2017年8月3—4日丹東地區大暴雨天氣過程分析

宋麗麗　李慧琳　高松影

摘要 利用常規氣象資料、FY2G衛星云圖、自動氣象站資料和NCEP（1°×1°）再分析資料，對2017年8月3—4日丹東地區大暴雨天氣過程進行分析。結果表明，此次降水持續時間長，強降水區的移動具有階段性，并且降水空間梯度大。前傾槽為大暴雨提供有利的熱力不穩定條件；臺風“海棠”減弱后，低壓在北上過程中為降水提供充足的能量輸送和水汽輸送條件；臺風“奧鹿”通過影響副高的位置和強度，間接影響此次降水。通過物理量分析得出，降水開始前有明顯的正不穩定能量，降水過程中對流層底層有風向和風速的垂直切變，并且有上干下濕的結構，在強降水發生時段低層水汽輻合，高層輻散，并伴隨強烈的垂直上升運動，形成良好的抽吸結構。以上條件均有利于暴雨的發生。

關鍵詞 暴雨；前傾槽；臺風遠距離暴雨；物理量；遼寧丹東；2017年8月3—4日

中圖分類號 P458.1+21.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）16-0182-03

丹東地區是淮河流域以北降水最多的地區，年降水量800～1 500 mm，其中暴雨占有重要地位。暴雨常常引發洪澇、泥石流和滑坡等氣象災害。2017年8月3日夜間至8月4日夜間，丹東地區出現暴雨到大暴雨，局部特大暴雨天氣。強降雨造成鳳城地區多處道路被沖毀，降雨期間伴隨短時大風，致使鳳城地區大片玉米出現倒伏。

1 天氣實況

2017年8月2日夜間至8月4日夜間，受10號臺風“海棠”減弱后低壓和副熱帶高壓（副高）共同影響，遼寧省西部、東南部出現特大暴雨。強降水區的移動具有階段性，8月2日夜間至8月3日白天，氣旋北上配合冷空氣，遼寧西部出現大暴雨到特大暴雨；8月3日夜間至8月4日夜間，高空槽快速東移，850 hPa切變線落后于高空槽，副高北上在海上形成高壓壩，東南部出現大暴雨到特大暴雨。

丹東地區處于東南部大暴雨區，8月3日夜間至8月4日夜間普降暴雨到大暴雨、局部特大暴雨（圖1），降水期間伴隨雷暴和短時大風，過程平均降水量160.9 mm。84個自動站中，出現暴雨的有17個站、大暴雨的47個站、特大暴雨的13個站。最大降水量出現在鳳城市的藍旗站，為379.1 mm；最大小時雨強出現在鳳城市的沙里寨站，為94.9 mm。此次過程降水持續時間長，并且強降水區的移動具有階段性（圖2），8月3日20：00至8月4日8：00，強降水落區位于丹東西部；8月4日8：00—20：00，強降水落區位于丹東西南部；8月4日20：00至8月5日8：00，強降水落區位于丹東東南部，并且各降水時段空間梯度較大。

2 環流背景

2.1 形勢場分析

由圖3可知，8月3日20：00 850 hPa低渦移動至遼寧以北，500 hPa槽線和850 hPa切變線基本重合，位于遼寧中部，副高西伸北抬，西脊線穿過朝鮮半島，呈東北—西南走向，整個東南部處于850hPa低空急流區，丹東西部開始出現降水。8月4日8：00，副高整體穩定少動，西南邊緣伸至東南沿海地區，500 hPa短波槽快速向東北方向移動，850 hPa切變線斷裂成2個部分，切變線東半部分移至40°N附近，與500 hPa高空槽形成前傾結構，丹東西部強降水區趨于減弱，西南部開始出現集中降水時段。8月4日20：00，副高進一步西伸北抬，丹東處于500hPa槽前西南氣流控制區，850 hPa切變線在遼寧中部，丹東地區雨勢暫時減弱。8月4日夜間，臺風“奧鹿”加強北上，受其影響副高迅速東退，500 hPa高空槽繼續東移，850 hPa切變線向東南方向移動，再加上夜間海陸熱力效應和地形的影響，丹東東南部產生強降水。

2.2 臺風“海棠”影響分析

在臺風“海棠”殘余低壓北上過程中，東側形成急流帶，最大中心風速達到28 m/s，為遼寧東南部降水帶來源源不斷的水汽（圖3）。此外，在低壓東側有強烈的上升運動，不斷發展生成對流云團，隨著低層云帶東北向輸入遼寧東南部地區（圖4），再加上中低層風速的輻合，使東南部中尺度系統得以生成發展。與穩定少動的副高相互作用，使水汽和能量的輸送得以較長時間維持，更有利于雨量的累積。

2.3 臺風“奧鹿”影響分析

臺風與中緯度系統（包括西風槽、東北冷渦、西南渦、弱冷空氣、高低空急流及副熱帶高壓等）相互作用，使中緯度地區的暴雨突然增幅，且影響范圍大、持續時間較長，稱之為臺風遠距離暴雨[1]。

由圖4（a）～（c）可知，8月3日夜間到8月4日白天臺風“奧鹿”向西北方向移動，由強臺風減弱為臺風，在其西北方向激發出正變高，使副高西伸加強[2-3]，暖濕氣流沿副高西側輸入遼寧東南部。臺風與副高的相互對峙，使副高北邊緣穩定少動，從而使降水持續時間變長。由圖4（c）～（d）可知，8月4日夜間，臺風“奧鹿”繼續向西北方向移動并加強為強臺風，副高進一步北抬后迅速南落，冷空氣南壓，丹東東南部地區再一次迎來強降水時段。

3 物理量場

3.1 不穩定層結分析

由圖5可知，8月3日20：00 CAPE為1 467.3 J/kg，有明顯的正不穩定能量。風場的垂直切變表明，8月3日20：00至5日8：00，西南暖濕氣流（或西南偏西氣流）伸展的高度較高，幾乎伸展到對流層頂。8月3日20：00至4日20：00， 400、300 hPa有較明顯的偏北風分量，使不穩定能量得以積累發展，有利于降水強度的增強。8月4日8：00至5日8：00，對流層底部1 000、925 hPa均有明顯的風向、風速的垂直切變，有利于促進強對流天氣的發生[4]。整個過程中，中低層基本處于飽和狀態，8月3日20：00，濕層伸展到400 hPa以上，濕層十分深厚，且中上層均有一干層，上干下濕的結構有利于短時強降水等強對流天氣的發生。

3.2 水汽通量散度和垂直速度

充足的水汽是暴雨產生的前提條件。此次暴雨天氣過程中最大降水量出現在藍旗站，8月4日8：00—15：00，藍旗站小時雨量均>20 mm，為強降水集中時段。8月3日白天，900 hPa以下存在水汽輻合區并不斷發展持續，水汽強輻合時段出現在8月4日8：00—20：00，輻合中心位于925 hPa，為-14×10-6 g/（s·m2·hPa），見圖6（a）。由圖6（b）可知，8月4日8：00—20：00，500 hPa以下存在上升運動，中心位于800 hPa，速度為-1.4 Pa/s。水汽強輻合時段和垂直上升運動時段的重疊區與強降水集中時段基本吻合。低層水汽輻合，高層輻散，并伴隨強烈的垂直上升運動，形成良好的抽吸結構，有利于暴雨的發生。

4 結論

（1）2017年8月3—4日，丹東地區的大暴雨過程持續時間長，并且強降水區的移動具有階段性，降水空間梯度大。

（2）形勢場方面，前傾槽使大氣層結熱力不穩定，易形成強降水。臺風“海棠”減弱后，低壓在北上過程中為降水提供了充足的能量輸送和水汽輸送條件，并與副高相互作用，使能量和水汽輸送得以較長時間維持，更有利于雨量的累積。臺風“奧鹿”通過影響副高的位置和強度，間接影響水汽和能量的輸送路徑，使降水持續時間變長。

（3）物理量場方面，降水開始前有明顯的正不穩定能量，濕層深厚，并在其上有干層疊加，形成上干下濕的結構；降水過程中，對流層底層有風向和風速的垂直切變，中低層基本處于飽和狀態，以上條件均有利于短時強降水等強對流天氣的發生。分析水汽通量散度和垂直速度可知，低層水汽輻合，高層輻散，并伴隨強烈的垂直上升運動，形成了良好的抽吸結構，有利于暴雨的發生。

5 參考文獻

[1] 叢春華，陳聯壽，雷小途.臺風遠距離暴雨的研究進展[J].熱帶氣象學報，2011，27（2）：264-270.

[2] 邢蕊.熱帶氣旋、副熱帶高壓及遠距離降水間的關系研究[D].南京：南京信息工程大學，2015.

[3] 任素玲，劉岷，吳國雄.西太平洋副熱帶高壓和臺風相互作用的數值實驗研究[J].氣象學報，2007，65（3）：329-340.

[4] 俞小鼎，姚秀萍，熊廷南.多普勒天氣雷達原理與業務應用[M].北京：氣象出版社，2006.