2021 年齊齊哈爾地區(qū)一次大暴雨過(guò)程分析

孫 源，劉長(zhǎng)成，陳 晨，祝玉梅

（齊齊哈爾市氣象局，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 引言

暴雨是我國(guó)主要自然災(zāi)害之一，暴雨的發(fā)生和發(fā)展有著明顯的局地性和突發(fā)性。暴雨一般泛指降水強(qiáng)度很大的降水事件，在業(yè)務(wù)工作中通常以24 h降水量（R24）為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義[1-2]。2021 年齊齊哈爾市平均降水量比常年偏多50.7%，為1961 年以來(lái)第2，夏季降水量514.9 mm，比常年多56%，7 月整體雨日增多，降水比歷年偏多近1 倍。本文對(duì)2021年7 月17-20 日發(fā)生的一次大暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行了診斷分析。

2 降水實(shí)況

2021 年7 月17 日08 時(shí)-20 日08 時(shí)，全市共52個(gè)站點(diǎn)累計(jì)降雨量超過(guò)50 mm，其中齊齊哈爾的局部地區(qū)共26 個(gè)站點(diǎn)累計(jì)降雨量超過(guò)10 mm，最大為訥河市訥南244.6 mm。主要降水時(shí)段在17 日20 時(shí)-18 日20 時(shí)，訥河市共5 個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)大暴雨。17-20日風(fēng)力較大，全市大部分地區(qū)陣風(fēng)6-7 級(jí)。17-20 日，齊齊哈爾市大部分地區(qū)最高氣溫均超過(guò)30 ℃。受降雨影響，7 月18 日08 時(shí)，嫩江發(fā)生2 號(hào)洪水，黑龍江省政府防汛抗旱指揮部于2021 年7 月18 日18 時(shí)30 分啟動(dòng)防汛Ⅳ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，齊齊哈爾市防汛抗旱指揮部決定自18 日21 時(shí)起，將防汛Ⅳ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)提升至Ⅲ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)。

3 診斷分析

3.1 環(huán)流形勢(shì)

從500 hPa 環(huán)流形勢(shì)可以看出，高空環(huán)流形勢(shì)主要是歐亞大陸穩(wěn)定的兩槽一脊。齊齊哈爾受到來(lái)自貝加爾湖的干冷空氣入侵，高空槽東移加深。17 日20 時(shí)壓在牡丹江市的副熱帶高壓線(xiàn)在18 日08 時(shí)略有東退。此次大暴雨過(guò)程發(fā)生在穩(wěn)定經(jīng)向型天氣形勢(shì)背景下[2]。

3.2 地面形勢(shì)

從17 日20 時(shí)海平面氣壓場(chǎng)可以看出齊齊哈爾處于高低壓過(guò)渡帶，到了18 日08 時(shí)，齊齊哈爾西側(cè)形成一個(gè)閉合的地面低壓中心，齊齊哈爾地區(qū)受地面低壓控制。

3.3 水汽條件

水汽充足是產(chǎn)生暴雨的必要條件，水汽含量的大小會(huì)影響降水的多少，水汽的分布直接影響到降水落區(qū)的分布[3-4]。從圖1 可以看出，齊齊哈爾地區(qū)的850 hPa 相對(duì)濕度＞90%，與暴雨落區(qū)吻合。同時(shí)，從圖2 的700 hPa 水汽通量散度場(chǎng)可以看出齊齊哈爾處于水汽通量負(fù)值區(qū)，表明有水汽積聚，有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生[7]。

圖1 2021 年7 月17 日20 時(shí)500 hPa 高度場(chǎng)和850 hPa 相對(duì)濕度場(chǎng)

圖2 2021 年7 月17 日20 時(shí)700 hPa 水汽通量散度場(chǎng)

3.4 動(dòng)力條件

散度、渦度和垂直速度的診斷在暴雨分析中有著十分重要的作用[2]。分析7 月17 日20 時(shí)齊齊哈爾上空散度垂直剖面（圖3）可以看出，850 hPa 以下為低層輻合，500 hPa 以上為輻散，但強(qiáng)度較弱。低層輻合高層輻散有利于暴雨的發(fā)生，高層輻散起到對(duì)大氣的抽吸作用，從而加強(qiáng)低層的上升運(yùn)動(dòng)，垂直運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。7 月17 日20 時(shí)齊齊哈爾上空垂直速度剖面可以看出，齊齊哈爾地區(qū)為顯著的上升運(yùn)動(dòng)，與降水落區(qū)吻合[6]。

圖3 2021 年7 月17 日20 時(shí)齊齊哈爾上空散度垂直剖面圖

3.5 熱力條件

暴雨通常與對(duì)流性降水相聯(lián)系，因此形成暴雨必須具有較大的不穩(wěn)定能量[2]。分析7 月17 日20 時(shí)齊齊哈爾上空假相當(dāng)位溫垂直剖面（圖4）可以看出，在500 hPa 以下，假相當(dāng)位溫隨高度減小，為對(duì)流性不穩(wěn)定的形勢(shì)，有利于暴雨天氣的產(chǎn)生[6]。

圖4 2021 年7 月17 日20 時(shí)齊齊哈爾上空假相當(dāng)位溫垂直剖面圖

3.6 TlnP 圖分析

沙氏指數(shù)（SI）、K指數(shù)和對(duì)流不穩(wěn)定能量（CAPE）可以作為大氣穩(wěn)定度的判定指數(shù)。7月17日08時(shí)和7月17日20時(shí)齊齊哈爾市探空?qǐng)DK 指數(shù)分別為29 和38，K 值愈大，愈不穩(wěn)定。7 月17 日20時(shí)SI 指數(shù)為-1.37，SI＜0 表示層結(jié)不穩(wěn)定。17 日08時(shí)和7 月17 日20 時(shí)齊齊哈爾市探空?qǐng)DCAPE 值為198 J/kg 和963.5 J/kg，能量一直處在一個(gè)累計(jì)的過(guò)程，均大于對(duì)流抑制能量（CIN）(圖5)。

圖5 2021 年7 月17 日(a)08 時(shí)、(b)20 時(shí)齊齊哈爾市探空?qǐng)D

3.7 衛(wèi)星云圖

通過(guò)衛(wèi)星云圖可以看出：7 月17 日14 時(shí)對(duì)流云團(tuán)處在齊齊哈爾西南部上空，17 日20 時(shí)對(duì)流云團(tuán)在原地發(fā)展增大，18 日02 時(shí)對(duì)流云團(tuán)處于齊齊哈爾東北部，呈西南—東北走向，強(qiáng)度維持不變，18 日08 時(shí)對(duì)流云團(tuán)整體基本過(guò)境，訥河部分地區(qū)還有影響。對(duì)流云團(tuán)移動(dòng)與暴雨落區(qū)吻合。

4 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)齊齊哈爾地區(qū)2021 年7 月17-20 日大暴雨天氣過(guò)程診斷分析，得出以下結(jié)論：

（1）高空環(huán)流形勢(shì)主要是歐亞大陸穩(wěn)定的兩槽一脊。齊齊哈爾地區(qū)受到來(lái)自貝加爾湖的干冷空氣入侵，高空槽東移加深，配合地面低壓。此次大暴雨過(guò)程發(fā)生在穩(wěn)定經(jīng)向型天氣形勢(shì)背景下。

（2）齊齊哈爾地區(qū)的850 hPa 相對(duì)濕度＞90%，與暴雨落區(qū)吻合。同時(shí)，從700 hPa 水汽通量散度場(chǎng)可以看出齊齊哈爾地區(qū)處于水汽通量負(fù)值區(qū)，表明有水汽積聚，有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生[7]。

（3）齊齊哈爾地區(qū)的散度垂直剖面圖顯示850 hPa 以下為低層輻合，500 hPa 以上為輻散，但強(qiáng)度較弱。低層輻合高層輻散有利于暴雨的發(fā)生，高層輻散起到對(duì)大氣的抽吸作用，從而加強(qiáng)低層的上升運(yùn)動(dòng)，垂直運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。垂直速度剖面圖顯示齊齊哈爾地區(qū)為顯著的上升運(yùn)動(dòng)。熱力條件方面，在500 hPa 以下，假相當(dāng)位溫隨高度減小，為對(duì)流性不穩(wěn)定的形勢(shì)，有利于暴雨天氣的產(chǎn)生[6]。

（4）從衛(wèi)星云圖可以看出對(duì)流云團(tuán)呈西南—東北走向，17 日20 時(shí)對(duì)流云圖發(fā)展加強(qiáng)，與暴雨落區(qū)和主要降水時(shí)段吻合。

對(duì)于此次降水過(guò)程預(yù)報(bào)，天氣系統(tǒng)移動(dòng)速度較慢，冷空氣移入并開(kāi)始影響齊齊哈爾市比預(yù)計(jì)要晚，實(shí)際降水影響范圍比預(yù)報(bào)偏小，強(qiáng)降水落區(qū)偏西、偏北，此次預(yù)報(bào)總體效果較好，對(duì)于暴雨點(diǎn)的預(yù)報(bào)如何做到更加精準(zhǔn)還需繼續(xù)努力和研究。