2016年7月30日三門峽市強對流天氣過程診斷分析

摘 要：利用常規天氣資料、多普勒天氣雷達回波資料等，對2016年7月30日河南省三門峽市的強對流天氣過程進行診斷分析。結果表明，此次強對流天氣過程是一次典型的副高邊緣型強對流天氣過程，前期的高溫高濕、顯著的不穩定層結、充足的水汽條件以及強烈的上升運動最終導致此次強對流天氣過程的產生。

關鍵詞：強對流天氣；副熱帶高壓；多普勒天氣雷達；不穩定層結

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0154-04

Diagnosis and Analysis of Strong Convetive Weather in

Sanmenxia in July 30， 2016

JIANG Shan

（Sanmenxia Meteorological Bureau，Sanmenxia Henan 472000）

Abstract： The severe convective weather processes in Sanmenxia， Henan province in July 30， 2016 were diagnosed and analyzed by using conventional weather data and Doppler weather radar echo data. The results showed that the severe convective weather process was a typical subtropical high edge severe convective weather process. The early stage of high temperature and humidity， significant unstable stratification， sufficient water vapor conditions and strong upward motion in the early stage eventually led to the severe convective weather process.

Keywords： strong convective weather；subtropical high；Doppler weather radar；unstable stratification

2016年7月30日，河南省三門峽市部分地區出現暴雨、短時大風、冰雹等強對流天氣。三門峽市位于丘陵地帶，復雜的山地地形導致強對流天氣易發、頻發，給人民的生命財產安全帶來嚴重威脅。國內外相關專家對強對流天氣的發生發展已經做了大量的研究，例如，孫淑清[1]等指出天氣尺度形勢對中尺度環流的起源和發展起控制作用；行星尺度、天氣尺度和中小尺度系統的共同作用造成了持續性的暴雨過程；地形經常會引起降水強度和地區的改變[2]；山地地區的強對流天氣過程有著突發性、復雜性與獨特性[3]，值得做局地的進一步個例分析與歸納。本次強對流天氣過程是一次較為典型的副高邊緣型強對流天氣過程[4]，副高邊緣型強對流天氣過程最易出現對流性暴雨天氣，但是此次過程亦伴隨有冰雹、短時大風等其他類型的強對流天氣，是一次混合型強對流天氣過程。

1 高空天氣形勢分析

1.1 500hPa形勢演變分析

從7月28日08：00至30日20：00 500hPa實況場（見圖1）來看，588dagpm線有明顯的北伸西進趨勢。28日20：00 588dagpm線位于河南省東南部，29日08：00略有北抬，副高已經覆蓋河南省東南部，29日20：00 588dagpm線北抬至三門峽市附近，30日08：00 588dagpm線已經到達山西、陜西兩省境內。三門峽市位于典型的副高邊緣，受副高脊后西南氣流控制，屬于副高邊緣型強對流天氣，低層因副高影響為高溫高濕的環境背景場，同時因水汽充沛極易出現強降雨。而從亞歐大陸大的環流背景場上看，亞歐大陸為特征明顯的兩槽一脊環流形勢（圖略）。西部巴爾喀什湖北側有穩定少動的閉合低壓穩定存在，東部黑龍江省北側有緩慢東移的低渦存在，中部貝加爾湖上空為兩槽中間的高壓脊。貝湖南側受巴爾喀什湖南側延伸出的低槽傳導影響，亦生成低槽向東南方向活動，30日08：00低槽位于內蒙古二連浩特至山西大同一線。從溫度場上看，溫度槽脊落后于高度槽脊，槽后的冷平流是造成對流性不穩定的重要原因。同時，在內蒙古中部上空存在一個明顯冷中心，中高層的冷中心疊加于低層暖濕氣流之上，極易出現強對流天氣過程。

1.2 700hPa和850hPa形勢演變分析

從低層700hPa和850hPa上看，從29日20：00至30日08：00，700hPa和850hPa上切變線逐漸北移并穩定存在，兩層的切變線分別位于山西省南部和河南省南部（見圖2）。三門峽市北側存在風速風向的輻合，在有利于低層上升運動發生發展的同時，切變線還引導了低空西南急流在其右側匯集，造成三門峽市附近的局地水汽堆積。綜上所述，低層穩定少動的切變線良好的位置是強對流天氣過程產生的重要有利條件。

2 數值產品分析與檢驗

2.1 動力條件分析

從7月30日08：00各高度層散度圖（見圖3）可以看出，陜西省東南部到河南省西部從低層到高層基本呈現強輻合逐漸轉向輻散的態勢。這樣的垂直散度分布有利于出現垂直方向上的氣流上升運動，即抽吸作用。三門峽市所在區域在高空500hPa存在明顯的輻散中心，散度值大于4×10-6/S，低層700hPa和850hPa散度逐漸減小，開始出現輻合態勢，散度值大約為-1×10-6/S。表明在強對流天氣開始前，陜西省東南部至河南省西部高低空整層都有非常強烈的低層輻合高層輻散的上升運動，這不僅有利于局地水汽在垂直方向的迅速累積，而且有利于云層雨滴云滴的迅速發展增長。

從7月30日08：00至14：00三門峽市東西向的渦度空間剖面圖（見圖4和圖5）可以看出，08：00近地面層和高層為正渦度，700hPa附近為負渦度，表明高層和近地面層已經有氣流的輻合作用產生。到14：00，高層已經全部轉為負渦度區，即中高層轉變為強烈的輻散運動區，渦度場與散度場的良好配置，表明了此次強對流天氣過程的產生有著良好的動力基礎，這也是強對流天氣過程尤其是冰雹產生的必要條件。

2.2 水汽條件分析

從850hPa比濕場來看，從29日20：00[見圖6（a）]到30日08：00[見圖6（b）]，三門峽地區的比濕由12～14g/kg逐漸增加至大于16g/kg。這表明局地水汽隨時間推移外圍輸送逐漸積累，同時濕層也非常深厚。深厚的濕層有利于長時間及大量級的降水過程產生，但是，因為云層中會有大量水汽凝聚，隨機碰并形成雨滴而降落，產生一定的下沉運動，因此之后可能會對上升運動的進一步發展起到一些阻礙作用。所以，這為局地強降水及其伴隨的局地大風的產生和維持以及水汽的垂直輸送均提供了必要條件，但是對于冰雹的出現會有一定的不利影響。

2.3 探空資料分析

探空圖上，因為三門峽市本地站點的探空圖資料缺失，選取其北部的具有代表性的太原站（53772）30日08：00探空資料進行分析。探空資料顯示（見圖7），08：00太原站為明顯的不穩定層結，“下濕上干”，低層存在較為淺薄的逆溫層，CAPE值非常大，約為1 310.3J/kg，同時對流抑制能量幾乎為0。另外，從低層到高層的風場由南風轉為西風，有暖平流的存在，并侵入了高層的冷平流中，導致層結不穩定加強。此外，從1 000hPa直到700hPa高空，探空資料顯示當地一直為深厚的南風層所控制，有利于南部暖濕空氣的豐沛輸送。同時，探空資料表明當地在風向和風速上都存在明顯的垂直風切變，即存在明顯的動力抬升作用。0℃層在5km左右，三門峽本地的冰雹指數指出0℃層在3 800～4 800m易出現冰雹。綜合以上對探空資料的分析得出，山西省南部至河南省西北部存在較好的動力不穩定性和層結不穩定，因此有利于三門峽本地出現局地暴雨、冰雹、短時大風等強對流天氣。

2.4 多普勒雷達資料和地形影響分析

30日12：20開始[見圖8（a）]，靈寶市中部開始出現塊狀回波，同時塊狀回波不斷北移。到13：27[見圖8（b）]，靈寶市境內回波發展非常旺盛，其中夾雜著大于60dBZ的冰雹回波，強回波出現的位置和地面中尺度輻合線是

相對應的。隨后回波在北移途中不斷發展增強，在陜州區附近造成了局地強降水，強對流的塊狀回波隨后逐漸合并減弱為強度在30～35dBZ的片狀回波，表現為混合型降水的回波特征，產生了長時間持續性的混合云降水。在有利的大環流背景場與各層次中小尺度系統共同作用的同時，因為強回波區所處地表地形較為復雜，有海拔較高的山區，地形的強迫抬升加強了垂直風切變[3]，而且局地濕度大，山區森林分布密集，蒸騰作用旺盛，也有利于冰雹等災害的出現。

3 結論

①本次強對流天氣過程是一次典型的副高邊緣型強對流天氣過程。顯著的不穩定層結、充足的水汽條件、良好的抬升及觸發機制最終導致了此次強對流天氣過程的產生。

②副高邊緣型強對流天氣過程易出現強降水天氣，但是經過分析得知，根據0℃層高度、垂直風切變強弱以及水汽條件強弱的不同，亦會同時伴隨出現冰雹、短時大風等其他強對流天氣。此次天氣過程就是這樣一次有一定特殊性的多種類混合型強對流天氣過程。

③山地地形對局地強對流的產生有復雜的積極或消極作用，應在今后工作中進行更加深入的總結和討論。

參考文獻：

[1]孫淑清，周玉淑.近年來我國暴雨中尺度動力分析研究進展[J].大氣科學，2007（6）：1171-1188.

[2]丁志英，羅靜，沈新勇.2008年6月20—21日一次中尺度切變線、低渦降水機制研究[J].大氣科學學報，2010（6）：657—666.

[3]章淹.地形對降水的作用[J].氣象，1983（2）：9-13.

[4]章國材.強對流天氣分析與預報[M].北京：氣象出版社，2011.