通遼市2020年7月4—5日局地短時暴雨特征分析

賈寧 楊旋 劉夢迪

摘要 利用通遼市氣象觀測資料、高空探空資料、c波段雷達資料和風云衛星 4A 資料對 2020年7月4日通遼市科爾沁區大暴雨及 5 日庫倫旗暴雨過程進行分析。兩日暴雨均發生在高空槽前的天氣尺度背景下，在高溫高濕的前期環境中受切變線的觸發產生，云圖分析上，科區為切變線云帶前界處發展的對流云團，庫倫旗為較典型颮風云團后向發展型云團。雷達分析上，兩日暴雨均受列車效應影響，低層反射率因子較大，利于短時強降水。

關鍵詞 暴雨;低層切變線;高低空急流;對流云團;列車效應

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）07–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.07.018

Analysis on Characteristics of Local Short-time Rainstorm in Tongliao City from 4 to 5 July in 2020

JIA Ninget al （Tongliao Meteorological Bureau， Tongliao， Inner Mongolia 028000）

Abstract Based on meteorological observation data， radiosonde data， C-band radar data and Fengyun satellite 4A data in Tongliao City， the heavy rainstorm in Horqin district of Tongliao City on July 4， 2020 and the rainstorm process in Kulun banner on July 5， 2020 are analyzed. The two-day rainstorm occurred in the synoptic scale background in front of the high-altitude trough， and was triggered by the shear line in the early environment of high temperature and humidity. Among them， the southwest low-level jet continuously transported the water vapor source of Bohai Bay to the central and southern areas of our city， making the low-level water vapor very abundant， which was also an important reason for the local rainstorm in the afternoon of two consecutive days. On the radiosonde map， the inversion layer exists before and after the rainstorm， and the K value and Cape value are larger， which is conducive to the occurrence of convective weather. According to the analysis of cloud picture， kequ is a convective cloud cluster developed at the front boundary of the shear line cloud belt， and Kulun banner is a typical backward developing squall cloud cluster. According to the radar analysis， the two-day rainstorm is affected by the train effect， and the low-level reflectivity factor is large， which is conducive to short-term heavy rainfall.

Key words Rainstorm; Low level shear line; High and low level jet stream; Convective cloud cluster train effect

1 暴雨過程概述

2020年7月4—5日，受高空槽和低層暖濕切變共同影響，全市普降小雨，局地暴雨、大暴雨，其中7月4日通遼市科爾沁區本站出現大暴雨，5個區域站達到暴雨，7月5日庫倫旗本站出現暴雨，并有5個區域站達到暴雨。7月4日最大日降水量為科爾沁區站達114.9 mm（7月4日08∶00～5日08∶00），日最大小時雨強出現在該站15∶00～16∶00，達47.1 mm/h。7月5日最大日降水量為庫倫旗道老杜站達84.9 mm，日最大小時雨強出現在該站17∶00～18∶00，達43.8 mm/h。兩日短時強降水均發生在午后至夜間，并伴有大風、冰雹天氣。暴雨過程都具有降水時間短、小時雨強大，局地性強等特點。其中7月4日科區本站的大暴雨導致城區嚴重內澇，造成了很大經濟損失。

2 環流形勢演變

前期200 hPa中緯度有一支高空西風急流，通遼市位于急流左側。7月4日08∶00，500 hPa環流形勢呈兩槽一脊型，通遼市處于高空槽前西南氣流中，700 hPa切變線壓在北部地區，強降水區位于切變線右側，南部地區有西南急流水汽通道開始建立。20∶00槽區加寬，切變線南壓至中部地區，低層急流加強壓在東南部，850 hPa急流核在12 m/s。7月5日08∶00低層切變線仍影響南部地區，且低空急流東移，通遼市南部地區位于低空急流左側，切變線右側。20∶00，高空槽進一步東移，低空急流減弱，降水開始減弱。高空槽和低層切變帶動地面冷空氣南下，高層干冷、低層暖濕，大氣層結不穩定，利于對流發展。地面上7月4日—5日通遼市一直受東北低壓底部影響。上午晴好，利于對地表加熱，有利于不穩定能量積累（圖1）。

7月4日850 hPa上全市比濕值在10 g/kg以上，7月5日14∶00南部比濕值在12 g/kg以上，925 hPa達14 g/kg，底層濕度條件很好。7月4日14∶00，850 hPa水汽通量大值中心在科區附近達12 g/cm·hPa·s，至20∶00水汽通量大值中心擴大至南部地區，在西南急流作用下，南部偏南地區水汽輸送條件很好，7月5日14∶00，水汽通量大值中心位于遼寧中部，達18 g/g/cm·hPa·s以上，利于7月5日南部地區強降水。7月6日08∶00無水汽通量大值中心，過程結束。

7月4日08∶00通遼本站探空圖上近地層存在逆溫層，低層有一定厚度濕層，有較強垂直風切變，CAPE值346.7 J/kg，有一定不穩定能量。20∶00受降水影響，底層濕度加大，不穩定能量釋放后有所減弱，但K值為37.6℃仍較大，SI值為-2.51，強對流發生的可能性仍較大。7月5日08∶00仍有逆溫層，底層濕度條件較好，CAPE值為721 J/kg，K值為33.2℃，SI值為-0.3，各項指數仍有利于強對流發生。20∶00底層濕度轉差。

3 雷達圖分析

7月4日科爾沁區本站受雷達回波靜錐區影響，簡要分析0.5°仰角回波情況，13∶04開始西南方向有強回波生成，不斷東北移影響科區。14∶30科區西側回波最強達65 dBz以上，生成后不斷東移，一直持續到16∶30?？茀^本站受列車效應影響，經過的回波強度推測一直在50 dBz以上。強降水時段低層反射率因子強，速度圖出現逆風區、回波頂大于9 km，暖云厚度較大均有利于強降水。垂直液態水含量不超過25 kg/m2，1 h累積降水最大值均在80 mm以上，冰雹指數較小，均利于強降水發生。

7月5日15∶00庫倫旗本站附近有塊狀強回波發展，其西北側不斷有新生成的對流單體與本站強回波合并，形成帶狀回波，產生“列車效應”。帶狀強回波一直在庫倫中部維持，且南北向拓寬，最大回波強度在60 dBz以上。同時上游17∶30有新單體產生，與帶狀回波西側回波合并不斷向東南發展，影響奈曼中南部及庫倫西部地區，20∶34回波減弱。

強降水時段回波頂最高在15 km以上，1 h可降水含量在100 mm左右。垂直液態水含量有躍增躍減現象，最大時超60 kg/m2，且冰雹指數在17∶00指示直徑在12 mm的冰雹發生概率在50%以上。實況證實在該地區產生了冰雹。冰雹生成是使庫倫旗在回波強度大于科區，回波影響時間較長，且在可降水含量更大的情況下，實際降水量級小于科區的一個重要原因。

4 風云衛星4A云圖分析

7月4日14∶00對流云團不斷發展擴大，科區位于其底部邊緣位置。14∶30位于紅外云圖上最白亮，云頂亮溫梯度最大處，對流云團發展強盛，15∶00的可見光云圖上，科區附近有明顯上沖云頂，19∶00對流云團逐漸向東南發展移動，降水逐漸結束。科爾沁區暴雨發生于中尺度對流系統云頂亮溫低中心附近及后側梯度大值區。受城市熱島效應影響，由熱力作用生成的對流云團移動很少或靜止。以卷云為主的淺槽云系與切變線云帶重疊一起，在午后云帶前界、卷云下方有對流云團初生，隨對流云團發展、云頂越來越高、冷云面積越增大[3]。符合切變線云帶前界處發展生成對流云團。

7月5日16∶00對流云團面積發展擴大，其前部逐漸合并生成MCS穩定在庫倫旗，17∶00可見光云圖上，可以清晰看出暴雨發生在范圍較大色調明亮的略呈盾狀卷云區西南端，東南邊界明顯向前方凸起，新對流單體不斷在老云團西南端生成，呈后向發展型。受其影響，庫倫奈曼旗多地發生短時強降水天氣。至21∶00無新發展的對流云團，降水逐漸減弱。庫倫暴雨是一次較典型颮風云團、后向發展型云團，在庫倫旗地形作用下維持時間較長。

5 結論

此次對流天氣發生在深厚氣層受槽前西南氣流控制，低空西南急流較強，暖平流明顯，而中高層暖平流較弱情況下，這種情況有利于對流不穩定發展。天氣尺度系統中，位于高空急流左側，強的下沉運動一方面有利于下沉逆溫，保存能量;另一方面使云系消散，利于地面升溫。而一直處在高空槽前則滿足系統性上升運動，低層切變線及地面輻合線是觸發機制，低空急流建立后輸送的暖濕空氣又滿足了局地熱力抬升?？茽柷邊^的城市效應一定程度上加大了局地熱力抬升，庫倫旗的地形則起到一定抬升作用。另外，逆溫層、高低空急流、低層輻合高層輻散又都有利于強雷暴發生。在預報方面衛星云圖可以觀察到對流云系全過程，可以通過預判云團類型來預測它的暴雨落區，但是在時間提前量上，雷達能更早觀測到上游小的對流單體，且可以更直觀推測回波即將影響的地區。除此之外預報下午是否發生強對流，08∶00的探空圖具有一定指示意義。

參考文獻

[1] 顧潤源.內蒙古自治區天氣預報手冊[M].北京：氣象出版社，2012.

[2] 陳渭民.衛星氣象學[M].氣象出版社，2003.

[3] 王寅鈞，陳渭民，吳彬.一次雷暴天氣發生發展的水汽圖和紅外云圖特征分析[J].自然災害學報，2012，21（2）：126–134.

責任編輯：黃艷飛