2020 年包頭市希拉穆仁草原夏季降水分析

內(nèi)蒙古包頭市氣象臺 王東 魏丹 夏雪蓮 姚錦桃

1 希拉穆仁簡介

希拉穆仁，意為“黃色的河”。希拉穆仁草原地處陰山北麓，位于達(dá)茂旗東南端，總面積720km2，是典型的沙化草原，牧草和畜牧業(yè)及旅游業(yè)是該地區(qū)的主要產(chǎn)業(yè)。如圖1 所示。

圖1 希拉穆仁草原的美麗景觀

在我國的氣候區(qū)劃分里，希拉穆仁屬于中溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候，年平均降水量280.4mm，降水主要集中在夏季（6～8月），平均降水量為180.4mm。盛夏7 月，月降水量平均為72.3mm 左右。

2 夏季(6～8 月)包頭市及希拉穆仁草原降水概況

2020 年夏季（6～8 月），包頭市降水量為97.4～345.6mm，與常年同期相比，除北部的滿都拉偏少1 成外，其余地區(qū)偏多2成～1 倍。希拉穆仁夏季的降水量為345.6mm，是常年同期（180.4mm）的1.9 倍。7 月份的降水量占到全年年平均降水量的8 成左右（圖2）和（圖3）。總之，今年夏季希拉穆仁草原在降水量、降雨日數(shù)和不同降雨強(qiáng)度的頻次等要素方面均創(chuàng)下了新的極值。

圖2 7 月份降水量占全年降水量的8 成

圖3 夏季降水量比全年降水量偏多2 成

2.1 累計降雨量同期最多

希拉穆仁2020 年夏季累計降水量345.6mm，接近多年平均值的2 倍；7 月份降水量210.8mm，是多年平均值的3 倍，兩項要素均突破當(dāng)?shù)?961 年以來歷史同期的極值。

2.2 降雨日數(shù)列歷史首位

2020 年6 月至8 月，希拉穆仁降雨日數(shù)59 天，其中，≥10mm 的降雨日數(shù)出現(xiàn)11 天，比常年（5 天）偏多6 天，創(chuàng)歷史同期極值；≥25mm（大雨）的降雨日數(shù)出現(xiàn)4 天，追平歷史同期最高紀(jì)錄。7 月份≥10mm 的降雨日數(shù)有7 天，比常年（2 天）偏多5天，為當(dāng)?shù)? 月歷史同期最多。

2.3 暴雨過程的次數(shù)為歷史之最

2020 年7 月份希拉穆仁出現(xiàn)2 次12 時（08～20 時）降水量≥30mm（暴雨） 以上的降雨天氣過程，7 月11 日降水量56.9mm，7 月26 日降水量39.9mm，暴雨出現(xiàn)次數(shù)刷新1961 年以來歷史同期紀(jì)錄。

3 造成今年夏季降雨特點的原因

造成希拉穆仁2020 年夏季降雨量偏多并突破幾項降水要素歷史極值的原因，主要有以下幾個方面：

（1）盛夏7 月，在高空圖（500hPa）上，西太平洋副熱帶高壓位置比常年明顯偏西，強(qiáng)度偏強(qiáng)，維持時間也長。副熱帶高壓的這種環(huán)流配置特征，使影響包頭市降水的西南暖濕氣流強(qiáng)盛，包頭市高空氣流輻合好，容易產(chǎn)生大范圍的降水，特別是在山區(qū)及鄰近地區(qū)容易造成局地強(qiáng)對流天氣。

（2）亞洲中緯度西風(fēng)氣流帶上的天氣系統(tǒng)以槽脊移動型居多，長波阻塞形勢偏少，使影響包頭市的冷空氣活動次數(shù)頻繁，在時間序列上降水過程偏多，降水強(qiáng)度大，雨量充沛。

（3）根據(jù)低空（850hPa）圖上的溫濕場（假相當(dāng)位溫）顯示（圖4），7 月份包頭市東部地區(qū)處在西南—東北向的高能舌中，與往年相比，表現(xiàn)出較大的正距平。為包頭全市及大青山北部強(qiáng)對流天氣的發(fā)生提供了大量的正能量，造成東部地區(qū)特別是希拉穆仁草原一帶降水強(qiáng)度偏大，降水量偏多。

圖4 7 月份850hPa 假相當(dāng)位溫距平圖

4 局地強(qiáng)對流天氣引發(fā)龍卷風(fēng)

龍卷風(fēng)屬于局地性、小尺度、突發(fā)性的強(qiáng)對流災(zāi)害天氣，強(qiáng)烈的上升氣流與各方向的切變風(fēng)相互作用，使得氣流中部開始旋轉(zhuǎn)，并向上下擴(kuò)展，形成柱狀空氣渦旋，其旋轉(zhuǎn)直徑逐漸變小，旋轉(zhuǎn)速度越來越快，空氣渦旋越來越猛烈。當(dāng)渦旋慢慢向下擴(kuò)展到地面時，使地面上產(chǎn)生強(qiáng)大的負(fù)壓，這就是極具摧毀力的龍卷風(fēng)。

2020 年8 月9 日15 時30 分許，希拉穆仁鎮(zhèn)呼和點素嘎查天鵝湖度假村突發(fā)龍卷風(fēng)。龍卷風(fēng)以130m/s 的移動速度穿過旅游景區(qū)，導(dǎo)致33 人不同程度受傷，188 頂蒙古包受損或傾倒，多處設(shè)施被毀，附近5 戶牧民房屋及車輛受損。如圖5 所示。

圖5 龍卷風(fēng)發(fā)生及災(zāi)后現(xiàn)場圖

在龍卷風(fēng)天氣發(fā)生時段，兩個距離最近的氣象站觀測數(shù)據(jù)顯示，希拉穆仁國家基準(zhǔn)氣候站最大風(fēng)速16.3m/s，風(fēng)向北風(fēng)，天氣現(xiàn)象陣雨；石寶鎮(zhèn)六要素區(qū)域自動站最大風(fēng)速30.9m/s，風(fēng)向偏北風(fēng)。龍卷風(fēng)經(jīng)過的區(qū)域地風(fēng)力極大，伴有1.5cm 大小冰雹。

呼和浩特測雨雷達(dá)探測顯示，9 日15 時35 分，包頭市達(dá)茂旗希拉穆鎮(zhèn)境內(nèi)有強(qiáng)對流系統(tǒng)快速發(fā)展增強(qiáng)，最大回波強(qiáng)度63dBz，回波主體移動方向為130°（如圖6 所示）。回波西側(cè)入流邊界清晰，并具有較大回波梯度；反射率因子及徑向速度產(chǎn)品可見鉤狀回波和中氣旋，中氣旋旋轉(zhuǎn)速度約18～20m/s，高度約960m；最低仰角觀測到的最大徑向速度為-31m/s，距離雷達(dá)約69km，高度約為1400m。如圖7 所示。

圖6 9 日15 時30 分呼和浩特雷達(dá)反射率因子圖

圖7 9 日15 時30 分呼和浩特雷達(dá)中氣旋特征圖

龍卷風(fēng)這種天氣在包頭市范圍內(nèi)，特別是希拉穆仁草原區(qū)出現(xiàn)是比較罕見的。據(jù)氣象資料統(tǒng)計，今年夏季希拉穆仁的龍卷風(fēng)是近30 年來首次出現(xiàn)，也是自1961 年以來有正式觀測和記錄的歷史第二次，上一次出現(xiàn)在1989 年8 月18 日13 時左右。

5 看法和建議

通過對2021 年夏季希拉穆仁地區(qū)的天氣氣候分析，我們認(rèn)為，造成當(dāng)?shù)貥O端天氣發(fā)生的原因可能與近幾十年來全球氣候變暖和2019 年厄爾尼諾現(xiàn)象有很大的關(guān)系（據(jù)報道，2021 年的極端氣候可能還與向拉尼娜現(xiàn)象轉(zhuǎn)變的過程有關(guān)）。因此，我們要更加注重在氣候變化的大背景下局地氣候?qū)θ驓夂蜃兓捻憫?yīng)程度以及氣候變化對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。在為當(dāng)?shù)馗骷壵⑾嚓P(guān)部門規(guī)劃生產(chǎn)發(fā)展和設(shè)計經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖時，氣象部門應(yīng)當(dāng)提前研究氣候變化的規(guī)律，提供優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)產(chǎn)品。