濟南2010年8月13～14日暴雨過程分析

王 華，張有菊，趙玉翠(山東省濟陽縣氣象局，山東濟陽251400)

暴雨是一種嚴重的災害性天氣，對人民的經濟財產和人身安全具有重大影響，因此，對暴雨的研究一直是氣象學家及氣象業務工作者們最關注的問題之一［1］。隨著資料的不斷更新，許多研究人員對一些典型的暴雨個例做了進一步的分析，得到的結論為準確的天氣預報奠定了堅實的基礎。濟南暴雨多出現在每年的6～9月，尤以7～8月份為最多，筆者在此綜合利用常規資料、NCEP再分析資料分析了2010年8月13～14日濟南市暴雨天氣過程的成因及中尺度特征。

1 降水實況背景

受副高邊緣和西風槽共同影響，8月13日下午濟南南部開始出現降雨，降雨持續到14日早晨，降水主要集中在13日22:00～14日02:00，02:00后降水逐漸減小，長清為暴雨(50.9 mm)，平陰(48.9 mm)、濟陽(44.0 mm)、歷城(43.6 mm)為大到暴雨，全市最大降雨量出現在歷城區的藥鄉，為100.4 mm。

2 天氣形勢及影響系統

2.1 高空環流形勢 13日08:00，高空500 hPa在貝湖南部有一低渦，我國從華北到黃河流域處于低渦底部寬廣低槽區，槽線在102°E附近，槽前以西西南風為主，副高由前期的塊狀分布逐漸變為寬廣的帶狀分布，本站處于588 dagpm線西北側;低層弱低渦位于陜西中北部，700 hPa在河北中部到山西中部有一弱高壓，相比于500 hPa，700 hPa的312 dagpm線南北徑向度大，西南氣流輸送好;850 hPa，從風向上分析西南地區有弱的渦旋存在，西南急流輻合偏東，西風槽后風速與等溫線幾乎垂直，預示冷平流非常明顯。13日20:00，500 hPa西風槽東推至110°E，588 dagpm線東退到蘇北和山東交界處(圖1);700 hPa弱低渦演變成切變線，向河南與河北交界處伸展，850、925 hPa切變線位于山東南部，切變線南側風速較大，雖然達到急流標準，但對西南暖濕氣流的輸送還是非常有利。14日08:00，副高東退的速度減緩，588 dagpm線東移至蘇北;700 hPa切變線東北移至黃河東側，濟南為西北風，推測切變線在移動過程中相對濟南來說位置始終偏南偏東，與全省降水分布一致;850 hPa切變線北端與西風槽結合，槽線壓在濟南即將過境。

圖1 2010年8月13日20:00 500 hPa高空環流

2.2 地面氣壓場 13日17:00地面倒槽頂端到達魯西南地區，地面倒槽配合橫向切變線在濟南南部開始降水;20:00地面倒槽南落至山東南與河南交界處;14日02:00地面冷鋒到達魯西轉為冷鋒降水。由于冷空氣的加入，使得降水加大。

3 物理量場預報與實況對比分析

3.1 熱力條件 假相當位溫θse的水平分布、相當位溫密集區的存在易導致垂直渦度的顯著增長，可能是暴雨發生的先兆。從T639預報θse 14日02:00演變(圖2)可以看出，θse大值中心雖然偏南，但在山東中部到河北東部一直維持高能軸，濟南處于高能軸線附近，說明T639預報能量條件在濟南非常好。

圖2 2010年8月14日02:00 T639預報θse演變

3.2 動力條件

3.2.1 垂直速度。沿36.6°N 作13日20:00～14日08:00垂直上升速度剖面圖發現，13日20:00在114°E和115°E分別有2個上升中心，上升高度達400 hPa附近，濟南在500～620 hPa為很弱的上升區，其他層次均位于下沉區;14日02:00上升區東移，強度增強，濟南正好位于強上升區的中心，上升區高度伸展至200 hPa附近，最大上升中心位于700 ～800 hPa，最大上升速度達 －2.1 ×10－3hPa/s(圖3)，濟南這個時次降雨最強;14日08:00在上升區東移的同時，濟南上空整層轉為下沉氣流，降雨也趨于結束。

圖3 2010年8月14日02:00垂直速度剖面

3.2.2 散度。從高低空散度配置來看，13日20:00濟南上空大致在750～600 hPa為輻合區，其他層次為輻散區;14日02:00濟南地面至700 hPa為輻合區，大致在950～970 hPa有一輻合中心，700 hPa以上層次為輻散區，濟南處于輻散區的中心，低層輻合高層輻散的配置建立(圖4);14日08:00，有利于降水的高低空散度場配置消失。

3.3 水汽條件

3.3.1 低空急流。對山東而言，凡700 hPa或850 hPa圖上在40°N 以南、105°～130°E 范圍內出現偏南風、風速 ＞12 m/s的等風速軸且長度＞500 km，定為低空急流［2］。低空急流與暴雨的相互作用，就是經向垂直環流與暴雨的相互作用［3］。13日20:00，925 hPa超低空急流建立，山東西南部位于急流出口區的左側，但從高空急流來看，山東僅處于其右側，并不在最有利的急流入口區的右側。

圖4 2010年8月14日02:00高低空散度配置

3.3.2 水汽通量及其散度。13日20:00水汽通量中心位于河南東北部，對應的水汽通量散度輻合中心也位于河南東部略偏北些，濟陽市南部處于弱的水汽輻合區，在13日19:00～20:00平陰出現9 mm降水;14日02:00，水汽通量中心和水汽通量散度輻合中心均東北方向移至山東中部;14日08:00水汽通量中心和輻合中西繼續東北方向移動，濟南處于轉為水汽輻散區。

3.3.3 相對濕度。13日20:00濟南上空700 hPa及以下層次的相對濕度較小，低于80%，14日02:00濟南上空為相對濕度＞90%的高濕區，但高濕區緯向寬度窄;14日08:00＞90%的高濕區存在900 hPa以下，向上直到700 hPa相對濕度逐漸減小。

4 結論

(1)此次降水過程主要受副高邊緣切變和冷暖氣流共同影響，短時降水強度大，降水分布不均，局地性強，增加降水的落區預報和主要降水時段預報的難度。

(2)在副高穩定維持形勢下，暴雨預報要密切關注低層或超低層切變線或中尺度輻合，要充分分析地面實況變壓與變溫的變化。

(3)此次暴雨產生在中、低層輻合，并有冷空氣從低層向地面迅速滲入造成強對流天氣影響，暴雨區低層有大量的水汽輸送和強烈的水汽輻合，中低層存在較強的不穩定能量，冷空氣侵入觸發不穩定能量的釋放，產生短時強降水。

［1］高潔.“718”濟南短時特大暴雨的中尺度分析和數值研究［D］.南京:南京信息工程大學，2009.

［2］張少林.影響山東的主要天氣系統［Z］.山東省氣象局培訓材料.

［3］朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學原理和方法［M］.北京:氣象出版社，2000.