2016年8月17—18日烏蘭察布市強降雨天氣過程分析

蘇建堂

摘 要 2016年8月17—18日，烏蘭察布市等內蒙古中西部地區出現強降雨天氣過程，利用自動站觀測資料、常規觀測資料等對此次天氣過程分析得出：副熱帶高壓、中低層切變線及河套氣旋等是主要影響系統；暴雨區上空濕層深厚，上升運動強烈，同時具備較強的不穩定能量，這些都是烏蘭察布市出現強降雨的重要物理量場特征。

關鍵詞 強降雨；環流形勢；物理量場

中圖分類號：P458.1+21 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.077

我國幅員遼闊，地形較為復雜，暴雨的時空分布具有明顯的地方性差異。暴雨是我國主要的災害性天氣之一，強暴雨引發的洪澇、山體滑坡、泥石流等災害會影響工農業正常生產以及人民生命財產安全。隨著全球氣候變暖現象不斷加劇，各種極端災害性事件頻繁出現，其中暴雨天氣災害也呈現出逐年增加的趨勢[1-2]。烏蘭察布市處于內蒙古自治區中部，地處中溫帶，屬于大陸性季風氣候，四季分明，境內受大青山橫亙于中部，形成前山地區溫暖、雨量較多、后山多風的特殊氣候條件，年平均氣溫0～18 ℃，年降雨量集中在7—9月，易出現暴雨等強降雨天氣過程。針對烏蘭察布市2016年8月中旬出現的一次強降雨天氣過程進行分析，為做好此類天氣預報及防災服務提供參考。

1 強降雨天氣實況及影響

2016年8月中下旬，受副熱帶高壓外圍低層切變系統影響，內蒙古多地區出現暴雨、大暴雨天氣過程，此次強降雨天氣過程持續時間長，降水強度大且影響范圍廣，有70個站點降水量達到100 mm以上，暴雨引發洪澇，導致近5萬人受災，直接經濟損失近億元。8月17日8：00—18日8：00，烏蘭察布市察右中旗降水量59.5 mm、商都縣降水量62.6 mm，兩站降水量均超過極端降水閾值。

2 環流形勢分析

大范圍的持續強降水通常是西風帶、熱帶及副熱帶環流系統穩定的環流形勢相互作用的結果。由圖1可知，此次強降水過程中，副熱帶高壓位置偏北，且穩定少動，烏蘭察布市等內蒙古中西部地區處于副高邊緣

584 dagpm線一帶。我國南方地區受到臺風低壓北上移動，低壓北側有一東南氣流沿副高邊緣西行，并逐漸轉變成為西南氣流，經陜西向內蒙古中西部地區輸送暖濕氣流，冷暖空氣在暴雨區輻合，為強降雨發生發展提供充沛的水汽和不穩定能量。700 hPa及850 hPa分別存在一切變線，呈現出“人”字型，兩切變線幾乎重疊在一起。700 hPa暖濕切變線下游有一“鉤鼻子”狀高壓，阻擋中低層水汽堆積，高壓上游暖濕切變線移動速度緩慢，促使暴雨持續維持。與此同時，700 hPa暖濕切變線南緣出現了西南急流大風速輻合帶，風速在16 m·s-1以上，對應著300 hPa高空急流出口的右側，形成強烈抽吸作用，垂直上升運動開始強烈發展，促使烏蘭察布市等內蒙古中西部地區出現強降雨天氣過程。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件

此次強降雨天氣過程中，17日2：00左右，暴雨區中低層處于高濕環境，850 hPa水汽通量中心值為14～

16 g·cm-1·hPa-1·s-1，水汽條件充足，同時，700 hPa水汽通量中心值也達到了8～10 g·cm-1·hPa-1·s-1。到17日8：00，水汽通量大值區影響范圍進一步擴大，強度加強，800 hPa以下水汽通量值均達到16 g·cm-1·hPa-1·s-1以上，700 hPa水汽通量增至10 g·cm-1·hPa-1·s-1，這種現象一直持續到18日2：00左右，同時水汽通量大值區延伸至500 hPa附近。充足的水汽條件成為烏蘭察布市等地出現強降雨天氣過程的重要條件之一。

此次強降雨過程存在著兩種不同性質的降水。1）17日2：00—18日2：00，該過程屬于暖區降水，降水持續時間長，且雨強較大。2）18日2：00—8：00，屬于鋒區降水過程，降水時間較短，但雨強大（圖2）。16日20：00，850 hPa、700 hPa和500 hPa比濕分別為12～14 g·kg-1、2～4 g·kg-1和4～6 g·kg-1，同時500 hPa以下為南風。

17日2：00，各層比濕出現明顯增加，850 hPa比濕上升為14 g·kg-1以上，尤其是700 hPa比濕增加幅度較大，達到了10～12 g·kg-1，由于烏蘭察布市屬于北部干旱區，出現較大比濕值極為少見，這種高濕的環境促使降水效率雨強增大，中低層濕層深厚具備充足的水汽，是暴雨發生發展的有利條件，隨后暴雨天氣爆發。

3.2 動力條件

8月17日2：00，陰山山脈南麓一帶上空穩定維持較強的上升運動，500～600 hPa存在著一散度輻合中心，中心值大值區正對應著上升運動中心大值區，幾乎重疊在一起，形成高層輻散、中低層輻合的形勢，具備強烈的抽吸作用，引發較強上升運動，源源不斷地將低層水汽輸送至高空，水汽不斷上升過程中，隨著溫度的降低發生凝結并釋放潛熱，引起強對流天氣。17日8：00，烏蘭察布市上空仍具備較強的上升運動區，中低層及高層配置形勢維持，散度輻合中心垂直于上升運動中心，重疊中心位于800 hPa，但強度增大，同時850～800 hPa為南風，風速達到12 m·s-1，形成低空急流，導致800 hPa上升運動中心與散度輻合中心強度進一步加強，降水強度也就隨之加強。

3.3 不穩定條件

17日8：00，烏蘭察布市上空具備明顯的對流不穩定性，K指數為34 ℃，對流有效位能達到258.8 J·kg-1，沙氏指數為0.05，抬升指數是-1.4 ℃，此時比濕也較大，

700 hPa和850 hPa分別為11.76 g·kg-1和16.35 g·kg-1，溫度露點差也均在1 ℃左右，可見該地區中低層濕層深厚。17日20：00，對流有效位能開始上升，達到了1 563.8 J·kg-1，同時K指數也出現明顯的增大，達到了40 ℃，沙氏指數和抬升指數則進一步出現減小，影響烏蘭察布市等地的對流不穩定能量進一步的增強，與此同時，700 hPa比濕也出現了加大現象，達到12 g·kg-1以上，850 hPa比濕則增至18 g·kg-1以上，內蒙古中西部地區上空暖云層厚度加大，這些都是有助于降水增強的有利條件。

4 結論

1）2016年8月17—18日，烏蘭察布市等內蒙古中西部地區出現罕見的強降水天氣過程，副熱帶高壓、中低層切變線、地面中尺度輻合線等是此次強降雨過程主要影響系統，暴雨區正處于副熱帶高壓邊緣584 dagpm線邊緣，中低層切變呈“人”字型并對應，700 hPa暖切變下游受“鉤鼻子”高壓阻擋致使大量水汽堆積等，這些特征都是內蒙古河套地區出現的典型暴雨模式。

2）較高的環境相對濕度及深厚濕層，抬升凝結高度相對偏低，自由對流高度提升。熱帶及副熱帶暖濕空氣不斷向該地區輸送暖濕氣流，使得暴雨區具備充足的水汽和不穩定能量，濕層深厚；中低層輻合、高層輻散配置，有利于上升運動強烈發展；不穩定能量積聚觸發新的對流，引發強降雨。這些物理量特征都與強降雨有很好的對應。

參考文獻：

[1] 常煜，李秀娟，陳超，等.內蒙古一次暴雨過程中尺度特征及成因分析[J].高原氣象，2016，35（2）：432-443.

[2] 張桂蓮，仲夏，韓經緯，等.內蒙古中西部地區一次極端大暴雨特征分析[J].干旱氣象，2018，36（1）：17-26.

（責任編輯：趙中正）