蘇日娜
(內蒙古包頭市氣象局,內蒙古包頭 014030)
2016年6月13日,內蒙古自治區多地迎入汛后最強降雨,西中部普降中到大雨、局地暴雨,同時伴隨強對流天氣,出現雷電、大風和直徑達50 mm的冰雹,由于雨量大、降水急,市區嚴重內澇,造成交通堵塞。16:30-18:00包頭市區、石拐區短時強降水和雷電天氣,引發市區多處路段出現積水,造成交通擁堵,公眾出行嚴重受阻;20:06包頭市石拐五當溝發生洪水,20:12土右旗美岱溝發生洪水,21:20水澗溝發生洪水,強對流天氣未造成人員傷亡。
2.1 高空形勢 13日08:00,500 hPa中緯度為“兩槽一脊”型,西西伯利亞一帶分布有阻塞高壓,蒙古國中東部到我國東北地區分布有橫槽,橫槽內部有東、西低渦中心,我國東部海岸線區域分布有東亞大槽,從貝加爾湖區有持續冷空氣侵入橫槽。14:00,橫槽西邊冷渦氣旋環流形勢更完整,持續東移南壓,成為造成包頭市強對流天氣的主要影響系統——東北冷渦,后端有大量冷空氣侵入,前端和東北冷渦有冷空氣向蒙古國東移,東北冷渦為后傾型。13日晚,500~700 hPa東北冷渦后部冷空氣未入侵包頭市前,包頭市受東北冷渦西北氣流影響,有明顯溫度脊,促使包頭市大部分區域出現雷雨、冰雹和大風天氣。850 hPa有西南和東南暖濕氣流向包頭市輸送水汽,包頭市位于暖舌前端,內蒙古地區分布有冷舌和輻散流場,冷空氣和暖空氣在包頭市西北積聚。700 hPa低渦槽區向東南延伸,槽線從低渦中心南伸到內蒙古,新疆高壓脊向北發展,東北到西北東南向高壓壩穩定少動,對蒙古低渦形成阻擋作用。
2.2 地面形勢 13日14:00地面場上,地面冷鋒在內蒙古到柴達木盆地沿線上,冷鋒位置和高原強輻合流場保持一致,并繼續南壓,包頭市此次強對流天氣是典型冷渦降水,地面要素場上主要表現為高溫、高濕、低壓;17:00地面圖和云圖疊加,冷渦移動速度較慢,強對流云團和冷鋒路徑一致,到23:00才從包頭市移出。
3.1 濕熱條件 分析13日08:00、14:00、20:00低空比濕、相當位溫和水平風場,08:00低空比濕舌幾乎和相當位溫高值舌區重疊,低值區主要在相當位溫高值舌區西邊,同東北方向保持一致。14:00,隨著500 hPa西風槽移動,包頭市受槽后西北風影響,西北方向比濕和相當位溫強度減弱,切變線略朝東南移動,受切變線影響,包頭市出現雷雨、冰雹天氣。受到暖平流影響,西南風和渤海高壓后端的東南風共同在包頭市形成切變線,包頭市境內比濕強度增加。到20:00,切變線繼續東移南壓,西南氣流和東南氣流強度均得到加強,包頭市大部分地區濕度和相當位溫也快速增加。

圖1 2016年6月13日14:00(a)、20:00(b)0~6 km垂直風切變
3.2 垂直風切變 由圖1可看出,13日14:00,包頭市0~6 km高度垂直風切變矢量差>12 m/s。強對流天氣過程中,包頭市西北方向垂直風切變為16~18 m/s;隨著時間的推移,20:00垂直風切變強度增加顯著,大部分地區風切變達20 m/s,幾乎達到強垂直風切變標準。3.3 0 ℃層和-20 ℃層高度 13日08:00,高空風速較大,中低層高空以西北氣流為主,且濕度較大,600 hPa分布有0 ℃層,高度4 km左右;而400 hPa有-20 ℃層,近地層到中層處濕度條件較好,濕層主要在500~600 hPa處,說明在能量條件良好的情況下,不穩定條件明顯,觸發強對流天氣。
(1)初夏季節是包頭市冰雹天氣易發期,冰雹天氣過程中,有明顯新疆高壓脊,蒙古低渦南壓東移形成“西高東低”形勢,推動強對流天氣發生發展。
(2)包頭市受槽后西北風影響,包頭西北方向的比濕和相當位溫強度減弱,切變線略朝東南方向移動,受到切變線影響,包頭市大部分地區出現雷雨、冰雹天氣。
(3)高空風速較大,中低層高空以西北氣流為主,濕度條件較大,近地層到中層處濕度條件較好,說明能量條件良好的情況下,不穩定條件明顯,觸發強對流天氣。