻合區(qū)與強(qiáng)降水區(qū)相對(duì)應(yīng)，同時(shí)強(qiáng)降水區(qū)域和水汽通量的輻合走向一致。

2.3 不穩(wěn)定能量分析

在強(qiáng)降水天氣過程中，對(duì)不穩(wěn)定能量的分析也是很重要的。通過對(duì)18日8：00假相當(dāng)位溫場的分析可知，有高能舌從我國西南地區(qū)向赤峰市北部地區(qū)伸展，且赤峰市北部地區(qū)正位于高能舌的頂端部位，另外在赤峰市西北部地區(qū)還存在假相當(dāng)位溫大值中心，說明此時(shí)影響赤峰市的氣團(tuán)有高溫高濕的特性，有利于形成短時(shí)強(qiáng)降水。

從18日20時(shí)赤峰站的溫度對(duì)數(shù)壓力圖中可以看出，不穩(wěn)定層結(jié)非常深厚，從低層925 hPa一直伸展至500 hPa左右，對(duì)流有效位能也高達(dá)1 363 J·kg-1，不穩(wěn)定能量區(qū)域呈現(xiàn)狹長狀，整層相對(duì)濕度比較大，同時(shí)0 ℃層和-20 ℃層較低，不利于形成冰雹天氣，綜合分析這種強(qiáng)對(duì)流天氣形勢比較有利于形成短時(shí)強(qiáng)降水天氣，出現(xiàn)其他強(qiáng)對(duì)流性天氣的可能性較小，另外K指數(shù)達(dá)到37 ℃，在濕度場上有明顯的喇叭口結(jié)構(gòu)，層結(jié)處于上層干下層濕的不穩(wěn)定層結(jié)狀態(tài)中，在降水過程中，大氣不穩(wěn)定能量釋放使得上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，提高了降水效率，形成了比較明顯的降水天氣。

3 結(jié)論

1）在此次暴雨天氣過程，赤峰市西北部地區(qū)主要是在高空急流、低渦、低空急流以及地面倒槽共同作用下形成的，同時(shí)其下游高壓形勢阻擋進(jìn)一步延長了降水的時(shí)間。2）強(qiáng)降水區(qū)域主要位于高空急流軸的右側(cè)，高空輻散抽吸作用有利于低層減壓，配合低渦和地面倒槽，共同作用造成了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。3）低空急流的建立和維持既保證了水汽供應(yīng)，又增強(qiáng)了低層上升運(yùn)動(dòng)，中低層相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度大，邊界層中存在強(qiáng)烈的水汽凈輻合，共同作用形成了充沛的水汽條件。4）強(qiáng)的水汽通量輻合區(qū)與未來24 h強(qiáng)降水區(qū)相對(duì)應(yīng)，同時(shí)強(qiáng)降水落區(qū)的趨向和水汽通量的輻合走向一致。5）上干下濕的不穩(wěn)定層結(jié)，深厚的不穩(wěn)定層結(jié)、高能舌的存在、大的對(duì)流有效位能和K指數(shù)，有利于形成短時(shí)強(qiáng)降水。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚學(xué)祥.天氣預(yù)報(bào)技術(shù)與方法[M].北京：氣象出版社，2011.

[2] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，1992.

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

（責(zé)任編輯：趙中正）