2020年興安盟首場春季暴雨天氣過程分析

李倩文，李思然，宋曉君，吳 梅

(1.興安盟氣象局，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400；2.肇慶市突發(fā)事件預警信息發(fā)布中心，廣東 肇慶 526040；3.紫云自治縣氣象局，貴州 安順 550800)

冷渦是影響中國北方前夏天氣的重要天氣系統(tǒng)，是大尺度環(huán)流形勢在北方特定地區(qū)的產(chǎn)物。筆者通過常規(guī)天氣觀測、NCEP再分析、區(qū)域自動站等資料對2020年5月16日—18日發(fā)生在內(nèi)蒙古興安盟地區(qū)的一次暴雨天氣過程進行診斷分析，分析此次暴雨發(fā)生發(fā)展的物理機制，總結(jié)暴雨預報著眼點，以期提高暴雨預報預警的準確率。

1 天氣實況

2020年5月16日-18日，興安盟出現(xiàn)入汛以來首場大到暴雨天氣過程，局地大暴雨，主要降水時段為16日12時—18日00時。100 mm以上20個站，主要分布在興安盟中部地區(qū)，最大降水量為突泉蛤蟆岬林場145.9 mm；50 mm～99.9 mm 59個站；25 mm～49.9 mm 47個站；10 mm～24.9 mm 20個站。此次降水過程呈現(xiàn)弱的不穩(wěn)定性降水特征，最大的小時降水量為烏蘭浩特洮兒河公園17日11時—12時25.6 mm/h。降水量大值區(qū)呈現(xiàn)明顯的帶狀分布，分布在興安盟中部地區(qū)(見圖1)。此次天氣過程中，興安盟阿爾山市(白狼鎮(zhèn)、五岔溝鎮(zhèn)、伊爾施街)出現(xiàn)暴雨洪澇災害,使房屋、基礎設施、林地受到不同程度損壞。據(jù)阿爾山市應急管理局統(tǒng)計：受損房屋97間，橋梁損毀4座，水泥路面損毀500 m，養(yǎng)殖圍欄損毀500 m，樹地4 hm2(損毀樹苗30萬棵)，養(yǎng)殖場被洪水沖走26頭梅花鹿、5頭狍子，受災人口207人，造成直接經(jīng)濟損失約350萬元。

圖1 2020年5月16日08時-18日20時累積降雨量(單位：mm)

2 環(huán)流形勢演變分析

從16日08時500 hPa高空形勢場分析，興安盟位于蒙古冷渦前部，高壓脊后部，冷渦中心值達542 hPa，呈現(xiàn)出徑向型特征，冷中心落后于高度場中心，等溫線和等高線有一定的夾角，冷渦將進一步發(fā)展。16日20時，冷渦繼續(xù)旋轉(zhuǎn)向東南方向移動。17日08時，興安盟處于其頂前部，此時冷渦呈現(xiàn)出緯向型特征，且高空東風明顯。到了17日20時冷渦高度場中心和溫度場中心重合，冷渦發(fā)展成熟，轉(zhuǎn)為東北風控制，降水逐漸減弱。其后興安盟處于冷渦后部，東部地區(qū)有殘余的小陣雨天氣，降水過程基本結(jié)束(見圖2)。

圖2 2020年5月16日—18日500 hPa高空圖

5月17日08時，850 hPa低渦中心在興安盟地區(qū)，形成明顯的風場輻合。低空偏東風急流有利于來自渤海和日本海的水汽持續(xù)輸送，16日夜間至17日白天切變線穩(wěn)定維持在興安盟中部地區(qū)。降水強度不大，但持續(xù)時間達12 h，使得興安盟中部地區(qū)達到了暴雨—大暴雨量級降水。

3 地面形勢分析

5月16日08時，興安盟受地面低壓控制，氣旋中心值為997 hPa，興安盟位于地面冷鋒前部，降水開始形成。16日20時，冷鋒過境，倒槽形成，興安盟處在倒槽的頂部。17日08時地面氣旋繼續(xù)向東南移動，氣旋中心經(jīng)過興安盟，低層輻合明顯。17日20時，興安盟位于氣旋后部，輻合減弱，其后地面系統(tǒng)移出興安盟(見圖3)。

圖3 2020年5月16日—18日地面形勢演變

4 物理量診斷分析

4.1 豐沛的水汽供應

此次降雨過程主要水汽來源于渤海灣，暢通的水汽輸送，為暴雨的產(chǎn)生提供了有利的水汽條件。從17日08時850 hPa比濕圖上看出，16日夜間到17日白天，興安盟大部地區(qū)比濕達到6 g/kg以上，絕對水汽含量大(見圖4)。

圖4 2020年5月17日08時850 hPa比濕圖(單位：g/kg)

以索倫站5月17日08時Tlog-p圖為例，整層結(jié)曲線與露點溫度曲線差值較小，說明本地水汽條件較好，水汽層結(jié)深厚(見圖5)。CAPE值小，對流潛勢條件不好。

圖5 2020年5月17日08時索倫站Tlog-p圖探空圖

4.2 動力條件分析

沿46°N制作垂直速度剖面圖，5月17日14時從低層到500 hPa為一致的上升運動區(qū)，最小值達-3.2 Pa×s-1非常有利于暴雨的產(chǎn)生和維持(見圖6 a)。沿46°N制作渦度空間剖面圖，從低層到高層均為正渦度，在17日14時前后也就是暴雨產(chǎn)生的時間段，地面正渦度值達60×10-5s-1，并且正渦度區(qū)延伸到500 hPa，有利于地面氣旋發(fā)展(見圖6 b)。

圖6 2020年5月17日14時動力條件

5 小結(jié)

綜合上述資料的分析和研究，對于興安盟2020年5月16日—18日降水過程的概況、天氣形勢及成因，有了一定的理解，并得出如下結(jié)論。①本次降水過程持續(xù)時間長，影響范圍廣。此次過程以弱的不穩(wěn)定降水為主。②此次過程是在高層有利的大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的，主要受東北冷渦影響，從高層到低層均有低渦影響，說明冷渦系統(tǒng)較深厚。由冷空氣南下和深厚氣旋共同影響造成。③此次強降水過程是在較好的水汽條件和有利系統(tǒng)條件下產(chǎn)生的，此次降雨過程主要水汽來源于渤海灣，為暴雨的產(chǎn)生提供了有利的水汽條件。由于后期冷渦以緯向環(huán)流為主，隨著系統(tǒng)向東移動，阻塞高壓減弱，從渤海灣而來的水汽通道打通。這也是在興安盟局部地區(qū)產(chǎn)生暴雨的重要原因。④動力條件也是此次暴雨過程的有利條件之一，興安盟中部地區(qū)有一致的上升運動區(qū)，為暴雨的產(chǎn)生提供了動力條件。從渦度分布方面，在17日14時前后也就是暴雨產(chǎn)生的時間段，近地面正渦度值達60×10-5s-1，并且正渦度區(qū)延伸到500 hPa，有利于地面氣旋發(fā)展。