2016年8月25日濱州市暴雨天氣過(guò)程診斷分析

劉慧 劉德安

摘要 ? ?為提高預(yù)報(bào)水平、總結(jié)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)、增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力，本文對(duì)2016年8月25日山東省濱州市暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)果表明，低槽冷鋒是造成此次暴雨天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng)，為鋒前暖區(qū)暴雨，以鋒面降水為主;由于副高的阻擋，沒(méi)有明顯的南部暖濕氣流向北輸送，水汽條件主要依靠本地提供;地面冷高壓強(qiáng)度較大、范圍廣及地面氣壓梯度大是造成大風(fēng)的主要因素;假相當(dāng)位溫、K指數(shù)、散度、垂直速度等物理量有效配置是暴雨預(yù)報(bào)的重要指標(biāo)，與此次暴雨落區(qū)對(duì)應(yīng)較好;冷鋒鋒面抬升是此次過(guò)程低層不穩(wěn)定能量的主要觸發(fā)機(jī)制。

關(guān)鍵詞 ? ?暴雨;過(guò)程分析;山東濱州;2016年8月25日

中圖分類號(hào) ? ?P458.1+21.1 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）17-0194-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

2016年8月25日凌晨到下午山東省濱州市自北向南出現(xiàn)了一次大到暴雨、局部大暴雨的降水天氣過(guò)程，濱州市過(guò)程平均降水量56 mm，最大115.8 mm。全市有52個(gè)自動(dòng)觀測(cè)站降水超過(guò)50 mm，4個(gè)超過(guò)100 mm。降水后期，東北大風(fēng)從北部沿海逐漸向內(nèi)陸推進(jìn)，內(nèi)陸大部分地區(qū)陣風(fēng)7～8級(jí)，北部沿海陣風(fēng)9～10級(jí)。

因前期降水較多，已經(jīng)造成局部地區(qū)漬澇，尚未緩解，加之此次持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)降水，造成濱州市部分地區(qū)農(nóng)田積水，出現(xiàn)災(zāi)情。農(nóng)村困難群眾的住房多為土木結(jié)構(gòu)，抗災(zāi)能力差，降水后期東北風(fēng)力較大，因而造成房屋損壞和農(nóng)作物倒伏，災(zāi)情較嚴(yán)重。

暴雨作為濱州地區(qū)最主要的災(zāi)害性天氣之一，具有突發(fā)性、強(qiáng)度高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。已有很多氣象學(xué)者對(duì)魯西北地區(qū)暴雨的成因等進(jìn)行研究分析。楊學(xué)斌等[1]對(duì)山東一次持續(xù)的區(qū)域性暴雨進(jìn)行分析研究;張洪英等[2]對(duì)魯西北和魯中北部的一次由冷式切變線及其沿切變線活動(dòng)的低渦造成的區(qū)域性大暴雨進(jìn)行分析。這些研究對(duì)濱州地區(qū)暴雨預(yù)報(bào)工作具有重要的指導(dǎo)意義。為進(jìn)一步總結(jié)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)、提高預(yù)報(bào)水平和增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力，針對(duì)2016年8月25日暴雨過(guò)程，本文對(duì)其大尺度環(huán)流形勢(shì)、物理量場(chǎng)等對(duì)降水的影響等方面進(jìn)行了分析，以期為濱州地區(qū)暴雨天氣分析預(yù)報(bào)提供參考。

1 ? ?環(huán)流背景

從高低空環(huán)流形勢(shì)來(lái)看，24日8：00，500 hPa副高控制我國(guó)40°N以南大部地區(qū)，西伸至西藏地區(qū)，濱州市基本受副高控制。在60°N、120°E附近有明顯的氣旋性環(huán)流，對(duì)應(yīng)高空槽自環(huán)流中心向西南方向延伸至新疆以東，溫度槽略落后于高度槽，槽后有冷空氣的積累，槽前等溫線密集;700 hPa也基本處于副高內(nèi)部，在黑龍江以北形成低渦，其南部低槽位置較500 hPa偏前，于低渦中心至蒙古中部一帶;850 hPa低槽又較700 hPa偏前;地面冷高壓位于新疆以東，冷鋒位于中蒙邊界一線。至24日20：00，500 hPa高空槽東移南壓至黑龍江以北到蒙古中南部，副高略有南退，700 hPa低槽位置與500 hPa相近;850 hPa低槽位置較偏前，位于黑龍江以北至河套東北附近，濱州市受槽前西南氣流控制;地面冷高壓和地面冷鋒東移南壓，冷高壓前等壓線趨于密集，冷鋒移至冀中一帶。25日8：00，高空槽繼續(xù)南壓至黑龍江至內(nèi)蒙古中部，副高北部邊緣于魯中一帶，濱州市處于588 dagpm線外圍的偏西氣流中，中低層的低槽在沿黃一帶，在40°N附近溫度梯度較大;地面冷高壓中心在蒙古附近范圍增大，高壓前部等壓線十分密集，冷鋒南壓至魯西北附近。至此，濱州市大部地區(qū)已出現(xiàn)降水，北部地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨。到25日20：00，高空低槽、地面冷鋒基本移出，轉(zhuǎn)受偏北氣流控制，過(guò)程結(jié)束。

由以上分析，低槽冷鋒是造成此次暴雨過(guò)程的主要影響系統(tǒng)。高空低槽東移，對(duì)應(yīng)地面冷鋒南壓，副高邊緣有冷空氣下來(lái)，系統(tǒng)相互作用，暖濕空氣受鋒面抬升形成鋒前暖區(qū)暴雨，以鋒面降水為主。由于副高西伸位置偏西，此次降水沒(méi)有低空急流的配合，水汽主要由本地提供。地面冷高壓強(qiáng)度較大、范圍廣，高空有冷中心配合，冷高壓前等壓線十分密集，高空配合有明顯的鋒區(qū)，這些都是造成天氣過(guò)程中大風(fēng)的原因。

2 ? ?環(huán)境條件分析

2.1 ? ?水汽條件

從850 hPa比濕場(chǎng)來(lái)看，降水開始前，比濕由23日8：00的5 g/m3增加至24日20：00的14 g/m3左右，濕度不斷增強(qiáng)，為暴雨的產(chǎn)生提供了有利的水汽條件。降水期間，魯西北比濕也一直維持在14 g/m3左右，水汽含量較大，達(dá)到山東省暴雨指標(biāo)值[3]，過(guò)程中有充足的水汽供應(yīng)，有利于降水的維持。同時(shí)，過(guò)程中整層水汽含量很大，25日8：00大氣可降水量高達(dá)70 mm以上。可見，水汽條件相當(dāng)充沛。同時(shí)分析25日8：00 1 000 hPa水汽通量散度場(chǎng)可知，魯西北地區(qū)位于負(fù)值最大區(qū)附近，有氣流源源不斷地在魯西北地區(qū)輻合，為暴雨的產(chǎn)生提供了水汽支持。

此次過(guò)程由于副高的阻擋，并沒(méi)有明顯的南部暖濕氣流向北輸送，水汽條件主要依靠本地提供;而本地水汽如此充沛的情況比較少見。

2.2 ? ?層結(jié)穩(wěn)定度

從850 hPa假相當(dāng)位溫場(chǎng)來(lái)看，魯西北位于θse高能舌頂端，過(guò)程中θse值基本保持在70 ℃以上，部分地區(qū)高達(dá)80 ℃左右，表明具備很強(qiáng)的不穩(wěn)定能量。過(guò)程中K指數(shù)維持在35 ℃以上，說(shuō)明大氣層結(jié)也具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，為暴雨的產(chǎn)生提供了熱力不穩(wěn)定條件[4-5]。

2.3 ? ?動(dòng)力抬升條件

由散度場(chǎng)可以看出，25日8：00，魯西北地區(qū)高低層散度存在良好的配置，高層輻散抽吸作用有利于低層的輻合加強(qiáng)，而低層的輻合必然引起上升運(yùn)動(dòng)。由此可見，低層輻合、高層輻散的有效配置，為暴雨產(chǎn)生提供了良好的動(dòng)力條件[6]。從垂直速度場(chǎng)來(lái)看，抽吸作用產(chǎn)生了深厚的上升運(yùn)動(dòng)，魯西北處于負(fù)值大值中心附近，自下而上為一致的上升氣流，有利于暴雨的維持發(fā)展。冷鋒鋒面抬升是此次過(guò)程低層不穩(wěn)定能量的主要觸發(fā)機(jī)制。

3 ? ?雷達(dá)回波分析

24日傍晚前后開始有零散的弱降水回波自天津—河北一帶向偏東方向移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中不斷合并加強(qiáng)，形成大片混合云降水回波繼續(xù)向偏東方向移動(dòng)，主要影響濱州市北部沿海一帶。同時(shí)，其后不斷有零散回波加入合并，回波范圍不斷擴(kuò)大且在東移過(guò)程中有南壓趨勢(shì)。自25日0：00前后開始自北向南影響濱州，回波在東移南壓過(guò)程中強(qiáng)度逐漸減弱，結(jié)構(gòu)趨于松散。于25日下午移出，過(guò)程結(jié)束。

過(guò)程前期受混合云影響，出現(xiàn)雷電和短時(shí)強(qiáng)降水，由垂直剖面圖可見，較強(qiáng)回波（45～50 dBZ）基本在6 km以下（25日8：00 0 ℃層高度為5.7 km左右，-20 ℃層高度達(dá)9 km左右），較強(qiáng)回波伸展高度較低，云頂發(fā)展到10 km，達(dá)到-20 ℃層高度，出現(xiàn)雷電;過(guò)程后期主要為層狀云降水回波，回波強(qiáng)度為30～45 dBZ，局地回波強(qiáng)度達(dá)50 dBZ。從垂直積分液態(tài)水含量來(lái)看，VIL值基本在10 kg/m2以內(nèi)，VIL值較小，以穩(wěn)定性降水為主（圖1）。

由濱州雷達(dá)站25日10：44的0.5°、1.5°、24°仰角徑向速度圖可以看出，雷達(dá)50 km范圍內(nèi)零徑向速度線呈反“S”形，并且仰角越高特征越明顯，風(fēng)向由雷達(dá)附近的東北風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫嚯x測(cè)站50 km附近高空的偏北風(fēng)，風(fēng)向隨高度逆轉(zhuǎn)，表示在雷達(dá)探測(cè)范圍50 km內(nèi)較高層次存在冷平流，表明冷鋒過(guò)后，已受冷空氣影響。

由圖2可知，雷達(dá)約50 km探測(cè)范圍內(nèi)零等速線呈西北—東南向的直線，即實(shí)際風(fēng)向從雷達(dá)到50 km對(duì)應(yīng)高度都是均勻的東北風(fēng)。此外，3個(gè)仰角的徑向速度圖上均出現(xiàn)了一對(duì)最大、最小徑向速度——“牛眼”型結(jié)構(gòu)，最大數(shù)值約27 m/s，并且隨著仰角的抬高，“牛眼”的范圍縮小，表明大風(fēng)區(qū)范圍隨高度抬升而縮小;近距離低仰角處存在正負(fù)速度對(duì)，說(shuō)明地面對(duì)應(yīng)有大風(fēng)區(qū)。對(duì)比實(shí)況可知，對(duì)應(yīng)時(shí)刻地面為一致的東北大風(fēng)，風(fēng)力達(dá)7級(jí)左右。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

結(jié)果表明，低槽冷鋒是造成此次暴雨天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng)，為鋒前暖區(qū)暴雨，以鋒面降水為主。此次過(guò)程由于副高的阻擋，沒(méi)有明顯的南部暖濕氣流向北輸送，水汽條件主要依靠本地提供。地面冷高壓強(qiáng)度較大、范圍廣及地面氣壓梯度大是造成大風(fēng)的主要因素。假相當(dāng)位溫、K指數(shù)、散度、垂直速度等物理量有效配置是暴雨預(yù)報(bào)的重要指標(biāo)，與此次暴雨落區(qū)對(duì)應(yīng)較好。冷鋒鋒面抬升是此次過(guò)程低層不穩(wěn)定能量的主要觸發(fā)機(jī)制。

5 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 楊學(xué)斌，代玉田，陳華凱，等.魯西北一次持續(xù)性暴雨成因分析[J].氣象科學(xué)，2016，36（2）：275-282.

[2] 張洪英，王英.一次冷式切變線引發(fā)區(qū)域性大暴雨過(guò)程分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（9）：4669-4670.

[3] 周雪松，吳煒，孫星池.山東暴雨天氣學(xué)預(yù)報(bào)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)特征分析[J].氣象，2014，40（6）：744-753.

[4] 胡容，史小康，李耀東.重慶一次暴雨過(guò)程的診斷分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2016，39（1）：66-73.

[5] 孫建華，汪匯潔，衛(wèi)捷，等.江淮區(qū)域持續(xù)性暴雨過(guò)程的水汽源地和輸送特征[J].氣象學(xué)報(bào)，2016，74（4）：542-555.

[6] 徐芬，王博妮，夏文梅，等.長(zhǎng)江中下游地區(qū)一次春季暴雨過(guò)程的多普勒雷達(dá)速度特征分析與研究[J].高原氣象，2014，33（2）：548-556.