2021年汛期松遼流域首場強降雨過程分析

牛立強，周 炫

（松遼水利委員會水文局（信息中心），吉林長春130021）

0 引言

松遼流域地處中高緯度，夏季暴雨、強對流天氣多發，具有空間分布不均、突發性強、雨強大、降水時間集中等特點，大范圍強降雨和局地暴雨均可能造成嚴重的洪澇災害，危害人民群眾生命和財產安全。針對我國東北地區暴雨有很多學者進行了研究：孟慶濤等[1]將東北地區夏季暴雨分為6類，分別為臺風與西風帶系統的遠距離相互作用、登陸臺風北上與西風帶系統相互作用、臺風直接暴雨、低槽冷鋒暴雨、低空切變型暴雨、東北低渦暴雨。孫力等[2]對1998 年松嫩流域東北冷渦暴雨過程進行診斷分析，指出東亞阻高、西太平洋副高和東北冷渦及它們在強度和位置上的最佳配置構成了松嫩流域持續性暴雨的大尺度環流背景。姬菊枝等[3]對東北地區中北部的一次區域暴雨天氣進行了分析，指出暴雨和雷暴天氣發生區與MCC冷云相對應。下文主要應用天氣學分析和物理量診斷方法，利用NCEP（美國國家環境預報中心）的1°×1°逐6 h 再分析資料和降水實況資料，從環流形勢、物理量場特征等方面對2021 年汛期松遼流域首場強降雨過程進行詳細分析。

1 降水實況

2021年6月1—5日，嫩江、黑龍江干流、第二松花江、松花江干流、圖們江、遼河干流、渾太河、鴨綠江等地降大到暴雨，局地大暴雨，并伴有短時強降水等強對流天氣，最大點雨量為第二松花江山麻河四道溝站（吉林省-吉林市-樺甸市）159.2 mm，主要降水時段為6 月2 日，1 h 最大雨強為第二松花江伊通河湖西路站（吉林省-長春市-朝陽區）51.2 mm，出現在6 月2 日15 時。面雨量較大的有：第二松花江69.1 mm，東遼河60.7 mm，綏芬河53.1 mm，渾太河49.7 mm，鴨綠江46.6 mm，圖們江43.5 mm，遼河干流41.2 mm。由此可見，此次降雨過程具有持續時間較長、影響范圍廣、累積雨量大、小時雨強大等特點。

2 環流形勢

6 月 1 日 20 時，500.0 hPa 中高緯度環流呈經向型分布，貝加爾湖北側和鄂霍次克海到日本海一帶各有一個高壓脊。極地冷空氣沿貝加爾湖北側高壓脊脊前偏北氣流輸送至內蒙古呼倫貝爾西部，受鄂霍次克海到日本海一帶阻塞高壓阻擋影響，冷空氣不斷堆積，發展成東北冷渦。溫度槽落后于高度槽，表明斜壓性較強，冷渦處于發展階段。2 日20 時，冷渦中心移至內蒙古興安盟附近，強降水發生在冷渦第一和第四象限。因鄂霍次克海到日本海一帶阻塞高壓穩定少動，導致高空冷渦東移緩慢，強度長時間維持，是此次降雨天氣持續時間較長的原因。隨著鄂霍次克海到日本海一帶阻塞高壓的減弱和東退，到5 日14 時，高空冷渦中心移出松遼流域，降雨過程基本結束。850.0 hPa高空，6 月1 日20 時，在尼爾基流域至松花江干流北側有一切變線導致松遼流域北部出現強降雨，內蒙古中部上空受高空槽前正渦度平流影響，有一個低渦生成并向東向北移動。2 日20 時，低渦中心移至內蒙古興安盟附近，松遼流域東南部處于“人字形”切變中，風速大于12 m/s 的偏南急流將黃海、渤海水汽不斷向松遼流域中南部輸送。松遼流域中南部處于暖平流區，不斷地積聚能量，形成“上冷下暖”高低空配置，有利于強對流的發生。5 日14 時，低渦中心移出松遼流域，降雨過程基本結束。地面則表現為蒙古氣旋發展加強，中心強度由1 005.0 hPa 降至987.5 hPa，地面冷鋒橫穿松遼流域，產生強降雨。

3 物理量場特征

因1 h最大雨強出現在第二松花江伊通河湖西路站，且6月2日湖西路站降雨量為124.8 mm，因此以湖西路站暴雨為例，分析其各種物理量場特征。

3.1 動力條件

從散度分布來看，6月2日14時，湖西路站上空500.0～850.0 hPa散度場均為負值，表明中低層輻合較強，最大輻合中心位于550.0 hPa 附近，中心強度增強至-8×10-5/s，同時350.0 hPa附近有一個8×10-5/s輻散中心與之對應，這種中低層輻合、高層輻散形勢，有利于暴雨產生。從渦度來看，6 月2 日14時，湖西路站從近地面至550.0 hPa 上空為正渦度，大值中心位于650.0 hPa 附近，強度達9×10-5/s，說明從近地面至中層有強烈的抽吸作用，有利于暴雨的產生。

3.2 熱力條件

從假相當位溫看，6 月2 日14 時，湖西路站上空700.0 hPa 以下假相當位溫隨高度遞減，往上隨高度遞增，即700.0 hPa 以下有較強的對流不穩定，加上900.0 hPa 以下比濕值大于10 g/kg，為暴雨的產生提供了有利的熱力和水汽條件。2 日20 時，短時強降水發生后，能量釋放，假相當位溫迅速減小。

3.3 水汽條件

從水汽通量來看，6 月2 日14 時，水汽主要來源于渤海和黃海，松遼流域中南部水汽通量均大于 8 g/（s·hPa·cm），最大值達20 g/（s·hPa·cm），850.0 hPa偏南急流將黃海、渤海水汽不斷向松遼流域中南部輸送，為暴雨的發生提供了較好的水汽供應。從水汽通量散度看，6月2日14時，湖西路站上空500.0～900.0 hPa都有水汽通量輻合，并且最大輻合中心位于850.0 hPa，強度達-4×10-8g/（s·cm2·hPa），表明湖西路站上空有較強的水汽通量輻合。

3.4 Q 矢量鋒生函數

6 月1 日20 時，松遼流域西部開始有鋒生出現并向東移；6 月2 日14 時鋒生區逐漸東移并覆蓋松遼流域中南部地區，強度增強，此時降雨也隨之增強；15時湖西路站小時雨強達51.2 mm，伴隨強降雨的發生，鋒生開始減弱；20 時鋒生區移出吉林省長春地區，湖西路站降雨量也開始明顯減小。由此可見，鋒生導致降雨加強，鋒消降雨開始減弱，二者之間存在較好的相關性。因此，850 hPa 的Q 矢量鋒生函數對強降雨的發生具有較好的預報指示意義。

4 結語

通過以上分析可知，由東北冷渦配合地面蒙古氣旋強烈發展引發了此次強降雨過程，且動力、熱力和水汽條件均有利于暴雨的產生。850.0 hPa的Q 矢量鋒生函數對強降雨的發生具有較好的預報指示意義。因此，在今后的暴雨洪水預報中可將850.0 hPa 的Q 矢量鋒生函數作為一個重要的預報因子。