通遼市2020年7月4—5日局地短時(shí)暴雨特征分析

賈寧 楊旋 劉夢(mèng)迪

摘要 利用通遼市氣象觀測(cè)資料、高空探空資料、c波段雷達(dá)資料和風(fēng)云衛(wèi)星 4A 資料對(duì) 2020年7月4日通遼市科爾沁區(qū)大暴雨及 5 日庫(kù)倫旗暴雨過程進(jìn)行分析。兩日暴雨均發(fā)生在高空槽前的天氣尺度背景下，在高溫高濕的前期環(huán)境中受切變線的觸發(fā)產(chǎn)生，云圖分析上，科區(qū)為切變線云帶前界處發(fā)展的對(duì)流云團(tuán)，庫(kù)倫旗為較典型颮風(fēng)云團(tuán)后向發(fā)展型云團(tuán)。雷達(dá)分析上，兩日暴雨均受列車效應(yīng)影響，低層反射率因子較大，利于短時(shí)強(qiáng)降水。

關(guān)鍵詞 暴雨;低層切變線;高低空急流;對(duì)流云團(tuán);列車效應(yīng)

中圖分類號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095–3305（2020）07–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.07.018

Analysis on Characteristics of Local Short-time Rainstorm in Tongliao City from 4 to 5 July in 2020

JIA Ninget al （Tongliao Meteorological Bureau， Tongliao， Inner Mongolia 028000）

Abstract Based on meteorological observation data， radiosonde data， C-band radar data and Fengyun satellite 4A data in Tongliao City， the heavy rainstorm in Horqin district of Tongliao City on July 4， 2020 and the rainstorm process in Kulun banner on July 5， 2020 are analyzed. The two-day rainstorm occurred in the synoptic scale background in front of the high-altitude trough， and was triggered by the shear line in the early environment of high temperature and humidity. Among them， the southwest low-level jet continuously transported the water vapor source of Bohai Bay to the central and southern areas of our city， making the low-level water vapor very abundant， which was also an important reason for the local rainstorm in the afternoon of two consecutive days. On the radiosonde map， the inversion layer exists before and after the rainstorm， and the K value and Cape value are larger， which is conducive to the occurrence of convective weather. According to the analysis of cloud picture， kequ is a convective cloud cluster developed at the front boundary of the shear line cloud belt， and Kulun banner is a typical backward developing squall cloud cluster. According to the radar analysis， the two-day rainstorm is affected by the train effect， and the low-level reflectivity factor is large， which is conducive to short-term heavy rainfall.

Key words Rainstorm; Low level shear line; High and low level jet stream; Convective cloud cluster train effect

1 暴雨過程概述

2020年7月4—5日，受高空槽和低層暖濕切變共同影響，全市普降小雨，局地暴雨、大暴雨，其中7月4日通遼市科爾沁區(qū)本站出現(xiàn)大暴雨，5個(gè)區(qū)域站達(dá)到暴雨，7月5日庫(kù)倫旗本站出現(xiàn)暴雨，并有5個(gè)區(qū)域站達(dá)到暴雨。7月4日最大日降水量為科爾沁區(qū)站達(dá)114.9 mm（7月4日08∶00～5日08∶00），日最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在該站15∶00～16∶00，達(dá)47.1 mm/h。7月5日最大日降水量為庫(kù)倫旗道老杜站達(dá)84.9 mm，日最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在該站17∶00～18∶00，達(dá)43.8 mm/h。兩日短時(shí)強(qiáng)降水均發(fā)生在午后至夜間，并伴有大風(fēng)、冰雹天氣。暴雨過程都具有降水時(shí)間短、小時(shí)雨強(qiáng)大，局地性強(qiáng)等特點(diǎn)。其中7月4日科區(qū)本站的大暴雨導(dǎo)致城區(qū)嚴(yán)重內(nèi)澇，造成了很大經(jīng)濟(jì)損失。

2 環(huán)流形勢(shì)演變

前期200 hPa中緯度有一支高空西風(fēng)急流，通遼市位于急流左側(cè)。7月4日08∶00，500 hPa環(huán)流形勢(shì)呈兩槽一脊型，通遼市處于高空槽前西南氣流中，700 hPa切變線壓在北部地區(qū)，強(qiáng)降水區(qū)位于切變線右側(cè)，南部地區(qū)有西南急流水汽通道開始建立。20∶00槽區(qū)加寬，切變線南壓至中部地區(qū)，低層急流加強(qiáng)壓在東南部，850 hPa急流核在12 m/s。7月5日08∶00低層切變線仍影響南部地區(qū)，且低空急流東移，通遼市南部地區(qū)位于低空急流左側(cè)，切變線右側(cè)。20∶00，高空槽進(jìn)一步東移，低空急流減弱，降水開始減弱。高空槽和低層切變帶動(dòng)地面冷空氣南下，高層干冷、低層暖濕，大氣層結(jié)不穩(wěn)定，利于對(duì)流發(fā)展。地面上7月4日—5日通遼市一直受東北低壓底部影響。上午晴好，利于對(duì)地表加熱，有利于不穩(wěn)定能量積累（圖1）。

7月4日850 hPa上全市比濕值在10 g/kg以上，7月5日14∶00南部比濕值在12 g/kg以上，925 hPa達(dá)14 g/kg，底層濕度條件很好。7月4日14∶00，850 hPa水汽通量大值中心在科區(qū)附近達(dá)12 g/cm·hPa·s，至20∶00水汽通量大值中心擴(kuò)大至南部地區(qū)，在西南急流作用下，南部偏南地區(qū)水汽輸送條件很好，7月5日14∶00，水汽通量大值中心位于遼寧中部，達(dá)18 g/g/cm·hPa·s以上，利于7月5日南部地區(qū)強(qiáng)降水。7月6日08∶00無水汽通量大值中心，過程結(jié)束。

7月4日08∶00通遼本站探空?qǐng)D上近地層存在逆溫層，低層有一定厚度濕層，有較強(qiáng)垂直風(fēng)切變，CAPE值346.7 J/kg，有一定不穩(wěn)定能量。20∶00受降水影響，底層濕度加大，不穩(wěn)定能量釋放后有所減弱，但K值為37.6℃仍較大，SI值為-2.51，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的可能性仍較大。7月5日08∶00仍有逆溫層，底層濕度條件較好，CAPE值為721 J/kg，K值為33.2℃，SI值為-0.3，各項(xiàng)指數(shù)仍有利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)生。20∶00底層濕度轉(zhuǎn)差。

3 雷達(dá)圖分析

7月4日科爾沁區(qū)本站受雷達(dá)回波靜錐區(qū)影響，簡(jiǎn)要分析0.5°仰角回波情況，13∶04開始西南方向有強(qiáng)回波生成，不斷東北移影響科區(qū)。14∶30科區(qū)西側(cè)回波最強(qiáng)達(dá)65 dBz以上，生成后不斷東移，一直持續(xù)到16∶30?？茀^(qū)本站受列車效應(yīng)影響，經(jīng)過的回波強(qiáng)度推測(cè)一直在50 dBz以上。強(qiáng)降水時(shí)段低層反射率因子強(qiáng)，速度圖出現(xiàn)逆風(fēng)區(qū)、回波頂大于9 km，暖云厚度較大均有利于強(qiáng)降水。垂直液態(tài)水含量不超過25 kg/m2，1 h累積降水最大值均在80 mm以上，冰雹指數(shù)較小，均利于強(qiáng)降水發(fā)生。

7月5日15∶00庫(kù)倫旗本站附近有塊狀強(qiáng)回波發(fā)展，其西北側(cè)不斷有新生成的對(duì)流單體與本站強(qiáng)回波合并，形成帶狀回波，產(chǎn)生“列車效應(yīng)”。帶狀強(qiáng)回波一直在庫(kù)倫中部維持，且南北向拓寬，最大回波強(qiáng)度在60 dBz以上。同時(shí)上游17∶30有新單體產(chǎn)生，與帶狀回波西側(cè)回波合并不斷向東南發(fā)展，影響奈曼中南部及庫(kù)倫西部地區(qū)，20∶34回波減弱。

強(qiáng)降水時(shí)段回波頂最高在15 km以上，1 h可降水含量在100 mm左右。垂直液態(tài)水含量有躍增躍減現(xiàn)象，最大時(shí)超60 kg/m2，且冰雹指數(shù)在17∶00指示直徑在12 mm的冰雹發(fā)生概率在50%以上。實(shí)況證實(shí)在該地區(qū)產(chǎn)生了冰雹。冰雹生成是使庫(kù)倫旗在回波強(qiáng)度大于科區(qū)，回波影響時(shí)間較長(zhǎng)，且在可降水含量更大的情況下，實(shí)際降水量級(jí)小于科區(qū)的一個(gè)重要原因。

4 風(fēng)云衛(wèi)星4A云圖分析

7月4日14∶00對(duì)流云團(tuán)不斷發(fā)展擴(kuò)大，科區(qū)位于其底部邊緣位置。14∶30位于紅外云圖上最白亮，云頂亮溫梯度最大處，對(duì)流云團(tuán)發(fā)展強(qiáng)盛，15∶00的可見光云圖上，科區(qū)附近有明顯上沖云頂，19∶00對(duì)流云團(tuán)逐漸向東南發(fā)展移動(dòng)，降水逐漸結(jié)束?？茽柷邊^(qū)暴雨發(fā)生于中尺度對(duì)流系統(tǒng)云頂亮溫低中心附近及后側(cè)梯度大值區(qū)。受城市熱島效應(yīng)影響，由熱力作用生成的對(duì)流云團(tuán)移動(dòng)很少或靜止。以卷云為主的淺槽云系與切變線云帶重疊一起，在午后云帶前界、卷云下方有對(duì)流云團(tuán)初生，隨對(duì)流云團(tuán)發(fā)展、云頂越來越高、冷云面積越增大[3]。符合切變線云帶前界處發(fā)展生成對(duì)流云團(tuán)。

7月5日16∶00對(duì)流云團(tuán)面積發(fā)展擴(kuò)大，其前部逐漸合并生成MCS穩(wěn)定在庫(kù)倫旗，17∶00可見光云圖上，可以清晰看出暴雨發(fā)生在范圍較大色調(diào)明亮的略呈盾狀卷云區(qū)西南端，東南邊界明顯向前方凸起，新對(duì)流單體不斷在老云團(tuán)西南端生成，呈后向發(fā)展型。受其影響，庫(kù)倫奈曼旗多地發(fā)生短時(shí)強(qiáng)降水天氣。至21∶00無新發(fā)展的對(duì)流云團(tuán)，降水逐漸減弱。庫(kù)倫暴雨是一次較典型颮風(fēng)云團(tuán)、后向發(fā)展型云團(tuán)，在庫(kù)倫旗地形作用下維持時(shí)間較長(zhǎng)。

5 結(jié)論

此次對(duì)流天氣發(fā)生在深厚氣層受槽前西南氣流控制，低空西南急流較強(qiáng)，暖平流明顯，而中高層暖平流較弱情況下，這種情況有利于對(duì)流不穩(wěn)定發(fā)展。天氣尺度系統(tǒng)中，位于高空急流左側(cè)，強(qiáng)的下沉運(yùn)動(dòng)一方面有利于下沉逆溫，保存能量;另一方面使云系消散，利于地面升溫。而一直處在高空槽前則滿足系統(tǒng)性上升運(yùn)動(dòng)，低層切變線及地面輻合線是觸發(fā)機(jī)制，低空急流建立后輸送的暖濕空氣又滿足了局地?zé)崃μ??？茽柷邊^(qū)的城市效應(yīng)一定程度上加大了局地?zé)崃μ?，?kù)倫旗的地形則起到一定抬升作用。另外，逆溫層、高低空急流、低層輻合高層輻散又都有利于強(qiáng)雷暴發(fā)生。在預(yù)報(bào)方面衛(wèi)星云圖可以觀察到對(duì)流云系全過程，可以通過預(yù)判云團(tuán)類型來預(yù)測(cè)它的暴雨落區(qū)，但是在時(shí)間提前量上，雷達(dá)能更早觀測(cè)到上游小的對(duì)流單體，且可以更直觀推測(cè)回波即將影響的地區(qū)。除此之外預(yù)報(bào)下午是否發(fā)生強(qiáng)對(duì)流，08∶00的探空?qǐng)D具有一定指示意義。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王寅鈞，陳渭民，吳彬.一次雷暴天氣發(fā)生發(fā)展的水汽圖和紅外云圖特征分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2012，21（2）：126–134.

責(zé)任編輯：黃艷飛