2014年9月中旬山西省連陰雨天氣診斷分析

申李文

摘 要 2014年9月10-17日，山西省多地出現入汛以來持續時間最長、強度最大的連陰雨天氣。通過環流背景和物理量特征等分析可知，西太平洋副熱帶高壓穩定且位置偏西、偏北是此次連陰雨天氣過程的大氣環流特征，副熱帶高壓西側偏南急流為降水區域提供了充足的水汽供應，低層正渦度、輻合，高層負渦度、輻散造成的強烈的上升氣流運動是連陰雨期間強降水過程的觸發機制。

關鍵詞 連陰雨;環流背景;物理量;山西省

中圖分類號：P458.121 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）27--02

2014年9月10-17日，山西省出現大范圍連陰雨天氣過程，此次連陰雨天氣過程降雨量大、影響范圍廣、持續時間長。其中10-16日降水量為9～163.5 mm，中南部麥區降水量基本在25 mm以上，南部大部降水量超過50 mm，運城、臨汾、晉城的個別縣（市）超過100 mm，全省有27個縣（市）出現連陰雨天氣，中南部有74個縣（市）降水日數在4 d以上。15-16日高平、陵川、沁水等9縣市降暴雨，臨汾市、晉中市、呂梁市的大部等53縣（市）降大雨。過程降水最多的晉城市，10-17日，出現了持續7 d的連陰雨天氣，這次降雨過程是2014年晉城市最強的降雨過程，也是晉城市建站以來最強的連陰雨天氣過程，各縣氣象觀測站過程降雨量達147.8～202.9 mm，有4個自動雨量站雨量超過200 mm，最大雨量出現在沁水縣的中木亭村，過程雨量為232.9 mm。

大范圍強降水天氣使山西省麥區儲存了充足的水分，但部分地區由于出現連陰雨，導致土壤出現過濕現象，既對部分秋收作物成熟收曬不利，也不利于正茬冬小麥的適期播種，致使山西省冬小麥適宜播種期將正常略偏晚。此外，連日來的強降雨使黃河流域芮城段水位明顯上漲，15日現入汛以來最大黃河流量，為2 470 s/m3，水位為37.8 m，晉城市、長治市等地多座水庫的水位出現不同程度上漲。省內忻阜高速、呂梁高速、和榆高速、陽翼高速禁止7座及7座以上客車和危化品車上高速;晉城市省界至楊寨河段發生邊坡崩塌，因落石，陽城去往濟源方向和晉城去往長治方向匝道封閉，道路中斷。

1 環流背景及主要影響系統

9月10-17日連陰雨過程中，200 hPa高空，38°～45° N、100°～130° E東亞地區頻繁出現西風急流中心，急流中心持續維持>50 m/s的風速。受其影響，山西省大部分地區上空始終處在急流入口區右側的高空輻散區控制范圍內，該省上空對流層生成和維持低層低渦或低值系統，并抑制副熱帶高壓北抬，使其穩定維持。18日，西風急流快速東移南壓，隨著急流中心移至38° N、125° E一帶，影響山西省的連陰雨天氣結束。500 hPa上，歐亞大陸中高緯地區呈兩槽兩脊型，其中鄂畢海至巴爾喀什湖之間存在一寬廣的低槽區，而黑龍江以北至朝鮮半島存在一西北東南走向的東亞低壓，貝加爾湖、鄂霍次克海分別存在為東北西南走向、西北東南走向的高壓脊。東亞低壓槽后大量冷空氣堆積在朝鮮半島上空，并逐漸向西南擴散，致使冷空氣由東路影響華北南部地區[1]。中緯度地區環流平直，鄂畢海至巴爾喀什湖一帶深厚槽區內不斷生成短波槽并向東移動。低緯度副熱帶高壓為東西帶狀分布，勢力較強且穩定維持，淮河以南大部分地區處于588 dagpm線控制范圍內，副熱帶高壓脊線位于23°～30° N，西伸脊點至110°E以西地區，與常年同期相比顯著偏西、偏強。副熱帶高壓穩定維持且位置偏西、偏北是形成連陰雨天氣的大氣環流主要特征之一，副熱帶高壓脊線徘徊在23°～30°N一帶，對于山西省出現降水天氣較為有利;同時，副熱帶高壓西側偏南氣流源源不斷的為降雨區輸送大量水汽，強盛的副熱帶高壓穩定少動，使得山西省出現了長時間的陰雨天氣。

2 物理量分析

2.1 水汽條件

持續穩定的水汽來源和濕空氣的飽和度是形成連陰雨天氣的必要條件之一。此次山西省整個連陰雨過程中，500 hPa和700 hPa上強盛、穩定的副熱帶高壓西側偏南急流不斷的將來自南海、孟加拉灣的大量水汽向降水區輸送。其中16日山西省出現的暴雨天氣過程中，兩支水汽輸送通道在陜西南部匯合后進入暴雨區域，山西省上空有明顯的水汽輻合區，水汽輻合區與暴雨區分布一致，700 hPa水汽通量散度場上，臺風外圍水汽通量散度值均達超過14 g/（cm2·hPa·s），低空偏東南急流經水汽大值區輸送水汽至暴雨區。

相對濕度是衡量空氣濕度的條件，空氣達到飽和狀態時，通常相對濕度≥90%，80%≤相對濕度<90%時表示空氣濕潤[2]。10日20：00-17日20：00，700 hPa上山西省除13日20：00外，其余時間都處于濕區，特別是在14日20：00-17日20：00，山西省南部地區水汽達到了飽和狀態。由此可見，連陰雨期間山西大部分地區上空空氣相對濕度較大，空氣濕潤或達到飽和。

2.2 動力條件

動力條件也是形成降水的條件之一。以16日山西南部大到暴雨為例進行分析，35.5°～35.8°N一帶680 hPa以下為正渦度區，最大值>5×10-5/s的正渦度中心位于850 hPa;680 hPa以上為負渦度區，中心值<-6×10-5/s的最大渦度中心位于200 hPa。由散度垂直剖面上，暴雨區700 hPa以上為輻散區，以下是輻合區。低層正渦度、輻合，高層負渦度、輻散，暴雨區上空整層形成強烈的上升氣流運動，有利于暴雨天氣的持續維持。分析此次強降水的垂直速度可知，暴雨區上空深厚的上升氣流區一直延伸至200 hPa，最大上升速度為-46×10-2 hPa/s，上升速度大值區位于550 hPa。大范圍的垂直上升運動區為強降水的發生和持續提供了有利的動力條件。

3 結語

2014年9月10-17日，山西省出現了降水強度大、持續時間長、影響范圍廣的連陰雨天氣過程。在高空西風急流影響下，山西省一直處于急流入口區右前方，促使該地區對流層低層低渦或低值系統生成和維持，并抑制副熱帶高壓北抬，使其穩定維持，這是此次持續連陰雨天氣的主要環流背景。強盛、穩定的副熱帶高壓西側偏南急流不斷的將來自南海、孟加拉灣的大量水汽向降水區輸送，為降水區域提供了充足的水汽供應。同時，連陰雨期間山西大部分地區上空空氣相對濕度較大，空氣濕潤或達到飽和。低層正渦度、輻合，高層負渦度、輻散，暴雨區上空整層形成強烈的上升氣流運動，為強降水的發生和持續提供了有利的動力條件，有利于暴雨天氣的持續維持。

參考文獻

[1]程海霞，王叢梅.2014年9月華北南部強連陰雨天氣成因分析[J].山西農業大學學報：自然科學版，2015，35（1）.

[2]王正旺，龐轉棠，魏建軍，等.一次秋季罕見強連陰雨過程分析[J].氣象與環境科學，2008（增1）：44-47.

（責任編輯：趙中正）