關于盤山縣一次暴雨天氣過程分析

王昊

（遼寧省盤山縣氣象局,遼寧盤山 124101）

關于盤山縣一次暴雨天氣過程分析

王昊

（遼寧省盤山縣氣象局,遼寧盤山 124101）

本文通過對2011年6月11日03時至6月12日15時盤山地區出現暴雨天氣的高、低空天氣形勢分析及暴雨發生前、發生時常用的物理量場進行了綜合分析，得出暴雨的產生是高、中、低層多種尺度系統、多種物理機制相互作用及恰當配置的結果。

暴雨；天氣形勢；物理量

一、天氣概況

受高空短波槽影響，2011年6月11日03時至6月12日15時，盤山縣出現暴雨（圖1），最強降水時段出現在12日06～09時，過程累計降雨量81.1 mm。本次降水過程遼寧全省最大降水出現在盤山站，為81.1 mm，其他地區未出現暴雨，從2011年6月11日02時至6月12日08時全省降水天氣圖（圖2）可以看出，本次降水過程中葫蘆島、朝陽、阜新、沈陽以及丹東部分地區以中雨局部大雨為主，其余地區以小雨為主，還有部分地區未出現降水。其中遼陽降水量40 mm，草河口降水量36 mm、鞍山降水量30 mm。此次過程具有降水時間集中，降水強度強，雨量分布極不均勻等特點。

圖1盤山過程降水量

圖2遼寧全省降水量分布

二、成因分析

（一）資料與方法

利用Micaps數據資料、常規觀測站和加密自動站資料等，對此次過程的成因進行了分析[1-2]。從大尺度環流形勢演變、影響系統、地面資料、探空資料、動力條件、水汽條件、能量分析以及地形因素等方面進行了綜合分析，確定本次過程為高空短波槽影響形成的局地性暴雨。

（二）天氣尺度系統分析

1.環流背景分析。從500hPa高空圖上可以看出（圖3、圖4），11日到12日歐亞大陸中高緯度冷空氣活動頻繁，東北低渦位置偏北，貝湖高壓脊穩定加強。11日20時貝湖高壓脊加強，受其影響，形成于內蒙的高空槽東移發展，移動到遼寧西部。11日夜間到12日凌晨，高空槽移動到遼寧中部，盤山位于高空槽前，對應降水時段可以看出，盤山強降水集中于12日06～09時。分析12日08時500hPa高空圖可以看出，高空槽東移，降水中心移動到遼寧中東部地區，盤山地區降水開始減弱。由11日20時850hPa天氣圖（圖5）可以看出，低層在遼寧西部形成切變，切變線逐漸東移[3]，盤山于11日夜間到12日早上受其影響，并于此時產生強降水。高低層的環流場都能與暴雨的位置與時間很好的對應。

圖3 11日20時500hPa

圖4 12日08時500hPa

圖5 11日20時850hPa

圖6 12日05時地面氣壓場和地面天氣現象

2.地面資料分析。本次降水過程地面受華北低壓影響（圖6），12日02時華北低壓開始明顯加強，并且盤山處于低壓內部，有利于降水的形成。

（三）探空資料分析

分析沈陽站2011年6月11日20時和6月12日08時的溫度-對數壓力圖（圖7、圖8）可以看出，在11日20時沈陽上空存在不穩定能量，到12日08時不穩定能量經過釋放，已經不太明顯，不穩定能量釋放時段和全省降水時段相吻合[4]。表1中沈陽站兩個時段的SI指數、K指數和Cape的對比可以看出，11日20時到12日08時存在不穩定能量釋放，對降水比較有利。

表16月11日20時和12日08時物理指標對比

（四)物理量分析

圖7 54342站6月11日20時Tlogp圖

圖8 54342站6月11日20時Tlogp圖

1.動力條件。產生暴雨，需要具備動力觸發條件[5-6]。從6月11日500hPa渦度場和垂直速度場上可以看出，11日20時遼寧西部和內蒙東部有一正渦度大值區，中心值+40×106· S-1，到12日08時正渦度中心向東移動，并加強，位于遼寧東部，中心值已經加強到+60×106·S-1，而此時盤山地區正好處于正渦度中心移動路徑上。從渦度的因素上分析，該暴雨反而發生、發展與消退期間具有典型的低空輻合（正渦度）、高空輻散（負渦度）的動力結構，為此次暴雨提供動力條件。同時，盤山地區的垂直速度在0～-20×10-3hPa·s-1之間，有強烈的上升運動（見圖9、圖10、圖11），說明上升運動的發展趨勢與降水發生的趨勢的一致性。

圖9 11日20時500hPa渦度

圖10 12日08時500hPa渦度場

圖11 11日20時500垂直速度場

2.熱力條件。大氣的穩定度進行分析，使用對流層850hPa與700hPa位溫差，6月12日08時，大氣低層盤山地區為高能區[7]，并且se隨高度增加而降低，由近地層到高層，se隨高度增加而減小，即低層大氣的位溫大于高層大氣的位溫，當低層氣團被抬升至高層時，周圍溫度小于本身，氣團將繼續受到向上的加速度而繼續向上抬升，因此暴雨發生期間該地區的大氣就處于不穩定狀態。這說明存在大氣層結對流不穩定（見圖12、圖13）。

圖12 12日08時850hPaθse

圖13 12日08時925hPaθse

3.水汽條件。充足的水汽是產生暴雨的必要條件，暴雨的產生必須有充足的水汽輸送，水汽通量脊表示水汽輸送強度。從11日20時水汽通量散度場[8]分析圖上可以看出（圖14、圖15、圖16），盤山地區在低層存在水輻合區，水汽輻合使上升氣流加強，促使水汽在垂直方向上的交換，有利于暴雨的形成。水汽通量的高值區建立的是由渤海延伸到遼寧境內的水汽通道，有利于遼寧水汽的堆積，為暴雨的產生準備了充足的水汽條件；另外，從風向分析可看出，此次過程中低層一直維持一個南北向的水汽通量大值區域，說明有源源不斷的水汽向遼寧省輸送，為暴雨的產生提供了豐富的水汽條件。并且從水汽通量散度場上看，盤山地區，在暴雨生成時始終為負值輻合區，雨暴雨的生成時間與位置都相吻合。

圖14 11日20時925 hPa水汽通量散度

圖15 11日20時850hPa水汽通量散度

圖16 11日20時500hPa水汽通量散度

綜上分析，從降水前開始，盤山地區500hPa高空就出現上升運動，且伴隨暴雨的發展，給此次降水提供了垂直運動條件，低層正渦度高層負渦度為暴雨的產生提供了有力的動力條件。中低層強的正渦度中心，垂直速度方面有較強的上升運動，存在大氣層結對流不穩定，水汽在低層輻合，從物理量診斷分析上可以看出，氣象條件有利于暴雨的形成。

（五）中尺度分析

1.形式場分析。分析11日20時的高空觀測資料（圖17），可以看出，11日20時500hPa高空槽位于內蒙東部與遼寧西部相接地區，槽前冷空氣下滑，500hPa冷槽位于遼寧西部。夜間高空槽東移劃過盤山地區。850hPa除遼寧南部及東部部分地區外，存在明顯濕區。切變線位于遼寧中部，一直延伸到山東與河北兩省交界處，夜間影響盤山地區。另從山東半島南部到遼寧渤海灣地區存在一顯著流線，為本次降水提供水汽輸送。出現在對流層低層、風速最大值達12m/s以上的強風區，通常稱為低空急流[9]。低空急流一般在850hPa或700hPa層上最明顯，在其附近風的水平和垂直切變很強。低空急流不但為暴雨輸送了充足的水汽，并且促使垂直環流的產生和發展，有利于對流天氣的加強，也是暴雨產生的不可缺少的主要條件。

圖17 11日20時高空探測資料

2.衛星云圖分析。從衛星云圖的演變情況來看（圖18），本次降水受東移短波槽影響，短波槽在11日20時逐漸影響遼寧西部，進入遼寧后東移較快，11日夜間到12日凌晨，高空槽移動到遼寧中部，盤山位于高空槽前。主要降水集中在遼寧西部和中東部地區，盤山受其影響，北部地區降水量較大，在本站出現暴雨。

圖18 2011年6月12日衛星云圖

圖19 6月11日20時至12日10時盤山站降水量和風向隨時間變化

3.自動站氣象要素特征。通過分析11日20時到12日10時，盤山站的降水量與風向變化圖（圖19），可以看出，在降水強度集中的時段，盤山站存在明顯的風向切變，這和前面分析的地面形式場變化相對應。另降水期間可以從盤山地區的加密自動站上可以看出，地面存在明顯的氣旋型切邊[10]，存在上升運動，對本次局地強降水的產生有利。

4.地形作用簡析。盤山位于遼河下游入海口，西鄰渤海灣，全縣屬于沉積性退海平原，地勢平坦，多水無山，空氣濕度較大，水汽條件較好，下墊面平整有利于水氣輸送，為盤山地區暴雨的出現創造了很好的地形條件。

三、結論

此次暴雨主要受短波槽影響，短波槽移動速度和位置是主要著眼點。強降水開始時間和落區是本次預報的難點。東北地區高空從高層至低層一致的深厚的低值系統，暴雨發生前后盤山地區的大氣層結是不穩定的，故加上暴雨生成的水汽和垂直運動條件為造成此次暴雨的必要條件[11]。渦度、散度、垂直速度的配置也造成了從低空到高空的深厚的上升運動，為降水進一步提供了動力條件，再加上充足的水汽條件，低層不穩定能量的釋放，使暴雨的發生成為必然。暴雨出現前，與強降水相對應的區域內，對流層存在著中尺度氣旋時環流和中尺度輻合系統，而在高層分布著中尺度反氣旋式環流和中尺度輻散系統。地面中尺度反氣旋式環流和中尺度切變線的演變發展對暴雨對流系統的發生具有密切聯系。此外，盤山所處的地理位置也是一個不容忽視的因素，盤山地勢平坦，處于遼西丘陵與千山山脈之間，造成一種狹管效應，使得本地水汽集中、能量集中，為暴雨產生提供另一有利條件。

[1]朱乾根，林錦瑞，壽紹文等.天氣學原理和方法[M].北京氣象出版社.2000：201.

[2]于德華，王樹雄.2007年8月大連地區一次暴雨過程特征分析[J]氣象與環境學報.2008:19-23.

[3]鄭秀雅，張廷治，白人海.東北暴雨[M].北京：氣象出版社.1992:90.

[4]丁一匯.天氣動力學中的診斷分析方法[M].北京：科學出版社.1989:36.

[5]壽亦萱，徐建民.東北暴雨中尺度對流系統研究[J].氣象學報.200765（2）：160-170.

[6]壽紹文，勵申申，王善華,等.天氣分析[M].北京氣象出版社,2002:17.

（編輯：魏翔）

S161.6

A

1673-9019(2016)14-0044-04

2016-04-27

王昊（1977-），男，遼寧盤山人，工程師，主要從事公共氣象服務，氣象信息保障工作。