姜湖園
(內蒙古牙克石市氣象局,內蒙古 呼倫貝爾 022150)
對于我國北方夏季暴雨的研究一直以來從未間斷,氣旋降雨具有連續(xù)性降雨的特征。 而由暴雨造成的洪澇災害以及滑坡、 泥石流等次生災害往往導致堤壩決堤和農作物被淹等重大經濟損失[1]。 呼倫貝爾市地處內蒙古自治區(qū)東北部,受季風影響,夏季多雨。 因此,對此次強降雨天氣過程特點、環(huán)流形勢、要素場特征及形成機理進行分析和探討, 以提高對此類強降雨天氣的預報預警提供有價值的參考[2]。
2019 年6 月3 日8:00—4 日8:00, 呼倫貝爾市多地出現短時強降水,雨量分布如圖1 所示。 其中阿榮旗的復興鎮(zhèn)24 小時降雨量為59.2mm,達到暴雨量級,有14 個雨量站降大雨。 本文運用實況資料、環(huán)流形勢、物理量場及云圖進行診斷分析, 希望能為以后的大雨及暴雨預報提供可供參考的依據。
3 日08:00,從500hPa 高度場和850hpa 風場來看,此時冷渦位于呼倫貝爾南部地區(qū),850hPa 風場輻合明顯,20:00 冷渦進一步東移,該市東南部位于冷渦頂部影響之中, 由于偏東風在嶺東地形作用下更利于水汽匯聚抬升,使得降水進一步增強。 總體而言,這次大到暴雨是冷渦環(huán)流背景場下產生的[3]。 如圖2 所示。

圖2 2019 年6 月3 日環(huán)流形勢(a)08:00(b)20:00
3 日08:00(圖略),氣旋中心位于該市西南部地區(qū),中心達到995hPa,17:00 氣旋進一步移動至該市東南部地區(qū),中心達到990hPa,說明氣旋在東移過程中由于受大興安嶺地形的影響,使得氣旋在東移過程中也不斷增強,這都會利于降水的持續(xù)增強。
3.1.1 水汽通量分析
在3 日(圖3a、3b)08:00 850hPa 水汽通量圖上分析,這次水汽是從渤海和東海輸送過來的,水汽通道通暢,水汽輸送明顯,水汽輸送中心值達到9·cm-1·hPa-1·s-1,20:00水汽輸送進一步東移, 水汽輻合也從南部逐漸移動至該市東南部地區(qū),中心值達到9·cm-1·hPa-1·s-1,說明水汽輸送一直在該市南部地區(qū)比較完整, 這也是這一地區(qū)水汽源源不斷的原因。
3.1.2 K 指數分析
從K 指數(圖3c、3d)上分析,08:00 在該市東南部達到25℃,風場切變也位于這一地區(qū),說明能量已經在這一地區(qū)有所聚集,20:00 K 指數25℃范圍進一步擴大, 在該市東南部大部地區(qū)均受其影響, 而且風場輻合進一步增強,有利于不穩(wěn)定能量在這一地區(qū)產生并釋放,結合實況可知這一區(qū)域降水最強。


圖3(a)08:00 850hPa 水汽通量場(b)20:00 850hPa 水汽通量場(c)08:00 K 指數圖(d)20:00 K 指數圖
3.1.3 垂直速度分析
從垂直速度分析,850hPa、500hPa、200hPa 上均為負值區(qū),垂直速度負值為上升運動,上升運動有利于將水汽向上輸送,上升速度越大,降水量越大,因此較大的垂直速度為此次降雨過程提供了有利的抬升條件。
3 日08 時,850hPa 比濕基本都達到了6g/kg 以上,3日20 時比濕達到了10g/kg 以上, 說明水氣條件很好,在整個降水時段里達到了8g/kg。 3 日20 時起到4 日20 時850hPa 呼倫貝爾大部分的地區(qū)相對濕度均在80%以上,較好的相對濕度為此次降雨提供了充足的水汽條件。
從衛(wèi)星云圖上(圖略)可見存在渦旋云系在該市上空,08:00 冷渦中心位于該市西南部地區(qū), 之后不斷東移,在移動過程中也出現比較小的對流云團產生。 結合云圖可知,此次降雨的云團發(fā)展比較深厚,應該是高云、中云和低云共同作用的結果[4]。
天氣過程后的預報檢驗十分必要,針對各種模式的不同要素對對比分析,可歸納出對應本地區(qū)各模式各要素預報的優(yōu)勢,對今后的預報具有更好的指導意義。
通過對比EC 模式和T639 模式的降水概率及24 小時間隔降水量級, 對此次降水過程的降雨量級過程和落區(qū)預報進行對比檢驗。 降水實況呼倫貝爾市中東部地區(qū)偏大,局部出現大到暴雨,南部大部分地區(qū)出現了小到中雨,EC 和T639 兩種模式均報了降水, 降水量都在大部分地區(qū)小到中雨,局地大到暴雨的降水量級,兩種模式的降水落區(qū)基本一致, 但T639 降中雨落區(qū)范圍更大一些,更接近中雨落區(qū)的實況。 EC 模式降大雨概率最大報出80%左右,而T639 模式降大雨概率最大報出70%左右,兩個對比,EC 模式在概率預報方面會更好些。
1)冷渦或低槽東移過程中移動緩慢,是這次強降水發(fā)生的重要環(huán)境背景條件之一。
2)水汽通道完整且有風場輻合,是此次大到暴雨的一個重要特點。
3)K 指數大于25℃一般說明不穩(wěn)定能量條件較好,利于大到暴雨的產生。
4)較大的垂直速度為此次降雨過程提供了有利的抬升條件。
5)較好的相對濕度為此次降雨提供了充足的水汽條件。
在出現強降水時,大都會有對流性云團產生,一般也會有多層云系出現。