焦作汛期首場暴雨漏報原因分析

肖杰

（河南省焦作市氣象局，河南 焦作 454003）

1 天氣實況

2011年7月2日夜里到3日，焦作出現汛期以來首場區域性暴雨。強降水主要集中2日夜里，各縣市觀測站12小時降水量（2日20時～3日08時，單位：mm）：焦作95.6、修武61.9、武陟39.6、沁陽98.0、博愛75.0、孟州45.2、溫縣20.1。鄉鎮雨量站上有5個降水量超100mm，最大降水量為沁陽柏鄉120.8mm。據民政局統計：房屋倒塌240間，損壞370間，受災18334人，經濟損失437.35萬，農作物受災997公頃。市氣象臺于2日下午對外發布24小時預報：今天夜里到明天白天多云間陰天，有中陣雨，局部大到暴雨。預報比實況偏小2個量級，焦作首場區域性暴雨漏報。為做好預報工作減輕災害，有必要對這類天氣過程進行分析總結。

2 環流形勢和影響系統分析

2.1 環流形勢分析

2日8時500hpa高空圖上，中高緯度為兩槽一脊型。高壓脊位于東經110°附近，從河套北部伸向中西伯利亞地區。兩個低槽分別位于東經80°和130°附近。內蒙東北部有一低渦，低渦槽伸向華北地區。另外有幾個短波槽分別位于我國新疆地區、青海西部、甘肅西南部到四川和內蒙東部。副熱帶高壓位于長江以南地區。河南北部處在槽前和584線之間強盛的西南暖濕氣流中，這是一次副高邊緣的降水。短期內低槽攜帶冷空氣東移影響焦作，副高略有南退，焦作出現區域性暴雨。

圖1 2日08時500hpa環流形勢和高低層配置

2.2 高空影響系統分析

2日08時500hpa高空圖上，588線位于長江下游以南，584線控制河南南部，低槽位于甘肅西南部到四川。在低槽和584線之間，有一個西南風最大風速帶，將水汽源源不斷地向焦作輸送。內蒙東北部有一低渦，有冷平流影響華北地區。700hpa圖上，北緯36°線以南大部分地區受12°暖中心控制，850hpa焦作受22°線暖區控制。同時，700和850hpa鄭州站溫度露點差分別為2和4，處于飽和區中。前期的高溫高濕為暴雨的產生提供充分的能量和水汽條件。另外，從云南東部伸向河南南陽有一西南急流，焦作上空有風速的輻合，850hpa西南急流較700hpa略微偏東，水汽通道暢通，向暴雨源源不斷不送水汽。河套西部有一304線閉合低渦，切邊線位于山西到北京一線。

2日20時500hpa圖上，低槽東移至西安-成都一線，且有所減弱。而584線并沒有減弱南退，位置較上一時次基本無變化。說明副高比較強盛，而低槽是減弱收縮東移。但是700hpa高空圖上，304低渦較上一時次范圍和強度有所減小，原先位于山西到北京一線的切變線此時西段位置變化不大，東段明顯南壓至焦作上空。鄭州到邢臺為西南風到東南風的切變。輻合上升運動使焦作降水加強，有利于暴雨的產生。

3日08時500hpa圖上，低槽收縮東移河北南部-我市東北部一帶，584線東段略有南壓。但580線西段迅速發展為一高壓脊，和貝加爾部南部高壓脊連成一片。3日白天焦作將受高壓脊前西西北氣流控制，降水逐漸停止。

2.3 地面影響系統分析

2日14時地面圖上，從四川伸向我省有一暖倒槽發展，降水前夕焦作受暖低壓控制，氣溫較高，全市氣溫在32～35°之間，高溫高濕有一定的不穩定能量，此時冷空氣前鋒已經移至華北北部。2日20時，冷鋒繼續南壓至山西一帶，暖倒槽有所減弱。3日02時，冷鋒已過焦作。因此冷鋒在2日20時到3日02時這段時間內過境，冷暖空氣在焦作上空交匯使大氣斜壓性加大，觸發了暴雨的產生。3日08時，此時冷空氣前鋒已經到達河南中部，焦作白天降水減弱。

3 對數值預報產品檢驗

業務中對數值預報產品過分依賴已經成為當前預報的一個嚴重問題，因此有必要對其檢驗。本次過程通過對ECMWF進行檢驗，發現對500hpa的環流形勢預報較為準確，與實況基本吻合。2日20時，低槽東移至西安-成都一線，且有所減弱。而584線并沒有減弱南退，位置較上一時次基本無變化。3日08時，低槽收縮東移河北南部-我市東北部一帶，584線東段略有南壓。但580線西段迅速發展為一高壓脊，和貝加爾部南部高壓脊連成一片。3日白天焦作將受高壓脊前西西北氣流控制。但ECMWF對700hpa的風場預報并不是很好，2日08時700hpa，甘肅附近有一人字形切變線，東段伸向陜北、山西到河北一帶。EC 1日20時預報2日20時700hpa切變線略有東擴，但東段穩定維持在陜西-山西-河北一帶。而實況切變線東段明顯南壓到我市上空，因此造成預報比實況量級偏小，區域性暴雨漏報。從以往經驗發現，ECMWF對700hpa的風場預報和實況有些差異，而且經常出現ECMWF預報的風場風速與實況風速偏弱的狀況。

4 熱力和動力條件分析

4.1 熱力不穩定條件分析

假相當位溫是表征大氣溫度、濕度等狀況的綜合特征量。因此對于此次暴雨，分析假相當位溫可更好了解其環境條件。2日08時850hpa假相當位溫圖上，四川伸向河南北部為假相當位溫高值區。2日20時假相當位溫高值區較上一時次有所加強且范圍擴發，整個河南省處在高值區，且等值線較為密集，表明該區存在明顯的能量鋒區，而暴雨的發生與能量鋒區有密切關系。同時，從2日08時探空圖上也可以看到，600hpa以下水汽含量很大接近飽和，往上水汽含量逐漸減小，在500hpa以上，水汽含量急劇減小，有一個明顯的干層，這種上干下濕的層結有一定的不穩定能量。同時鄭州站K指數為41，沙氏指數-1.82。但是對流對流有效位能較小209.8，且小于對流抑制404.4。2日20時，對流有效位能雖然大于對流抑制，但是依然較小，只有16.5。因此此次過程雖然有雷電，但并不是非常強的強對流天氣。而且雨勢也相對均勻。

4.2 動力條件分析

4.2.1 散度場分析

分析35.23N線上的散度場，可以看出，2日08時，焦作在低層大約830hpa以下處在弱的輻散場中，830hpa以上到550hpa焦作處在輻合上升區中，中心最大值-10×10-5s-1，550hpa以上受強輻散中心控制，中心最大值25×10-5s-1。同時在上游地區，100E到110E附近呈現出底層明顯的強輻合高層強輻散結構。2日20時，可以看出上游強輻合輻散大值區東移控制焦作。焦作低層由原先的弱輻散區變成強輻合區中，中心最大值-20×10-5s-1，高層有兩個強輻散中心。因此整層配置低層強輻合高層強輻散，由于抽氣作用，有明顯的上升運動，從而有利于降水的加強，因此可以預報2日夜里降水將加強。3日08時。可以看出低層強輻合輻散區明顯下傳，而且梯度加大。3日白天隨著大值區的東移，焦作降水將逐漸停止。

4.2.2 垂直速度場分析

分析35.23N線上的垂直速度場，看出，2日08時，降水開始前，95E到120E上空是大片上升運動區，且在500hpa附近強度達到最大，中心最大值值為-25m/s，焦作為-20m/s。2日20時，上一時次大片上升運動區分裂成三個強中心，分別位于98E、110E、125E附近。焦作處于強上升運動區中，降水加強。同時上游98E附近的強上升運動區也將繼續東移影響焦作。3日08時，焦作上空還存在上升，但強度減弱，且上游95E到105E上空基本處在下沉區，且下沉區繼續東移控制焦作，焦作3日白天降水漸結束。

5 多普勒天氣雷達反射率因子分析

19：02，晉城南部有一小塊對流回波南壓影響焦作，回波中心強度最大值達到55dbz。焦作北部出現強對流天氣，風速較大，自動站上有不少站點極大風速在12m/s以上。20：46分回波已經東移出我市。這塊回波對焦作的影響時間較短，而且影響范圍也小，只影響焦作北部地區。此后焦作降水有一個短暫的間歇。23：06，山西南部到我省北部有一個東西向的強回波帶，未來回波繼續東南壓影響焦作，焦作新一輪降水開始。此后雖然回波強度南壓中有所減弱，但由于不斷有回波生成發展，大片回波區連綿不斷地東移控制焦作上空，降水持續時間長（從2日23：06分到3日7：17分，持續8個小時），“列車效應”有利于焦作出現區域性暴雨。3日白天，回波區大大減弱且東移出焦作，焦作降水逐漸停止。

6 結語

1、暴雨主要原因是西風槽東移，副高略有南退，700hpa切變線明顯南壓將雨帶南壓至焦作。700hpa和850hpa分別有一只西南急流，向我市輸送大量水汽，有利暴雨產生。

2、ECMWF雖對500hpa環流形勢預報準確，但對700hpa風場預報并不好。實際對實況分析不徹底，過于依賴數值預報產品。

3、T639的在這次預報中有參考價值。如T639在1日20時預報垂直速度大值區在2日夜里明顯南壓逐漸控制我市，和實況吻合。實際上強降水在2日夜里而不是3日白天。但是各產品都把強降水報在了3日白天。這是本次T639的優越所在。

4、前期的高溫高濕為暴雨產生提供較大能量。低層強輻合高層強輻散的散度場配置，增強大氣抽氣作用，導致暴雨區上空較強的垂直上升運動，從而有利于降水的加強，為暴雨的產生提供動力條件。垂直速度場上焦作處于強上升運動區中。

5、雷達回波上“列車效應”使降水持續時間長，有利于焦作出現區域性暴雨。