2017年6月河北強(qiáng)對流天氣過程分析

吳 陽，唐麗彬

（寬城滿族自治縣氣象局，河北 承德 067600）

河北省地處我國華北地區(qū)、漳河以北，東面瀕臨渤海，境內(nèi)地形地貌復(fù)雜多樣，兼有高原、山地、丘陵、盆地和平原。河北省屬于溫帶大陸性季節(jié)氣候，四季分明，其中年平均降水量484.5mm，一年中降水量集中在6-9月，汛期降水頻繁，局地性暴雨時有發(fā)生，遇暴雨等強(qiáng)對流天氣，突發(fā)性搶、來勢猛且降水時間集中，可預(yù)報時效較短，預(yù)報工作難度較大。強(qiáng)對流性天氣對人民生命財產(chǎn)安全、城市功能、環(huán)境與資源等造成較大程度的破壞，給市民正常生活、城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展帶來一定影響。受冷渦影響，2017年6月下旬初，張家口東部、承德、保定、廊坊、唐山西部和北部、石家莊、邢臺北部、滄州、衡水出現(xiàn)暴雨，局部大暴雨，降雨時局地伴有冰雹、短歷時強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣。文章針對此次強(qiáng)降雨天氣過程進(jìn)行分析，旨在為做好強(qiáng)對流天氣預(yù)報分析提供參考。

1 強(qiáng)對流天氣過程及影響

2017年6月21～23日河北省平均降雨量43mm。降雨量分布在唐山、保定、衡水三市大部，承德西南部，廊坊中北部，滄州、石家莊、邢臺、邯鄲四市局部降雨超過50mm。其中承德、唐山、保定三市局部降雨超過100 mm，其他地區(qū)降雨量一般不足50mm。據(jù)統(tǒng)計，降雨量超過25mm的籠罩面積14.6萬km2，超過50 mm的籠罩面積6.8萬km2，超過100mm的籠罩面積5100km2。最大點雨量為興隆縣王坪石207mm。

此次降水過程持續(xù)時間長，降水強(qiáng)度較大，對流天氣強(qiáng)，受降雨影響，部分河道出現(xiàn)明顯漲水過程。北三河水系潮白河趕水壩站（香河縣）21日21時最大過水流量1507m3/s，青龍灣減河土門樓站（香河縣）22日8時過水流量1127 m3/s；大清河水系胭脂河新房站（阜平縣）21日20時20分最大流量57.7m3/s，其他河道水勢平穩(wěn)。6月22日8時，全省大、中型水庫總蓄水量32.94億m3，比常年同期多蓄水14.21億m3。

2 環(huán)流形勢

6月21日20時，500 hPa高空亞歐大陸中高緯度地區(qū)表現(xiàn)出了“兩槽一脊”型，強(qiáng)大的阻塞高壓控制著貝加爾湖一帶，深厚冷渦對我國華北地區(qū)造生影響，冷中心溫度為-14℃，冷渦中心高空階梯槽落后于溫度槽，在冷渦作用下槽后大量冷空氣開始向南方地區(qū)入侵，并繼續(xù)對長江中下游地區(qū)產(chǎn)生影響。中低緯度地區(qū)副熱帶高壓呈東西帶狀分布，588線位于河北省南部地區(qū)，北側(cè)形成較大的氣壓梯度，西南氣流發(fā)展較為旺盛。同時，副熱帶高壓西側(cè)短波槽不斷東移，中低層處西南急流快速發(fā)展起來，河北省東部地區(qū)出現(xiàn)了暖式切變生長，地面形勢場上有低壓發(fā)生發(fā)展。22日08時，副熱帶高壓繼續(xù)維持少動，短波槽在東移過程中，不斷在上游地區(qū)生成新的短波槽，低空急流逐漸加強(qiáng)并北抬，850hPa風(fēng)速為20m/s左右，河北省北部地區(qū)有冷暖空氣交匯逐漸形成東北—西南走向的切變線。隨后副熱帶高壓有所東退，上游短波槽不斷從河北南部地區(qū)移出，700 hPa和850 hPa切變線轉(zhuǎn)為東西走向，850 hPa急流強(qiáng)度加強(qiáng)且在河北中部地區(qū)形成出口區(qū)，地面場上低壓發(fā)展東移，在有利的天氣背景下，河北省出現(xiàn)持續(xù)強(qiáng)降雨，并在22日形成較強(qiáng)的強(qiáng)對流天氣過程。

3 物理量場診斷分析

3.1 水汽條件

21日20時850 hPa露點溫度場上，河北省南部地區(qū)上空850hPa低空處露點溫度處于12～16℃，水汽源源不斷進(jìn)行補(bǔ)充以及擾動的共同作用促進(jìn)了強(qiáng)降雨天氣的出現(xiàn)。22日08時河北省上空850hPa和500hPa處的溫度露點差在0～4℃之間，河北大部分地區(qū)上空具備充足的水汽條件，對于強(qiáng)降水天氣的出現(xiàn)較為有利。結(jié)合21日20時850 hPa比濕場，南部地區(qū)的比濕梯度場方向恰好同風(fēng)向相反，水汽輸送有利于強(qiáng)降水天氣的出現(xiàn)，一直到22日20時，河北省大部分地區(qū)上空850 hPa的比濕數(shù)值在12g/kg以上，尤其東北部地區(qū)，出現(xiàn)較強(qiáng)降水。

結(jié)合22日08時850hPa水汽通量散度場，有強(qiáng)的水汽通量輻合中心出現(xiàn)在華北地區(qū)，在低空風(fēng)切變的作用下南方水汽不斷向華北地區(qū)輸送，華南地區(qū)上空存在1個更強(qiáng)的水汽輻合中心，使得水汽輸送較強(qiáng)，支持長時間大范圍的降水，也是此次河北省暴雨天氣持續(xù)的主要原因。之后隨著低渦的移動降水落區(qū)也在發(fā)生變化，河北省強(qiáng)降雨天氣過程逐漸消弱并結(jié)束。

3.2 動力條件

對這次河北省出現(xiàn)的冷渦降雨來說，冷渦中心附近的強(qiáng)對流活動有很大的優(yōu)勢存在，在溫度平流和渦度平流共同作用下，上升速度不斷加強(qiáng)發(fā)展。結(jié)合21日20時850hPa溫度平流場，河北省北部主要以溫度平流為主，對不穩(wěn)定能量的產(chǎn)生提供了有利條件。22日08時，850 hPa低空處逐漸由負(fù)渦度轉(zhuǎn)為正渦度并與出現(xiàn)強(qiáng)對流降水的區(qū)域正好對應(yīng)。850、700和500hPa垂直速度場上，河北省上空上升區(qū)域的邊緣位置同上升氣流始終保持一致，上升速度達(dá)到了-2～-5 hPa/s，有利于水汽輸送和高低空的能量交換。結(jié)合22日08時不同高空處的垂直速度場，上升運動強(qiáng)度有所下降，850hPa低空處上升運動基本停止，這正好對應(yīng)了主要降水時段。

3.3 熱力條件

結(jié)合K指數(shù)和SI指數(shù)開展分析，22日08時K指數(shù)由河北東北部逐漸向西北部地區(qū)增大，西部地區(qū)的K指數(shù)大都超過了30℃，SI指數(shù)從東部到西部地區(qū)逐漸減小，河北省大部分地區(qū)SI指數(shù)均在0℃以下，是強(qiáng)對流天氣出現(xiàn)的有利條件。當(dāng)SI指數(shù)在0℃以上時，即使產(chǎn)生大量的不穩(wěn)定能量，但也不足以促進(jìn)對流天氣發(fā)生。同時，由于河北省大部分地區(qū)上空開始僅存在著較小的不穩(wěn)定能量，而且暖濕空氣不夠強(qiáng)，在迅速釋放不穩(wěn)定能量產(chǎn)生降雨后，位勢不穩(wěn)定層結(jié)開始重新加強(qiáng)建立，造成22日出現(xiàn)了強(qiáng)對流天氣。

4 結(jié)語

①22日08時，副熱帶高壓穩(wěn)定維持，有短波槽不斷東移，河北省上游地區(qū)生成新的短波槽，低空急流不斷加強(qiáng)，并逐漸向北抬升，隨后副熱帶高壓東退，700 hPa和850 hPa切變線呈現(xiàn)東西走向，850 hPa急流強(qiáng)度加強(qiáng)且在河北省中部地區(qū)形成出口區(qū)，地面場上低壓發(fā)展東移，河北省在之前強(qiáng)降雨過程中，又出現(xiàn)了強(qiáng)對流天氣。

②22日08時河北省大部分地區(qū)上空850 hPa和500 hPa處的溫度露點差為0～4℃，具備充足的水汽條件，有利于強(qiáng)降水天氣發(fā)生發(fā)展。

③河北省處于上升區(qū)域的邊緣位置處，與上升氣流始終保持一致，上升速度在-2～-5 hPa/s，為水汽輸送和高低空的能量交換提供了有利條件。

④降水前期河北上空不穩(wěn)定能量相對較小，暖濕空氣不夠強(qiáng)，但在不穩(wěn)定能量釋放后，位勢不穩(wěn)定層結(jié)又重新加強(qiáng)建立起來，這也是河北省強(qiáng)降雨過程中出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣的主要原因。