桃仙機場2020年8月13日暴雨過程天氣分析

（遼寧省民航東北地區空中交通管理局氣象中心，遼寧沈陽市，110069）張 玉 王程昱

1 概述

2020年8月13日，沈陽桃仙機場經歷了一場總降水量達到75.1mm的暴雨天氣。降水從8月13日07:17開始，直至20：26降水主題結束，降水期間出現多次中雨過程，并在14:17~14:27出現短時大雨，期間14：33~15：15還伴有雷暴。受天氣原因影響，共有3個航班復飛，1架次終止進近，6架次返航備降。本文將簡要分析當日天氣形勢以及暴雨成因。

2 天氣形勢

從13日00時（UTC，下同）的850hPa、700hPa及500hPa高度場（圖略）上可以看出，主要影響系統是位于蒙古東側的低渦云系，遼寧地區大部處于槽前偏南氣流，弱暖脊后部，在遼寧中部有氣旋性切邊存在。副高外圍588線位于遼寧東南部，日本海內以及朝鮮半島中部。從此時的環流形勢可以看出，遼寧地區處于整個系統前沿，受暖濕氣流影響，并隨著系統移近，將逐步影響遼寧大部。到13日06時，隨著低渦的發展，在850hPa，遼寧中部的切變線北抬遼寧北側，高空槽東移至遼西地區，槽前氣流加強，遼寧中部出現急流；700hPa圖上，高空槽也移動至遼西附近，遼寧、吉林也出現明顯的急流，此時也是出現大雨的時間；500hPa，低渦中心略有東移，588線位置穩定少動。到了13日12時，系統繼續東移，850hPa西南急流消失，高空槽壓在沈陽附近，預計不久將會移過，屆時本場主體降水也隨之結束，700hPa高空槽位置稍稍落后850hPa，槽前西南急流減小，并東移至遼寧、吉林東部，500hPa低渦中心繼續東移至內蒙古東北部附近，588線略有北抬。

圖1 06時剖面圖

圖1為06時風溫濕剖面圖，正是桃仙機場出現大雨的時間，從圖中可以看出，此時本場處于槽前西南急流區，上空濕度較大，西側濕度降低，且有一較弱溫度槽，與此后出現的雷暴有關。

天氣形勢圖說明：桃仙機場在8月13日處于高空槽前西南氣流中，隨著高空逐漸移進，在中午以及午后，出現低空急流，其打通的通道為遼寧地區帶來一條強大而穩定的水汽輸送帶，而且低空急流的建立，又使低層暖濕向上輸送，造成位勢不穩定，是桃仙機場暴雨的主要成因。

3 水汽

圖2 00時、06時、12時水汽通量圖

上 面 三 張 為8月13日00時、06時、12時 的850hPa水汽通量圖，從中看出：大值區一直處于遼寧及其以南地區，最強區與槽前西南氣流位置相一致，也與此處的低空急流相對應，并且隨著系統發展東移，水汽通量大值區亦逐步向東移動。桃仙機場午前位于水汽最強區的東北側；而到了06時，最強區向東移動，桃仙機場被覆蓋，而午后的降水也是最強；12時，最強區已經移至遼寧東部，桃仙機場降水也隨后逐漸結束。

水汽通量圖說明，本次暴雨過程，主要是槽前西南氣流與副高外圍共同作用，依靠低空急流建立的水汽輸送帶，將水汽源源不斷的輸送到東北中南部地區，06時左右水汽最充足，大雨概率最大，與實況相符。

4 能量

從東北地區8月13日的CAPE值（圖略）中可以看出，東北大部CAPE值0~300之間，500以上的大值區處于渤海以及西南區域，說明此次過程，對流不穩定能量發展并不十分旺盛，主體以降水天氣為主。13日午后出現的短時雷暴，考慮是層結并不穩定，仍然具有一定的能量，以及日變化所共同引起的。

5 渦度

選取北緯41.6°，東經116°~128°做渦度的00時、06時、12時的剖面圖，如圖3所示：

圖3 00時、06時、12時渦度剖面圖

從上述三張00時、06時、12時的渦度剖面圖當中看出：在00時，強渦度中心在桃仙機場西側，本場上空渦度較小，高層偉大范圍的負渦度區，表明此時高層有一定程度的輻散，但沒有明顯的中心；06時，本場上空低層偉強的正渦度中心，而高層為負，副中心在本場上空偏東，說明此時地面符合，高層輻散，本場上層有較強的上升運動，且有一定的傾斜性；12時，各層渦度的強度均已減弱，低層輻合也已經偏東，本場上空上升運動逐漸減弱至消失，說明此后強對流天氣將不再出現，與實況相符。

6 濕位渦

濕位渦在暴雨預報與分析中有較強的指導意義[1,2]，選取北緯41.6°，東經116°-128°做濕位渦的00時、06時、12時的剖面圖，如圖4所示：

桃仙機場位于東經123°附近，從上述濕位渦剖面圖中看出，在00時，在900hPa以下，東經120°附近為負的大值區，且梯度較大，06時，負的大值區中心在東經122°附近，且中心值有所增大。我們知道，濕位渦對于暴雨落區有較強的指導意義，且會稍提前于暴雨出現，而在06時，濕位渦大值區在桃仙機場上層低空的出現，與此后不久的大雨實況對應關系良好。到12時，大值區繼續東移至東經123°附近，但強度和范圍也已明顯減小，降水隨后逐漸減小直至結束。

圖4 濕位渦剖面圖

圖5 濕位渦975hPa、925hPa圖

如圖5所示，在06時的975hPa以及925hPa的東北區域濕位渦圖上，可以看出：975hPa上，負的大值區主要在遼西一帶，925hPa上，負的大值區在；遼寧中部附近，與實況數據以及衛星云圖相比較，925hPa比較接近實況，對于預報，具有一定的指示意義。而850hPa濕位渦圖（圖略）額與當時衛星云圖的云形配合較好

7 結論

綜上所述，本次暴雨過程，主要是因高空槽引起，槽前低空急流建立水汽通道提供水汽來源，并提供強降水的觸發機制。出現大雨時，渦度呈現下正上負形勢，上升氣流明顯，對于強對流降水具有一定指示意義。濕位渦的負中心對于暴雨落區具有較強指示意義，925hPa的濕位渦負中心與暴雨落區配合較好，850hPa與云形配合較好。