德惠市氣候影響評價

楊晶華+張云飛

摘 要：本文利用常規氣象資料、地面加密自動站資料對2016年7月21—23日丹東區域暴雨過程的天氣實況、環流形勢、物理量診斷進行分析表明：本次暴雨發生發展受500hPa高空槽，低空急流，地面輻合線等共同作用，丹東維持強烈的上升運動和強的水汽輻合，同時副高和下游高壓脊打通，形成明顯的阻塞形勢，增長了降水的持續時間。低層和超低空的急流使得本地有強烈的水汽輻合，同時在高低空急流的共同作用下，強烈的上升運動發展并維持，最終導致本次暴雨。

關鍵詞：過程分析；暴雨；低空急流；暖區降水

中圖分類號：S16 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170431071

1 降雨實況

2016年7月20—23日，華北到遼寧大部地區出現大范圍的暴雨天氣過程（圖1），丹東境內大部分觀測站出現暴雨到大暴雨，強降水主要出現在21—22日，雨帶自南向北推進。國家級考核站中最大降水量出現在寬甸，23日08：00過去24h雨量達到158mm，其次為鳳城，22日08：00過去24h雨量為147mm，此次降雨過程范圍廣，強度大，是丹東2016年入汛以來的最強降水過程。

2 大尺度環流背景

暴雨的形成，總是出現在有利的大尺度環流背景下，因為有利的環流形勢為暴雨形成提供了必要的水汽條件和垂直運動條件。此次降水過程前期主要受500hPa華北低渦的影響，20—21日白天，華北低渦位置穩定，強度減弱，丹東處于低渦東北象限，垂直運動弱，降水以小雨為主，分布均勻。21日之后，減弱后的華北冷槽和貝湖一帶的冷槽合并加強，槽前西南風風速增加，丹東處于合并后冷槽前部，垂直運動明顯增強，丹東降水強度加大，大部地區出現暴雨。此次降水中，西太平洋副熱帶高壓呈塊狀分布，丹東一直位于584線外圍，21日，副高與東北一帶的高壓脊合并，形成明顯的阻塞形勢，導致高空槽移速減慢，使丹東降水時間較長。

此次強降水過程中，低空850hPa一直有偏南風大風速帶存在，20日白天丹東偏南風速在8m/s左右，低空南風急流主要位于北京到江南一帶，低空急流前部的輻合區主要位于華北，此時丹東雨勢不大。21日白天之后，低空急流北抬，丹東偏南風風速增大到16m/s以上，達到低空急流強度，且處于低空急流的出口區左側，有明顯的濕空氣輻合和強烈的上升運動，大的降水出現。

地面圖上，與華北低渦對應，地面為氣旋控制，氣旋強度在20日白天最強，之后逐漸減弱為低壓倒槽并東北上，丹東一直處于倒槽的頂前部，地面圖上有明顯的偏東北風和偏南風的輻合線，并且由于東南風的從海上輸送水汽，丹東附近近地面溫度露點差小于2℃，比濕達到16～18g/kg，空氣近乎飽和，空氣濕度大，這為暴雨的發生提供了充足的水汽條件。

從暴雨發生的高低空系統配合可以看出，本次暴雨發生的有利的環流形勢如下：500hPa高空槽前，地面倒槽前部明顯的地面輻合線，850hPa低空急流左前側，200hPa高空急流的分流區，上下層系統在丹東上空呈近乎垂直的分布，造成強烈的上升運動發展。低空和超低空存在低空急流和東南風大風速帶，源源不斷的從海上輸送水汽，地形和地面輻合線使水汽明顯的輻合，低層比濕達到16g/kg以上，濕層較為深厚，為暴雨提供充足水汽。下游高壓脊的阻擋使系統移動緩慢，降水時間長，也是產生暴雨的重要原因。

3 物理量分析

3.1 水汽條件

從低層水汽通量的水平分布圖看出，從20日開始，低空急流將華東和渤海的濕氣流不斷的向遼寧地區輸送，到21日20：00，遼寧東部925hPa水汽通量的值達到24g/hPa·cm·s，水汽通量較20日白天增加了10g/hPa·cm·s以上，低層增濕明顯。從同時次水汽通量散度的分布看，遼寧和山東大部地區有明顯的水汽通量輻合，最強的中心值達到30×10-6g/hPa·cm2s以上，這主要是由于低空急流左側的風速輻合和低空切變線風向輻合共同作用形成的。強的水汽輸送和水汽輻合，為丹東強降水提供的充足的水汽條件。

3.2 垂直運動條件

作出丹東附近上空散度的剖面圖，可以看出，從20日夜間開始，低層風的輻合逐漸增強，強輻合中心在700hPa附近，中心值達到-1.6×10-5/s，500hPa以上為輻散區，最強輻散中心在200hPa，強中心值達到4×10-5/s，這與高空急流有很大的關系。21—22日白天，低層一直維持較強的輻合，中層為近無輻散層。23日之后，輻散區層次降低，下沉運動逐漸入侵到低層，降水減弱并快速結束。從高低空散度的配合看，在暴雨發生前和發生時，低層輻合和高層輻散都較強，產生強烈的上升運動，在暴雨發生后，輻散區從高空擴展到低層，以下沉運動為主。

3.3 層結條件

通過分析丹東站的Tlogp圖（圖5）可以看出，這次暴雨過程中，由于低空急流的建立，500hPa以下一直維持強勁的南風，暖平流層次高，中層冷空氣較弱，抬升凝結高度較低，接近地面，暖云層深厚。80%以上相對濕度的濕層擴展到400hPa以上，濕層深厚，非常有利于出現強降水，而不利于出現雷雨大風和冰雹等強對流天氣。從表1也可以看出，在整個暴雨過程中，對流有效位能并不大，變化幅度也較小，反而對流抑制能量要大于對流有效位能。沙氏指數在強降水出現時段一直在0℃左右，明顯小于降水出現之前，表明大氣還是處在一種不穩定狀態，而k指數的變化尤為明顯，在20日白天，k指數在25℃，21日和22日k指數一直在37℃以上，且丹東一直處于k指數高值舌的右前部，在地面輻合線的抬升作用下，極易產生暴雨。

4 小結與思考

本次強降水過程，降水強度大，范圍分布廣，持續時間長，是入汛以來最強的降水過程。本次暴雨發生發展受500hPa高空槽，低空急流，地面輻合線等共同作用，丹東維持強烈的上升運動和強的水汽輻合，同時副高和下游高壓脊打通，形成明顯的阻塞形勢，增長了降水的持續時間。

分析本次暴雨過程中的物理量可知，丹東低層和超低空的急流使得本地有強烈的水汽輻合，同時在高低空急流的共同作用下，強烈的上升運動發展并維持。本次過程雖然沒有較大的對流有效位能，但k指數在降雨過程中一直維持在37℃以上，表明大氣仍然是不穩定的狀態，而這種不穩定主要是由于上下層濕度的差異造成的。

從預報角度來看，本此暴雨的環流形勢和物理量配置滿足暴雨出現的條件，但對暴雨總量的預報偏小，可能是因為本次主要是暖云區降水，對于暖云降水的增強作用考慮不足。另外，本次暴雨的出現與低空急流和超低空急流的脈動有很大的關系，因此要充分思考低空急流和超低空急流對暴雨的重要作用。