2013年8月16—17日本溪地區暴雨天氣特征分析

于天寵++崔曜鵬++曲驊倩++孫飛馳

摘要 利用常規天氣資料以及常規觀測數據，從環流形勢、影響系統、中尺度天氣和物理量場等方面，對2013年8月16—17日本溪地區發生的一次暴雨天氣過程的發生機制、過程特征進行了初步診斷分析。結果表明，環流形勢中高層在中緯度以西風帶急流以及急流上的短波槽和副熱帶高壓相結合為主，副高西伸穩定維持并形成閉合環流，東部日本海上副高形成阻塞形勢，有利于槽前暖濕氣流東北上和降水時間延長，副高與西風帶急流之間形成較強的能量鋒區，斜壓擾動作用下轉化為動能，激發為強烈的上升運動，從而產生暴雨天氣。中尺度分析中可以得出，前期500 hPa一直有一干冷區域維持在降水區上游，伴隨著急流軸的方向帶來強大的干冷空氣；850 hPa大范圍的顯著濕區以及準飽和區，配合受熱帶系統而形成的暖脊，為降水區提供了深厚的暖濕條件。在今后的預報中，應在大尺度分析的基礎上加強中尺度系統的分析和訂正，對本地區的暴雨預報有很好的指示意義。

關鍵詞 持續性暴雨；環流形勢；天氣特征；中尺度分析；遼寧本溪；2013年8月16—17日

中圖分類號 P467 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）24-0209-02

遼寧省是一個多暴雨的地區，特別是東部山區，最多41站次，平均9.17站次，最長持續時間72 h；平均30.4 h。2013年8月16—17日，受蒙古氣旋與華北倒槽共同影響，8月16日8：00至17日8：00本溪市普降暴雨，局部大暴雨。平均降水量：全市70 mm，市區76 mm，本溪縣64 mm，桓仁縣69 mm；最大降雨出現在本溪縣連山關鎮，為135 mm。本次過程持續時間長，以不穩定降水為主，降水時段強度較大。

通過歷史經驗分析，穩定的大尺度天氣形勢、充足的水汽、對流不穩定能量的積累及釋放是持久性暴雨產生的3 個主要物理條件[1-3]。暴雨是多尺度天氣系統相互作用的產物，大尺度環流為暴雨提供有利的背景，中尺度系統是產生暴雨的直接因素之一，許多學者對其進行過深入研究[4]。由于此次暴雨強度大、局地性強，并伴有雷暴，對人民生活造成了嚴重影響。本文根據環流形勢、影響系統和中尺度等方面，對2013年8月16—17日本溪地區發生的一次暴雨天氣過程的發生機制、過程特征進行了初步診斷分析，基本得出本地區暴雨的預報著眼點，為今后的預報業務提供了一定的經驗積累和指示意義。

1 資料與方法

利用數值產品、高空圖、地面圖、物理量場、衛星云圖、常規觀測資料對此次過程進行天氣尺度分析、中尺度分析和物理量場分析。

2 結果與分析

2.1 天氣尺度系統分析

2.1.1 500 hPa環流背景高空形勢。16日8：00受到副熱帶高壓西伸加強的影響，位于上方的等高線較為平直，在副高邊緣西藏至內蒙古與遼寧交界形成比較強的急流。位于貝湖地區的冷渦加強發展，其后部不斷有冷空氣南下影響我國，下部的短波槽不斷發生發展。短波槽已經生成2支，位于內蒙古中部的已經開始影響遼寧西部。同時，受南海熱帶系統臺風“尤特”影響，副熱帶高壓北抬穩定維持，并在我國中部和東部形成閉合環流，在日本海附近副高穩定少動，與西風帶高壓脊同位相疊加形成阻塞形勢，16日20：00原位于遼寧省西北的槽已經快速東移出我國來到朝鮮北部，本溪市受到槽后西北氣流控制，在遼寧中部偏東有一明顯的輻射區。西風急流軸已東移加強影響遼寧省，配合冷渦底部偏西氣流使得冷空氣不斷侵入遼寧，位于我國中部的副高受到南海熱帶系統“尤特”的影響繼而緩慢東移加強，其東部到達山東半島，日本海上副高繼續穩定維持形成阻塞形式。到17日8：00，副高穩定維持，受到西風帶急流影響，不斷有短波槽移動影響本溪市，急流偏北上延伸下方的出口處正位于遼寧東部山區。17日20：00位于貝加爾湖的冷渦已經東移北上，其中心已經移出我國，西風帶急流上的短波槽持續影響本溪市，副高穩定維持，本溪市在19：00左右出現一次強降水天氣過程，但維持時間不長，隨著高空槽的快速東移，降水基本結束。

2.1.2 850 hPa環流背景高空形勢。在850 hPa高空圖上，16日8：00遼寧省處在高壓后部西南氣流控制下，內蒙古中部地區的切變沿副高脊線東移北上發展，內蒙古與遼寧交界的暖切變和內蒙與吉林交界的冷切變形成相互牽制，暖切變已經影響遼寧省西部，配合來自副高暖中心地區的西南急流形成降水區，受到高空西風帶急流影響，降水區不斷東移南下影響遼寧全境。16日20：00內蒙古暖切變受副高影響，繼續東移南下影響遼寧與其前部的偏南急流之間形成了強降水區，而這個降水區正好位于遼寧東部山區，強暖濕區的偏南急流為此次過程提供了有力的動力條件和充足的水汽條件。到17日8：00，隨著熱帶系統的北移西挺以及副高外圍的西南氣流的引導作用，暖濕區已經影響本溪市。位于渤海灣切變南下對本溪市無影響。17日20：00，由于冷渦后部的不穩定性以及高空西風帶急流的引導作用，在本溪市上空快速生成一切變，維持時間不長，降水結束之后，本次天氣過程基本結束。

2.1.3 地面形勢。8月16日8：00海平面氣壓場上，中心位于內蒙古中部的低壓維持并發展，與來自南海的熱帶系統相互影響，受低空急流的引導作用形成一個強的水汽輸送帶。遼寧省正受低壓前部西南氣流控制，在日本海附近為高值區，并穩定維持。8月16日20：00海平面氣壓場上，在熱帶氣旋北上發展和副高穩定持續影響下，位于內蒙古中部的低壓迅速東移北上，日本海高壓穩定維持，不僅使降水的落區穩定在遼寧省，而且其后部穩定的偏南風，形成穩定的水汽輸送帶，源源不斷把來自西太平的水汽輸送到遼寧省。而8月17日8：00海平面氣壓場上，中心已經移到黑龍江東北部的低壓系統繼續穩定少動，來自南海的熱帶系統隨著西南氣流對遼寧省繼續提供穩定的水汽條件，而受到西太平洋上另一熱帶系統北上影響，日本海高壓也逐漸東退。

2.2 中尺度天氣分析

8月16日20：00，高空500 hPa有一中心溫度露點差44 ℃的干區位于遼寧大部分地區，自西向東沿內蒙古至遼寧有一急流軸，在急流軸上不斷有冷空氣沿急流方向影響其過境區域；低空850 hPa遼寧全境處在露點穩定>12 ℃的顯著濕區中，而遼寧北部東部更是處在溫度露點差<1 ℃的準飽和區內，在遼寧中部有溫度脊穩定維持，這樣高層干冷、底層暖濕的配置，極利于強對流天氣的發生。17日8：00，高空500 hPa急流軸向北移動，冷槽劃過遼寧省影響本溪市，其后部的強干冷區在內蒙古建立；低空850 hPa遼寧全境處在露點穩定>12 ℃的顯著濕區中。17日20：00，高空500 hPa急流軸繼續穩定維持，位置對于本溪市而言較偏北，但此時遼寧處在干冷區域內，貝加爾湖不斷有冷空氣沿急流軸下滑影響遼寧省；低空850 hPa遼寧全境處在露點穩定>12 ℃的顯著濕區中，此時本溪市處在溫度露點差<1 ℃的準飽和區域內，而上一時次的溫度脊已經影響本溪市。這樣的高低空配置，使不穩定性加強，發生對流性天氣的概率很大，而通過實況驗證，本溪市在17日19：00發生了雷雨大風短時強降水的對流性天氣。

2.3 物理量場分析

8月16日8：00，遼寧省大部分K指數>36 ℃，水汽比較飽和，為強降水的發生提供了有力保障；而16日20：00，本溪市CAPE（對流有效位能）>300 J/kg，對流潛式基本形成，不穩定能量較強。8月17日8：00，本溪市西部處在K指數>36 ℃的區域內，水汽條件較好；17日20：00，本溪市CPAE（對流有效位能）>300 J/kg，同樣為對流性天氣的發生提供了有利的環境場。

從16日8：00開始底層強輔合抬升高層強輻射抽吸開始建立，這樣的配置一直持續到17日8：00，強降水也主要集中在這個時段。高層的輻散有利于動力抽吸作用增強，使得次級環流加強，有利于低層上升運動的增強和維持，使得降水加強并繼續維持。從16日14：00開始，底層氣旋性旋轉加強，高層反氣旋性旋轉同樣開始加強，動力條件配置逐漸建立，形成的原因主要就是高低空急流的相互影響和制衡，為強降水的發生發展提供了有力的動力條件。

3 結論與討論

500 hPa中緯度以西風帶急流以及急流上的短波槽和副熱帶高壓相結合為主，副高西伸穩定維持并形成閉合環流，東部日本海上副高形成阻塞形勢，有利于槽前暖濕氣流東北上和降水時間延長，副高與西風帶急流之間形成較強的能量鋒區，斜壓擾動作用下轉化為動能，激發為強烈的上升運動，從而產生暴雨天氣。

850 hPa低空風速帶并不強烈，但由于高空副高的穩定及西風帶急流的引導作用，還是為暴雨的產生提供了所需要的大量水汽，同時也為暴雨的發生提供大量的不穩定能量。850 hPa低空切變東移南下，其右側有強烈上升運動。

中尺度分析中可以得出前期500 hPa一直有一比較干冷的區域維持在降水區上游，伴隨著急流軸的方向帶來強大的干冷空氣；850 hPa大范圍的顯著濕區以及準飽和區，配合受熱帶系統而形成的暖脊，為降水區提供了深厚的暖濕條件。

在今后的預報中，應在大尺度分析的基礎上，加強中尺度系統的分析、訂正以及衛星云圖的研究，加強對數值預報的物理量診斷分析技術。

4 參考文獻

[1] 李曉利，鄭榮玉，嚴珠琴.陜西中南部一次持續性暴雨天氣過程分析[J].安徽農業科學，2016，44（8）：243-246.

[2] 肖光梁，蔣大凱，王瀛，等.遼寧撫順地區“8.16”特大暴雨水汽特征分析[J].氣象與環境預報，2015，31（3）：1-6.

[3] 丁一匯.暴雨和中尺度氣象學問[J].氣象學報，1994，52（3）：274-283.

[4] 閻琦，孫欣，喬小湜.“20110730”遼寧大暴雨過程分析[J].氣象與環境學報，2013，29（5）：6-11.