威海市大暴雨氣候特征及環(huán)流形勢分析

摘要? ? 利用統(tǒng)計學(xué)方法對1981—2018年威海市及其所轄臺站的大暴雨過程進行了統(tǒng)計分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，進入20世紀以來威海市大暴雨過程有增多的趨勢;大暴雨相對集中在南部，且主要出現(xiàn)在7月中旬至9月上旬，有明顯的局地性特征。普查了所有大暴雨過程的歷史天氣圖，對大暴雨的發(fā)生規(guī)律及產(chǎn)生大暴雨的天氣系統(tǒng)進行了詳細分析，將大暴雨過程分為5個類型，歸納出各類型大暴雨形勢場，為提高威海市大暴雨的預(yù)報能力提供一定的參考。

關(guān)鍵詞? ? 大暴雨;氣候特征;環(huán)流形勢;山東威海

中圖分類號? ? P458.121.1? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）22-0141-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

威海市位于黃海之濱，地處山東半島最東端，大暴雨是當(dāng)?shù)匕l(fā)生頻率較高的災(zāi)害性天氣之一，對人們的生命財產(chǎn)安全造成了很大威脅，如2005年臺風(fēng)麥莎大暴雨給威海市造成的直接經(jīng)濟損失就逾11.9億元[1-2]。本文通過分析1981—2018年威海市所轄6個臺站大暴雨過程統(tǒng)計資料，并歸納分型，找出環(huán)流形勢特征，以期提高大暴雨的預(yù)報能力。

1? ? 資料選取

選取1981—2018年5—9月威海市所轄6個臺站逐日降水資料和大暴雨日的8：00高空及地面天氣圖資料。在統(tǒng)計時為了避免日界對一次強降水過程的雨量產(chǎn)生分割，從20：00至次日20：00或8：00至次日8：00 2個時段中做不重復(fù)挑取大暴雨過程。全區(qū)有1個或以上臺站24 h日降水量≥100 mm作為1次大暴雨過程，單站24 h日降水量 ≥100 mm作為1次大暴雨站次。

2? ? 威海市大暴雨的統(tǒng)計特征

2.1? ? 大暴雨的年際變化特征

1981—2018年每年均出現(xiàn)暴雨日，但大暴雨（≥100 mm以上）卻不是年年都有。38年中威海市共出現(xiàn)大暴雨日135站次，平均每年3.6站次，但年際變化很大，1985年大暴雨次數(shù)最多為12站次，出現(xiàn)6個大暴雨日。38年中未出現(xiàn)大暴雨過程的年份有5年，分別為1982年、1986年、1993年、1999年、2016年，占13.2%。20世紀80年代與90年代大暴雨分別為23、26站次，21世紀00年代大暴雨日出現(xiàn)45站次，近8年來出現(xiàn)41站次，大暴雨出現(xiàn)次數(shù)有增多的趨勢。

2.2? ? 大暴雨的旬月際變化特征

根據(jù)威海市大暴雨的旬月站次統(tǒng)計資料可看出：威海市在5—9月均有大暴雨過程發(fā)生。最早1995年5月19日，出現(xiàn)在文登的單站大暴雨;最晚2013年9月23日，出現(xiàn)在威海市區(qū)的單站大暴雨;大暴雨過程主要集中在7月中旬至9月上旬，7月下旬最多，可見這個時段是預(yù)報和防范大暴雨最關(guān)鍵的時期。38年來7月、8月、9月分別出現(xiàn)了56、50、21站次的大暴雨;其中8月、9月多區(qū)域性大暴雨發(fā)生，而6月、7月多為局地性大暴雨。

2.3? ? 大暴雨的空間分布特征

威海市位于山東半島最東端，三面環(huán)海，其北部為丘陵地形，南部為平原，威海市大暴雨的空間分布與地理位置有明顯關(guān)聯(lián)。威海各站均出現(xiàn)過大暴雨過程，石島次數(shù)最多，達31次，成山頭最少，僅14次。大暴雨過程相對集中在南部，東北部偏少。

2.4? ? 大暴雨的站次分布

38年中出現(xiàn)大暴雨日數(shù)71 d，其中≤2站次的日數(shù)占80.3%（表1），可見威海市大暴雨具有明顯的局地性特點;全區(qū)性的大暴雨過程只出現(xiàn)了2次，即1997年8月19日發(fā)生的“9711”臺風(fēng)暴雨和2014年7月25日的“1410”麥德姆臺風(fēng)暴雨。

2.5? ? 大暴雨的持續(xù)性特征

威海市大暴雨過程大多持續(xù)1 d，最多持續(xù)3 d，持續(xù)時間>2 d的天氣過程有2次，即1985年7月26—27日、1997年8月19—20日。

3? ? 威海市大暴雨的天氣學(xué)特征及分型

3.1? ? 大暴雨的分型及環(huán)流特征

選取1981—2018年威海市出現(xiàn)的71次大暴雨過程資料，通過查閱逐次過程的高空與地面天氣圖，按天氣圖的形勢場特征，確定產(chǎn)生大暴雨的影響系統(tǒng)，將大暴雨分型為西北冷渦或冷式切變、西風(fēng)槽、西南渦、臺風(fēng)或臺風(fēng)倒槽、暖式切變線、東北冷渦。

3.1.1? ? 冷渦或冷式切變型。強天氣發(fā)生前2 d，西伯利亞東部阻塞高壓向東北方向發(fā)展，冷空氣沿脊前東北氣流下滑，或蒙古低壓不斷有小槽分裂東移，在東經(jīng)110～120°、北緯37～50°區(qū)域內(nèi)生成低渦或冷式切變。

3.1.2? ? 西風(fēng)槽。強降水天氣發(fā)生前副熱帶高壓控制著包括山東半島在內(nèi)的陸地，當(dāng)副熱帶高壓西端減弱南撤逐漸退出山東半島時，盤踞在蒙古西部到新疆的西風(fēng)槽沿中緯度西風(fēng)氣流東移，而同時位于朝鮮到日本上空的副熱帶高壓東端略略北翹形成阻擋形勢。由于受阻，西風(fēng)槽東移時，速（下轉(zhuǎn)第144頁）

（上接第141頁）

度減緩，形成東北-西南向的橫槽，前1 d 700 hPa橫槽大致位于太原—北京線，天氣圖上橫槽主體在東經(jīng)110～120°、北緯35～45°的范圍內(nèi)。

3.1.3? ? 西南渦。強降水發(fā)生前1 d 500 hPa高空槽位于東經(jīng)100～110°、北緯34～45°，且槽底伸到東經(jīng)30°，700 hPa在東經(jīng)105～115°、北緯30～35°區(qū)域內(nèi)有低渦，同時低空西南急流較強，有利于低渦在500 hPa槽前西南氣流的引導(dǎo)下向東北方向移動，影響山東半島。特點是單站或多站大暴雨，大暴雨落區(qū)與低渦的位置密切相關(guān)。

3.1.4? ? 臺風(fēng)或臺風(fēng)倒槽。臺風(fēng)在福建一帶登陸，副熱帶高壓在東經(jīng)125°附近呈南北向塊狀，西風(fēng)槽受副高阻擋，停滯在河套到華北上空，臺風(fēng)沿副高西側(cè)的東南或偏南氣流北上。臺風(fēng)與副高之間形成很強的東南氣流，向山東半島源源不斷地輸送充足的水汽。臺風(fēng)倒槽可從1 000 km外伸到山東半島，并與西風(fēng)槽的冷空氣結(jié)合，產(chǎn)生強烈降水。

3.1.5? ? 暖式切變線。500 hPa西伯利亞到巴爾咯什湖為低壓區(qū)，河套地區(qū)以東高空環(huán)流平直，副高不一定很強，呈東西帶狀分布，脊線大約在北緯28°附近，700、850 hPa華北地區(qū)有小高壓，700 hPa在北緯35°～40°、東經(jīng)105°～120°范圍內(nèi)有一暖式切變線，其南側(cè)的低空急流沿著副高邊緣的西南氣流將水汽輸送到山東半島，這類大暴雨天氣形勢較少。

3.2? ? 各類型大暴雨的降水特征

通過統(tǒng)計38年間各類型大暴雨天氣過程，分析發(fā)現(xiàn)：①西北冷渦、西風(fēng)槽、西南渦、臺風(fēng)或臺風(fēng)倒槽是造成威海大暴雨的主要天氣系統(tǒng);②前三者以單站暴雨居多，而只有臺風(fēng)或臺風(fēng)倒槽是造成威海區(qū)域性大暴雨的主要天氣系統(tǒng);③威海市所轄6個臺站中，有4個臺站的雨量極值出現(xiàn)在臺風(fēng)倒槽中，2個臺站是西北冷渦造成的。臺風(fēng)倒槽引起的大暴雨范圍廣、強度大、持續(xù)時間長、災(zāi)害嚴重。西北冷渦也是造成威海市大暴雨極值的天氣系統(tǒng)，范圍相對小一些，但多為突發(fā)性，持續(xù)時間短但雨強大，更具有危害性[3-4]。

4? ? 結(jié)論

（1）大暴雨的年際變化很大，并不是每年都發(fā)生。

（2）5—9月均有大暴雨發(fā)生，但7月中旬至9月上旬是大暴雨過程高發(fā)階段，尤以7月下旬最多。

（3）局地性特征比較明顯。從地理位置分布看，大暴雨多集中在威海的南部，東北部偏少。

（4）西北冷渦、西風(fēng)槽、西南渦、臺風(fēng)或臺風(fēng)倒槽是產(chǎn)生大暴雨的主要天氣類型。前三者以單站暴雨居多，而只有臺風(fēng)或臺風(fēng)倒槽是造成區(qū)域性大暴雨的主要天氣系統(tǒng)。

5? ? 參考文獻

[1] 閆淑蓮，單寶臣.臺風(fēng)麥莎影響期間山東半島大暴雨成因的分析[J].海洋通報，2008（4）：37-43.

[2] 周淑玲，王科，閆淑蓮.山東半島兩次秋季臺風(fēng)遠距離大暴雨的特征分析[J].海洋氣象學(xué)報，2019（2）：84-93.

[3] 李江萍.高原低渦的特征、環(huán)流形勢及水汽軌跡研究[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2012.

[4] 蘇文元.1961—2000年九仙山暴雨氣候特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（13）：215.