李玫潔
包頭市氣象局 內蒙古包頭 014030
中國氣象上規定,24小時降水量為50毫米或以上的強降雨稱為“暴雨”。受高空槽及副高共同影響,2018年7月19日至20日及7月23日至24日包頭市出現了兩次暴雨天氣過程(以下簡稱“7·19”和“7·23”過程),給交通運輸和設施農業及人民生命財產安全帶來嚴重影響。本文利用MICAPS資料,從高空環流、地面氣壓場、風場、物理量場、衛星云圖等方面對這兩次暴雨天氣進行了分析,以期為暴雨天氣預報提供參考依[1]。
“7·19”過程包頭出現大暴雨(100-249.9毫米)6個站,暴雨(50-99.9毫米)40個站,最大降水量出現在固陽縣楊六圪卜降水量為175.3毫米,最大雨強出現在固陽縣楊六圪卜(19日07-08時84.7毫米/小時)。“7·23”過程包頭出現大暴雨(100-249.9毫米)5個站,暴雨(50-99.9毫米)21個站,最大降水量出現在固陽縣趙碾房村降水量為120.7毫米,最大雨強出現在石拐區腦包溝村(23日16-17時53.5毫米/小時)。
分析比較兩次暴雨過程可以看出:兩次暴雨天氣多出現在包頭市中部及偏南地區。“7·19”暴雨天氣范圍更大,雨強強,降雨急、歷時相對短(10小時);“7·23”雨強相對弱、持續時間長(24小時)。(圖 1(a)(b))

圖1 2018年7月18日20時至20日08時(a)7月22日20時至24日08時(b)國家站逐小時降水量圖
包頭市地理坐標 為109°50′E-111°25′E、41°20′N-42°40′N,位于蒙古高原南端,南濱黃河,陰山山脈橫貫其中部,形成北部高原、中部山地、南部平原的中間高,南北低,西高東低的地勢,而迎風坡的地形更有利于降水的產生。
對200hPa、500hPa 和700hPa三層等壓面圖進行對比分析,可以看出兩次過程的不同點為:“7·19”高空急流范圍小,位置靠北且移動迅速;副高西伸北抬明顯且穩定少動;低層有明顯低空急流配合人字形切變。“7·23”高空急流范圍更大,位置更靠近包頭市且移動緩慢;副高較“7·19”雖東退迅速但更加北抬,下游有明顯阻塞形勢。兩次過程相比,“7·19”的水汽條件、不穩定層結條件及輻合上升條件均好于“7·23”,這也是“7·19”過程雨急時短而“7·23”過程雨緩時長的原因。
對比兩次過程,都為西南地區低壓北上東移發展,包頭市處于地面倒槽頂部或低壓的控制中,地面倒槽輻合上升作用明顯,為降水的產生提供了上升運動條件。
比較兩次過程的水汽通量散度場,可以看出:在降水集中時段,“7·19”有中心為-26,伸展高度至400hPa的負值大值區存在,而“7·23”不論從中心數值還是伸展高度均不如“7·19”,這使得“7·19”的水汽聚集和上升運動均更為強烈。比較兩次過程的比濕場,也可看出“7·23”水汽條件不如“7·19”過程。
在降水強盛時段,整層散度場均有低層為負、高層為正的散度場大值區,負值大值區伸展到500hPa高度,說明整層上升運動強烈,利于水汽及不穩定能量向上傳送,使得降水更加劇烈。而“7·19”負值中心值為-27,大于“7·23”的-21,說明“7·19”輻合上升運動更強烈。
從衛星云圖看(圖略),兩次過程均有較強的降水云系不斷自西南向東北方向發展移動,且云系加強并維持的時段與降水主要集中時段相一致。不同處在于“7·19”為兩條對流云帶合并;而“7·23”降水是在深厚的暖平流下發生。
兩次過程相同點為:高空槽東移配合地面倒槽發展為主要天氣形勢,副高西伸北抬輸送水汽為暴雨的產生提供水汽條件,高空急流入口區右側強盛的輻散抽吸作用為高低層能量相交換提供一定條件;迎風坡及山地的地勢條件也為暴雨產生提供一定的上升運動條件。兩次過程的不同點為:“7·19”過程降水集中,主要是由于高低空急流耦合作用明顯,低空切變線配合低空急流輻合上升運動明顯,另外配合低空急流的偏南水汽不斷輸送而造成的;而“7·23”過程降水時間長,雖然沒有明顯高低空耦合,但副高不斷北抬形成東高西低的阻塞形勢使得系統移動緩慢,從而造成此次暴雨的產生。在今后的預報中,應注意副熱帶高壓配合西風槽的天氣形勢,從而更好地預報預警暴雨天氣。