低空急流演變對阜新地區短時暴雨影響研究

張丹梅　辛艷輝　楊曉彤

摘 要：利用阜新地區2004-2013年29次天氣過程中36個時次短時暴雨相關數據，采用統計學、天氣學和物理量計算等方法，從低空急流的角度對阜新地區短時暴雨的時間分布規律、天氣形勢、典型環境場特征和預報指標進行研究，并利用2013年8月12日午后發生的短時暴雨天氣過程對低空急流的作用進行了探討。結果表明：（1）阜新地區短時暴雨的月變化特征顯著，主要發生在6～8月；日變化規律也非常明顯，11：00～18：00時出現的幾率最大。（2）阜新地區產生短時暴雨的天氣系統按照低空急流和500hPa天氣形勢分為渦旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、橫槽式無急流型等4種類型；（3）低空急流的氣流多來自熱帶洋面上，因此它往往起著輸送低空大量的熱量、水汽和動量的作用，當它將暖濕空氣輸送到較干較冷空氣的下方時，就形成了不穩定層結，在低空急流左側上升運動的觸發下，易產生對流性降水；（4）選取中低層比濕、露點、渦度、散度、垂直速度、K指數、θse（850-500）、T（850-500）、V（700-850）、V（850-925）等物理量作為預報因子，建立本地化短時暴雨預報指標。

關鍵詞：低空急流；短時暴雨；影響研究；阜新地區

中圖分類號 P458 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）15-146-06

Abstract：Temporal distribution， physical quantity field and prediction index of 29 weather processes of short-time rainstorm in 36-times from 2004 to 2013 in Fuxin the use of the methods of statistics， synoptic meteorology and physical quantity calculation. And the effecting of low-level jet was explored based on the short-time heavy rain at pm on August 12，2013. The results showed that，（1）The time-space distribution of short-time rainstorms was not uniform. Its monthly variation was significant， focusing primarily on June to August， diurnal change was great， mostly appearing from 11：00 to 18：00.（2）According to low-level jet and weather situation of 500hPa， rainstorm weather can be divided into four types： vortex-jet， front of upper groove-jet northwestern of the subtropical high-jet， sidelong groove-no jet.（3）When the warm-wet air brought under the drier and colder， instability stratification was formed. Convectional precipitation easily fell under the trigger action of upward movement on the left side of the low-level jet. （4）Selecting twenty-one forecast factors---specific humidity， vorticity， divergence， vertical velocity at 700hPa， 850hPa and 925hPa，dew point at 850hPa， 925hPa，1 000hPa and surface， θse（850-500）T（850-500）V（700-850）、V（850-925） and K index， which had apparent physical significance to short-time rainstorm weather， we could establish prediction index of Fuxin.

Key words：Low-level jet；Short-time rainstorm；Impact study；Fuxin area

短時暴雨具有降水時間短、雨強大、局地性強的特點，易導致城市內澇、農田漬澇和山區地質災害，城市內澇常影響人們的出行，嚴重的農田漬澇易造成農作物減產，為此短時暴雨的預報服務已成為各級氣象部門對政府公眾服務的一個重點。由于短時暴雨形成的復雜性，不同的環境場往往產生不同的強度和落區，因此短時暴雨天氣的預報仍然存在較大的難度。

低空急流被認為是對暴雨和強對流天氣提供動力和熱力條件的重要天氣系統[1-2]，對于暴雨的形成低空急流一方面起著輸送水汽和能量的作用，另一方面又有助于維持必要的動力學條件。研究指出[3-4]，低空急流附近存在許多中小尺度的物理量特征，他們與未來暴雨天氣的關系比大尺度特征更為密切。

目前國內外對低空急流和短時暴雨研究較少，對低空急流和短期暴雨的研究較多，而且研究的內容大多集中在個例分析、對比分析[5-7]等，與短時暴雨的預報方法有一定的距離。在遼寧短時暴雨的研究中，通常將降水量大于或等于20mm/h的降雨定義為短時暴雨。本文以伴隨阜新短時暴雨過程的低空急流為出發點，尋找動力、熱力特征進行合成分析，進一步弄清低空急流與阜新地區短時暴雨的關系。

1 資料和方法

選取阜新市共有的兩個常規氣象觀測站（阜新縣站和彰武縣站）2004-2013年共10a的1h降水量作為研究資料，統計分析阜新市的短時暴雨氣候變化規律。利用時間間隔為6h、空間分辨率為1km的NCEP/NCAR全球再分析資料進行物理量的計算和統計分析。選取1h降水量大于或等于20mm作為短時暴雨指標，2004-2013年阜新地區共有29個短時暴雨天氣過程，出現時次為36。

2 結果與分析

2.4 物理量場分析

2.4.1 水汽條件 水汽是形成暴雨的重要條件。從850hPa水汽通量散度可以看出，引起阜新短時暴雨的主要水汽輸送帶有3條：一是從黃海、渤海向北輸送到我區北部，二是從黃海經渤海向西輸送到阜新西部，三是從東海進黃海到達阜新東南部。暴雨發生時，阜新地區位于負水汽通量散度中心附近。

3 結論與討論

（1）阜新地區短時暴雨的月變化特征顯著，主要發生在6～8月；日變化規律也非常明顯，11：00～18：00時出現的幾率最大。

（2）阜新地區產生短時暴雨的天氣系統按照低空急流和500hPa天氣形勢分為渦旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、橫槽式無急流型等4種類型。

（3）低空急流的氣流多來自熱帶洋面上，因此它往往起著輸送低空大量的熱量、水汽和動量的作用，當它將暖濕空氣輸送到較干較冷空氣的下方時，就形成了不穩定層結，在低空急流左側上升運動的觸發下，易產生對流性強降水。

（4）選取中低層比濕、露點、渦度、散度、垂直速度、K指數、θse（850-500）、T（850-500）、V（700-850）、V（850-925）等物理量作為預報因子，建立本地化短時暴雨預報指標。

參考文獻

[1]丁一匯.高等天氣學[M].北京：氣象出版社，1991.

[2]朱乾根.低空急流與暴雨[J].氣象科技，1975，（8）：12-18.

[3]丁一匯.中尺度天氣和動力學研究[M].北京，氣象出版社，1996.

[4]孫淑清，翟國慶.低空急流的不穩定性及其對暴雨的觸發作用[J].大氣科學，1980，4（4）：327-337.

[5]陳傳雷，閻琦，吳艷青，等.2009年7月遼寧3次局地短時暴雨過程對比分析[J].氣象與環境學報，2010，26（4）：12-16.

[6]何軍，劉德，李軍，等.低空急流在重慶2010年“6.7低能暴雨中的作用 [J].暴雨災害，2012，31（4）：52-58.

[7]周文志，唐熠，王艷蘭，等.廣西大范圍低空急流暴雨的分型及雷達回波特征分析[J].自然災害學報，2011.20（4）：159-164.

[8]徐明，余錦華，賴安偉，等.環境風垂直切變與登陸臺風強度變化關系的統計分析[J].湖北氣象，2009，28（4）：339-344.

[9]Demaria M，Kaplan J. Statistical hurricane intensity prediction scheme （SHIPS） for the Atlantic basin[J].Wea Forecasting，1994，9；209-220.

（責編：張長青）