遼源地區2019年春末夏初一次罕見暴雨天氣診斷分析

摘 要：利用自動加密站、MICAPS等氣象資料，分析了2019年5月27日發生在吉林省遼源市的暴雨天氣。結果表明：此次暴雨主要受高空槽、低空切變和低空急流的影響，地面輻合和鋒線是觸發機制。從水汽條件、動力條件、熱力和不穩定條件等方面對此次過程進行物理量診斷，5月中低層出現比濕超過10 g/kg的水汽條件時，可作為當地暴雨預報的一項指標。分析紅外云圖特征，位于白城西邊界的斜壓葉狀云發展東移約22 h后，將在遼源市產生明顯降水。

關鍵詞：暴雨；低空切變；低空急流；紅外云圖

中圖分類號：P458 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–00-03

暴雨是吉林省的主要氣象災害之一，多發生在夏季，通常降水量大、降水時段集中且危害嚴重，尤其是突發性強降雨或持續的大范圍暴雨天氣過程造成的影響更大，常致使城市發生內澇、農田被淹沒、道路交通損毀等，出現山體滑坡、泥石流等地質災害。目前暴雨預報仍是氣象工作的難點，會出現錯報、漏報等問題，因此開展暴雨天氣過程的發生演變診斷分析等是氣象預報工作的研究重點。

王松華等[1]分析了出現在吉林省的一次罕見大范圍暴雨天氣過程，認為有利的大尺度環流背景可以促使暴雨天氣的發生，暴雨天氣發生時具備深厚的濕層和較強的水汽輻合，高輻散、低輻合會促使上升運動強烈，而且高能舌和濕舌位置同時形成有利于暴雨出現的環境場。慕秀香等[2]利用多種探測資料及多普勒天氣雷達回波產品等，研究了吉林雙陽站出現的局地性大暴雨天氣的中尺度系統發展演變特征，指出低空中尺度切變線與地面中尺度輻合線共同形成局地性暴雨的中尺度系統，強對流不穩定及快速入侵的冷空氣使得垂直風切變短時間內增強，雷達回波帶以及逆風區正對應著暴雨發生區域，對局地性暴雨的預報具有很好的指示作用。相關學者通過對吉林省2005—2007年6—8月期間共出現的19場區域性暴雨過程的TBB圖像進行分類后得出，吉林境內的區域性暴雨分為高空低渦類、高空槽類和副熱帶高壓后切變類，以及地面北方氣旋、南方氣旋和冷鋒或者輻合線類，不同的天氣系統出現的云型不同，總體上南方系統云團強度高于北方系統等。

遼源市位于吉林省的中南部地區，處于長白山余脈與松遼平原的過渡地帶，境內以山地為主。受復雜的地形影響，在夏季副熱帶高壓抬升至一定位置時，南北天氣系統極易在該地區上空交匯，帶來暴雨天氣。遼源地區屬于吉林省暴雨多發地區，年降水量集中在每年的6—8月，經常有暴雨天氣出現[3]。利用常規的天氣觀測資料、自動氣象站加密觀測資料以及衛星云圖演變等，對2019年5月27日出現的一次暴雨天氣開展分析，為做好突發性暴雨天氣預報預警服務提供經驗參考。

1 降水實況

此次暴雨落區主要在吉林中部和遼寧省北部部分地區。遼源地區降水時段從6月26日夜間開始，截至27日下午全區降水基本結束（圖1）。全市平均降水量50.4 mm，其中市區平均降水量58.7 mm，東遼縣平均降水量50.8 mm，東豐縣平均降水量45.8 mm。全市共30個站點降水量超過50 mm，降水量達到25.0～

49.9 mm共有25個站點，最大降水量出現在龍山區葦塘村，為68.1 mm。降水期間出現了短時強降水、雷電等強對流天氣。27日03：00前后的降水強度最大，小時雨強超過20 mm/h。

2 大尺度環流特征

5月26日20：00，500 hPa高度場上有大槽從黑龍江北部延伸至華北地區，在其下游遼寧和吉林交界處有小槽波動（圖2a）。南北兩槽形成階梯槽形勢。伴隨冷空氣東移，兩槽于26日夜間合并加強，于27日08：00形成一個深厚而寬廣的大槽，影響著吉林省中部地區。27日夜間槽移出遼源地區，于28日進一步加深成渦。

925、850和700 hPa處均存在明顯的冷式切變相配合，斜壓性不強，冷空氣深厚，不利于雷暴大風和冰雹的出現。但是中低層的偏南急流較強，26日20：00各層的急流中心值超過22 m/s。急流將渤海灣上空的水汽和能量向遼源市上空輸送，強化了層結的不穩定（圖2b）。

海平面氣壓場上，26日江淮流域有低壓系統北上發展，隨著槽前正渦度平流加強，在26日夜間， 形成一條自西南向東北狹長的低壓帶，并出現多個低壓中心，形成了類似氣旋族的形勢場。在遼源市上空存在一個地面輻合中心，并有冷鋒和暖鋒配合。由于高空引導氣流影響，地面系統移動緩慢，整個降水期間，遼源市均處于暖區，因此降水緩而均勻，降水效率較高。于27日08：00，輻合中心才移出遼源市，處于冷鋒后部，降水大大減弱。

因此，高空槽、低空切變和低空急流以及地面鋒線是此次降水過程的主要影響系統。

3 物理量診斷分析

3.1 水汽條件分析

充沛的水汽是產生暴雨的基本條件之一[4-5]。暴雨的發生，不僅需要當地上空有較多的水汽，還要有源源不斷的水汽輸送并在暴雨區輻合。此次暴雨過程700、850和925 hPa均存在較強的偏南急流，建立了水汽通道，將渤海的水汽源源不斷地向暴雨區輸送，為暴雨的發生發展提供了良好的水汽條件。5月26日20：00，850、925 hPa的比濕均＞10 g/kg。該值雖然低于遼寧省暴雨指標14 g/kg，但其處于春末時節，水汽標準應有所降低。因此，在5月中低層出現比濕超過10 g/kg的水汽條件時，可作為當地暴雨預報的一項指標，但其準確性仍需驗證。暴雨發生前后對流層低層在遼源地區均存在水汽輻合，當暴雨發生時，水汽輻合更為明顯，有利于水汽的增加（圖3）。

3.2 動力條件分析

在暴雨的形成過程中，水汽是很重要的條件，動力因子則是重要的觸發機制，必須具備強烈的抬升運動才能形成暴雨，促進對流天氣的發生發展[6]。5月26日20：00，遼寧東北部、吉林中部，位于高空急流中心右后側以及低空急流中心的左前方，此區域形成了高空輻散、低空輻合的高低空配置，有利于對流層中低層造成強烈上升運動，促進了暴雨天氣的發生和發展。

3.3 熱力分析

5月23—25日，遼源地區最高氣溫均超過30 ℃，其在5月屬于偏高的溫度。這樣的熱異常為暴雨的發生提供能量積累。假相當位溫θse能很好地反映了氣團與鋒區的活動，θse的高值區常常是高溫高濕區，而暴雨往往與θse的高能舌相聯系[7]。26日20：00，遼源地區700、850 hPa的θse均＞65 ℃，說明有較高能量在此積累，對應此地的降水也更為強烈。

4 云圖特征分析

從云團生命史演變特征來看，為明顯的斜壓葉狀云影響產生的降水（圖4）。26日01：00，白城西邊界存在鋒面云系處于發展階段，隨著南方氣旋的北上，暖濕空氣補充，使得云系發展加強，26日23：00已形成成熟的斜壓葉狀云，暖式輸送帶位于遼源市上空，此時降水開始。許健民院士曾經提出，斜壓葉狀云發展東移12～24 h將產生明顯降水。此次過程在降水發生前22 h左右，斜壓葉狀云壓在白城西邊界，可以此作為斜壓葉狀云降水的上游指示位置，但其通用性仍需多個個例進行驗證。

5 EC數值預報檢驗

由于預報工作中常參考EC的結果，因此此次過程主要檢驗了EC數值預報，發現72時效的EC風場預報與實況接近吻合，而48時效和24時效的預報切變輻合位置偏北，在四平地區移速較慢，而到達遼源地區后移速預報過快，導致對降水預報的誤判[8]。此外，其風場預報結果與降水落區存在差異，降水大值區位于風場輻合北側，與理論相悖，因此降水預報結果可參考性較差。而此次過程，WRF的整體預報效果較好。在實際工作中，相關人員要結合實況，加強對數值預報的訂正，通過對比多個數值預報結果綜合分析，謹慎應用。

6 結論

通過診斷分析遼源地區2019年5月27日出現的暴雨天氣過程，得到以下主要結論：

（1）此次暴雨降水是受高空槽、低空切變和低空急流影響發生的，主要觸發機制是地面輻合和鋒線；遼源市為暖區降水，降水效率較高。

（2）此次暴雨過程中不僅在當地有較多的水汽積累，還有源源不斷的水汽輸送并在暴雨區輻合，為暴雨的發生發展提供良好的水汽條件。5月中低層出現比濕超過10 g/kg的水汽條件時，可作為一項暴雨預報的指標。

（3）低空急流的有效配置，形成高空輻散、低空輻合的抽吸作用，從而產生強烈的上升運動，成為暴雨發生的動力機制。

（4）前期遼源地區出現高溫天氣，積聚能量。高溫、高濕舌伸向遼源地區為暴雨提供了充足的熱力條件。

（5）位于白城西邊界的斜壓葉狀云發展東移約22 h后，將在遼源地區產生明顯降水。但其通用性仍需多個個例進行驗證。

（6）EC風場預報優于降水量預報，要更多參考風場并根據實況訂正；臨近時效的預報結果有時會比長時效的預報效果差；在預報工作中，相關人員應對比多個數值預報結果，與實況訂正后，謹慎應用。

參考文獻

[1] 王松華，高迎娟，李玉香.吉林省一次罕見的大范圍暴雨過程診斷分析[J].安徽農業科學，2009，37（18）：8605-8607， 8665.

[2] 慕秀香，陳長勝.吉林省中部一次局地大暴雨的中尺度成因分析[J].吉林氣象，2013，20（1）：9-13.

[3] 劉相佐.遼源地區暴雨天氣氣候分析與預報模型[J].吉林氣象，1996，3（4）：22-26.

[4] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].第四版.北京：氣象出版社，2003.

[5] 秦元明，孫力，王曉明.吉林省天氣預報技術手冊[M].北京：氣象出版社，2014.

[6] 肖鵬，夏利，于竹娟，等.副高邊緣兩次大暴雨天氣過程物理量特征分析[J].高原山地氣象研究，2013，33（2）：18-23.

[7] 劉立巖，高洪蛟，賀麗娟.綏化市7.28區域性暴雨天氣分析[J].黑龍江氣象，2013，30（1）：13-14.