長春市201 7年7月1 6日一次短時強降水過程分析

劉瑞琪　孫子媛　李佳

摘要：本文使用地面自動站資料、數值預報資料和雷達回波產品，結合高低空、地面實況，對長春市2017年7月16日出現的一次短時強降水過程進行分析。結果表明：500hPa高空槽、副熱帶高壓，850hPa冷式切變線和地面低壓是這次降水的主要天氣尺度系統;降水過程中強烈的不穩定能量釋放和垂直上升運動，表現出中尺度系統降水特征;雷達回波圖中具有典型的熱帶強對流降水回波特征，存在明顯的中尺度輻合和逆風區，證明中尺度系統是造成此次過程的直接天氣系統。

關鍵詞：短時強降水;多普勒雷達;物理量診斷;中尺度輻合

1天氣實況和環流背景分析

1.1降水實況分析

2017年7月16日O時至08時，長春市出現短時強降水天氣，全市過程平均降水量20.Omm，其中長春市區39.1mm、九臺區29.5mm。降水主要集中在7月16日03 - 07時，降水強度大，局地性強。德惠市朱城子鎮西興村，02 - 03時1小時最大降雨量達54 .2mm。多站連續出現超過20mm/h的降水，如表1。降水大值區呈西北——東南向帶狀分布。

表1 7月15日20時-16日08時

出現大暴雨測站及其>20mm的th降水量

1.2環流背景分析

過程發生前7月15日20時，500hPa環流形勢為兩槽一脊型，在貝加爾湖附近的高壓脊前不斷有冷空氣下滑影響長春市。西太平洋副熱帶高壓脊線位于江漢地區，位置穩定，在副熱帶高壓的西到北部有一暖濕氣流輸送帶，向副高北側的鋒區源源不斷輸送高溫高濕氣流。中低層850hPa有切變線和西南風輻合存在。海平面氣壓場為東高西低的形勢，長春市處在低壓槽前。綜上，500hPa高空槽、副熱帶高壓，850hPa冷式切變線和地面低壓是這次降水的主要影響系統。

2物理量分析

水汽條件方面，由850hPa水汽通量和水汽通量散度圖，16日02時850hPa有一東西走向水汽通量和水汽通量散度（輻合）大值軸，橫亙在長春市區北部和九臺南部地區，水汽通量最大值達到1 5gohPa-10cm - 20s-1，水汽通量散度最強達-12×1 0-7 gohPa-1cm-20s-1。可見，中低層有大量水汽輸送而且還有強烈的水汽輻合，為本次短時強降水的產生和維持提供了充沛的水汽條件。動力條件和不穩定能量方面，由700hPa垂直速度圖和K指數圖，不穩定能量大值區、700hPa強上升運動區與降水大值區基本對應.其中，最大上升速度為- 6Pa/s，K指數最大達380C。結合降水實況分析，多站3-4小時累計降水量達lOOmm，證明有強不穩定能量釋放，從而形成強垂直上升運動，表現出中尺度系統降水特征。

3雷達資料分析

3.1降水回波分析

吉林、長春的雷達對此次降水過程有較好的觀測，根據基本反射率產品顯示，此次降水回波為對流云回波。7月16日3-7時為降水最強時段，16日2：27（北京時間，下同），在農安東南部和德惠南部地區有一強回波單體，最強回波中心強度接近60dBz，回波頂高達12km以上，之后這條帶狀回波不斷南移。6：05又一線式排列強回波，橫亙在農安南部、長春市區中部和九臺南部，穩定南移。可見，此次短時強降水過程最大反射率強度在50-60dBz，先后兩條對流雨帶由北向南移動，產生短時強降水。

3.2徑向速度特征

16日2：27實際徑向速度圖中零等速線呈“S”型，表示實際風隨高度順時針旋轉【1】，在雷達有效探測范圍內有暖平流存在。在3：15、5：12、5：23和6：00均存在明顯的中尺度輻合特征（在徑向速度圖中存在尺度為20 - 200km的輻合），面向雷達方向有明顯的風速輻合【1】，其中3：15徑向速度圖中10 -20km內最大風速差≥12m/s。在徑向速度圖中，強回波的大片負速度區內，包含了一個正速度區，并有明顯的零速度環將正負速度區隔開，有明顯的逆風區特征。

3.3反射率垂直剖面特征分析

沿最能體現強降水回波結構的方向剖面，發現7月16日雷達回波中心強度達55-60dBz，16日強回波時段，強回波伸展高度大部分在5 - 6km，45dBz回波頂高度接近8km，低于ocC層高度，表現為低質心回波，具有典型的熱帶強對流降水特征【2-3】;回波寬度超過20km，55dBz以上的強回波沒有接地，回波底約1 5米;回波存在傾斜特征，有回波前傾懸垂特征出現【4】，前側有弱回波區，表明有強的人流氣流進入上升氣流，使回波單體不斷發展。

4結論

500hPa高空槽、副熱帶高壓，850hPa冷式切變線和地面低壓是這次降水的主要天氣尺度影響系統，為中尺度天氣系統形成提供了環境場。結合物理量分析，有強不穩定能量釋放，從而形成強垂直上升運動，表現出中尺度系統降水特征;同時通過雷達資料分析，雷達回波具有典型的熱帶強對流降水回波特征，有明顯的中尺度輻合和逆風區，導致降水回波的匯聚和發展，驗證了中尺度系統的存在，是造成此次過程的直接天氣系統。

單一利用常規資料預報短時強降水天氣難度較大，當災害天氣來臨時，要結合數值預報物理量場、雷達回波產品等進行綜合分析，以便做出正確的短時臨近預報，以減輕強對流天氣對人們生產生活的影響。

參考文獻

【1】俞曉鼎，姚秀萍，熊廷南，等多普勒天氣雷達原理與業務應用[M】北京：氣象出版社2006

【2】文海松，楊輝，王恪，等多普勒雷達產品在2次短時強降水過程中的對比分析【J】中國農學通報，2017，33（20）：90-94.

【3】劉燁焜，張韜，裴繼儒基于雷達和自動站資料的烏蘭察布市一次持續性強降水分析【J】中國農業文摘，2017，5：31-33