曲婧琦
新巴爾虎右旗氣象局,內蒙古新巴爾虎右旗 021300
2019年8月6—7日新巴爾虎右旗出現了暴雨天氣,此次降水過程影響范圍廣、時間短,是典型的強對流天氣,強降水主要集中在6日夜間至7日白天,伴有雷電大風等天氣,無災害發生。
2019年8月6日08:00—7日08:00新巴爾虎右旗13個區域自動站均出現降水,該時段總降水量最多的區域自動站為甲烏拉礦區,降水量為95.6 mm,其余12個區域自動站降水量為20.0~78.1 mm。其中有6個區域自動站1 h降水量大于10 mm,甲烏拉礦區1 h降水量達到30.2 mm,2個區域自動站最大6 h降水量大于50 mm,5個區域自動站最大12 h降水量大于50 mm。此次降水過程主要集中在6日17:00至7日06:00,暴雨出現的地點為新巴爾虎右旗東部和南部。
2019年8月6日13:00~20:00,新巴爾虎右旗南部偏東及中部偏東地區被地面閃電覆蓋,6日13:00少數地面閃電分布在新巴爾虎右旗南部偏東地區,15:00地面閃電發展更為密集,16:00地面閃電擴大至新巴爾虎右旗中部偏南地區,直到18:00地面閃電全面減少,20:00地面閃電不再發生。
2019年8月6日08:00 200 hPa高度場上,新巴爾虎右旗前部有東南—西北向高壓脊,后部的蒙古國附近則是低值系統活動區域,新巴爾虎右旗位于高壓與低壓系統之間,高度梯度較大(圖1a)。6日20:00,新巴爾虎右旗前部脊線向北發展增強,等壓線更為集中,且高空急流風速加大,短時強降水發生地區位于高空急流軸北部和高壓脊交匯地帶(圖1b)。

圖1 2019年8月6日200 hPa環流形勢
2019年8月5日08:00 500 hPa高度場上,新巴爾虎右旗受高壓脊控制,后部則為低值區域,低壓槽位于新巴爾虎右旗西南部(圖2a)。5日20:00低壓槽東移,高壓脊減弱,由于前期溫度較高,后期低壓槽東移攜帶大量冷空氣,上冷下暖大氣層結極其不穩定,利于不穩定能量的釋放[1](圖2b)。6日08:00位于新巴爾虎右旗西南部的低槽發展為低渦,盤旋在新巴爾虎右旗上空,冷中心此時處于新巴爾虎右旗頂后部,500 hPa溫度較低(圖2c)。6日20:00冷中心向南移動,低渦向北移動,此時兩大系統都更加接近新巴爾虎右旗,低渦向南延伸的槽線正位于新巴爾虎右旗后部,而出現強對流天氣的地帶正是溫度場和高度場有較大的夾角的區域(圖2d)。

圖2 2019年8月5—6日500 hPa環流形勢
2019年8月6日08:00 700 hPa高度場上,700 hPa低渦位置與500 hPa低渦位置較為一致,新巴爾虎右旗在此高度有切變(圖3a)。6日20:00低壓槽東移至新巴爾虎右旗前部,受低壓槽影響,新巴爾虎右旗南部大部地區出現短時強降水(圖3b)。7日08:00低壓槽移動至新巴爾虎右旗底前部,此時全旗降水有所減弱。

圖3 2019年8月6日700 hPa環流形勢
2019年8月6日08:00 850 hPa高度場上,低值系統位于新巴爾虎右旗底部,新巴爾虎右旗處于強風區域,平均風速12 m/s以上,東部有20 m/s的東風,有一定的風速輻合,利于對流的觸發(圖4a)。6日20:00新巴爾虎右旗依然處于強風區,在溫度場上,新巴爾虎右旗位于冷中心,東南部有暖濕氣流,此時短時強降水發生的地點正是冷中心區域和暖濕氣流輸送點的交匯地帶(圖4b)。

圖4 2019年8月6日850 hPa環流形勢
通過對2019年8月6日08:00—7日08:00的雷達拼圖分析可以看出,6日08:00新巴爾虎右旗南部和北部有雷達回波且回波強度較弱(圖5a)。6日12:00—7日04:00,雷達回波增強且由南部逐漸發展至中部和北部,回波發展強盛的地區與短時強降水的地區相符,且回波移動的方向與逐漸發生強降水的方向一致(圖5b-k)。直到7日08:00新巴爾虎右旗僅北部和中部存在較弱的回波單體,整個強降水過程結束(圖5l)。

圖5 新巴爾虎右旗2019年8月6日08:00—7日08:00雷達拼圖
2019年8月6日08:00,新巴爾虎右旗全旗比濕在9 g/kg以上,南部少數地區為11 g/kg,新巴爾虎右旗則是相對干區,比濕在8 g/kg以下。6日14:00,新巴爾虎右旗南部濕區北抬,新巴爾虎右旗全旗比濕為13 g/kg,6日20:00新巴爾虎右旗全旗相對濕度減小至8 g/kg左右,7日02:00全旗相對濕度增加至13 g/kg。對比比濕場大值區與暴雨發生區域可以發現,兩者具有很好相關性,暴雨出現在比濕在8 g/kg以上且維持時間較長區域。
2019年8月6日08:00,新巴爾虎右旗大部地區K指數在31℃以上,南部偏西地區達到34℃,6日14:00新巴爾虎右旗全旗K指數達到32℃,表示此時大氣中低層比較暖濕,溫度垂直遞減率較大,比較利于對流性天氣的發生。6日20:00新巴爾虎右旗全旗K指數減小,只有南部地區K指數為30℃,說明此時新巴爾虎右旗北部大氣的不穩定度有所減小;而南部大氣仍存在不穩定,此時南部易發生強對流天氣。7日02:00新巴爾虎右旗全旗K指數增加至37℃,此時新巴爾虎右旗多處地區1 h降水量達到10 mm以上,K指數增減趨勢與相對濕度增減趨勢較為一致。
2019年8月6日12:00~7日08:00期間新巴爾虎右旗南部偏東地區上空有明亮的云團,云團呈現為圓狀,云團紋理較為清晰,厚度較大,云中含水量較多,足以提供產生降水的條件(圖6)[2]。6日15:00~21:00為 云 團 變 化 最 明顯的時期,云團迅速增厚且結構加密范圍變廣,此時正是新巴爾虎右旗中南部小時降水量最大的時段(圖6c~圖6f)。7日08:00云團向北移動,逐漸離開新巴爾虎右旗,且整個強降水過程結束(圖6h)。

圖6 新巴爾虎右旗2019年8月6—7日葵花八號紅外衛星云圖
(1)此次暴雨天氣出現在低壓槽發展為低渦的過程中,冷中心位于低壓系統后部并不斷向東南方向移動,且高低空環流形勢較為一致。前期受高壓脊控制低層溫度較高,后期受高空冷渦影響大氣層結極其不穩定,850 hPa高度平均風速達到12 m/s以上,有一定的風速輻合,為東南部的暖濕氣流進入新巴爾虎右旗地區提供了動力條件,冷暖氣流的碰撞造成了此次暴雨天氣過程。
(2)雷達產品,衛星云圖很好地驗證了降水過程的時間與天氣系統維持的時間呈正比,高空系統快速的移進移出,促成了區域性的短時強降水。