楊晶華+張?jiān)骑w

摘 要：本文利用常規(guī)氣象資料、地面加密自動(dòng)站資料對(duì)2016年7月21—23日丹東區(qū)域暴雨過(guò)程的天氣實(shí)況、環(huán)流形勢(shì)、物理量診斷進(jìn)行分析表明：本次暴雨發(fā)生發(fā)展受500hPa高空槽，低空急流，地面輻合線(xiàn)等共同作用，丹東維持強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)的水汽輻合，同時(shí)副高和下游高壓脊打通，形成明顯的阻塞形勢(shì)，增長(zhǎng)了降水的持續(xù)時(shí)間。低層和超低空的急流使得本地有強(qiáng)烈的水汽輻合，同時(shí)在高低空急流的共同作用下，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展并維持，最終導(dǎo)致本次暴雨。

關(guān)鍵詞：過(guò)程分析；暴雨；低空急流；暖區(qū)降水

中圖分類(lèi)號(hào)：S16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170431071

1 降雨實(shí)況

2016年7月20—23日，華北到遼寧大部地區(qū)出現(xiàn)大范圍的暴雨天氣過(guò)程（圖1），丹東境內(nèi)大部分觀(guān)測(cè)站出現(xiàn)暴雨到大暴雨，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在21—22日，雨帶自南向北推進(jìn)。國(guó)家級(jí)考核站中最大降水量出現(xiàn)在寬甸，23日08：00過(guò)去24h雨量達(dá)到158mm，其次為鳳城，22日08：00過(guò)去24h雨量為147mm，此次降雨過(guò)程范圍廣，強(qiáng)度大，是丹東2016年入汛以來(lái)的最強(qiáng)降水過(guò)程。

2 大尺度環(huán)流背景

暴雨的形成，總是出現(xiàn)在有利的大尺度環(huán)流背景下，因?yàn)橛欣沫h(huán)流形勢(shì)為暴雨形成提供了必要的水汽條件和垂直運(yùn)動(dòng)條件。此次降水過(guò)程前期主要受500hPa華北低渦的影響，20—21日白天，華北低渦位置穩(wěn)定，強(qiáng)度減弱，丹東處于低渦東北象限，垂直運(yùn)動(dòng)弱，降水以小雨為主，分布均勻。21日之后，減弱后的華北冷槽和貝湖一帶的冷槽合并加強(qiáng)，槽前西南風(fēng)風(fēng)速增加，丹東處于合并后冷槽前部，垂直運(yùn)動(dòng)明顯增強(qiáng)，丹東降水強(qiáng)度加大，大部地區(qū)出現(xiàn)暴雨。此次降水中，西太平洋副熱帶高壓呈塊狀分布，丹東一直位于584線(xiàn)外圍，21日，副高與東北一帶的高壓脊合并，形成明顯的阻塞形勢(shì)，導(dǎo)致高空槽移速減慢，使丹東降水時(shí)間較長(zhǎng)。

此次強(qiáng)降水過(guò)程中，低空850hPa一直有偏南風(fēng)大風(fēng)速帶存在，20日白天丹東偏南風(fēng)速在8m/s左右，低空南風(fēng)急流主要位于北京到江南一帶，低空急流前部的輻合區(qū)主要位于華北，此時(shí)丹東雨勢(shì)不大。21日白天之后，低空急流北抬，丹東偏南風(fēng)風(fēng)速增大到16m/s以上，達(dá)到低空急流強(qiáng)度，且處于低空急流的出口區(qū)左側(cè)，有明顯的濕空氣輻合和強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，大的降水出現(xiàn)。

地面圖上，與華北低渦對(duì)應(yīng)，地面為氣旋控制，氣旋強(qiáng)度在20日白天最強(qiáng)，之后逐漸減弱為低壓倒槽并東北上，丹東一直處于倒槽的頂前部，地面圖上有明顯的偏東北風(fēng)和偏南風(fēng)的輻合線(xiàn)，并且由于東南風(fēng)的從海上輸送水汽，丹東附近近地面溫度露點(diǎn)差小于2℃，比濕達(dá)到16～18g/kg，空氣近乎飽和，空氣濕度大，這為暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽條件。

從暴雨發(fā)生的高低空系統(tǒng)配合可以看出，本次暴雨發(fā)生的有利的環(huán)流形勢(shì)如下：500hPa高空槽前，地面倒槽前部明顯的地面輻合線(xiàn)，850hPa低空急流左前側(cè)，200hPa高空急流的分流區(qū)，上下層系統(tǒng)在丹東上空呈近乎垂直的分布，造成強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展。低空和超低空存在低空急流和東南風(fēng)大風(fēng)速帶，源源不斷的從海上輸送水汽，地形和地面輻合線(xiàn)使水汽明顯的輻合，低層比濕達(dá)到16g/kg以上，濕層較為深厚，為暴雨提供充足水汽。下游高壓脊的阻擋使系統(tǒng)移動(dòng)緩慢，降水時(shí)間長(zhǎng)，也是產(chǎn)生暴雨的重要原因。

3 物理量分析

3.1 水汽條件

從低層水汽通量的水平分布圖看出，從20日開(kāi)始，低空急流將華東和渤海的濕氣流不斷的向遼寧地區(qū)輸送，到21日20：00，遼寧東部925hPa水汽通量的值達(dá)到24g/hPa·cm·s，水汽通量較20日白天增加了10g/hPa·cm·s以上，低層增濕明顯。從同時(shí)次水汽通量散度的分布看，遼寧和山東大部地區(qū)有明顯的水汽通量輻合，最強(qiáng)的中心值達(dá)到30×10-6g/hPa·cm2s以上，這主要是由于低空急流左側(cè)的風(fēng)速輻合和低空切變線(xiàn)風(fēng)向輻合共同作用形成的。強(qiáng)的水汽輸送和水汽輻合，為丹東強(qiáng)降水提供的充足的水汽條件。

3.2 垂直運(yùn)動(dòng)條件

作出丹東附近上空散度的剖面圖，可以看出，從20日夜間開(kāi)始，低層風(fēng)的輻合逐漸增強(qiáng)，強(qiáng)輻合中心在700hPa附近，中心值達(dá)到-1.6×10-5/s，500hPa以上為輻散區(qū)，最強(qiáng)輻散中心在200hPa，強(qiáng)中心值達(dá)到4×10-5/s，這與高空急流有很大的關(guān)系。21—22日白天，低層一直維持較強(qiáng)的輻合，中層為近無(wú)輻散層。23日之后，輻散區(qū)層次降低，下沉運(yùn)動(dòng)逐漸入侵到低層，降水減弱并快速結(jié)束。從高低空散度的配合看，在暴雨發(fā)生前和發(fā)生時(shí)，低層輻合和高層輻散都較強(qiáng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，在暴雨發(fā)生后，輻散區(qū)從高空擴(kuò)展到低層，以下沉運(yùn)動(dòng)為主。

3.3 層結(jié)條件

通過(guò)分析丹東站的Tlogp圖（圖5）可以看出，這次暴雨過(guò)程中，由于低空急流的建立，500hPa以下一直維持強(qiáng)勁的南風(fēng)，暖平流層次高，中層冷空氣較弱，抬升凝結(jié)高度較低，接近地面，暖云層深厚。80%以上相對(duì)濕度的濕層擴(kuò)展到400hPa以上，濕層深厚，非常有利于出現(xiàn)強(qiáng)降水，而不利于出現(xiàn)雷雨大風(fēng)和冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。從表1也可以看出，在整個(gè)暴雨過(guò)程中，對(duì)流有效位能并不大，變化幅度也較小，反而對(duì)流抑制能量要大于對(duì)流有效位能。沙氏指數(shù)在強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)段一直在0℃左右，明顯小于降水出現(xiàn)之前，表明大氣還是處在一種不穩(wěn)定狀態(tài)，而k指數(shù)的變化尤為明顯，在20日白天，k指數(shù)在25℃，21日和22日k指數(shù)一直在37℃以上，且丹東一直處于k指數(shù)高值舌的右前部，在地面輻合線(xiàn)的抬升作用下，極易產(chǎn)生暴雨。

4 小結(jié)與思考

本次強(qiáng)降水過(guò)程，降水強(qiáng)度大，范圍分布廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，是入汛以來(lái)最強(qiáng)的降水過(guò)程。本次暴雨發(fā)生發(fā)展受500hPa高空槽，低空急流，地面輻合線(xiàn)等共同作用，丹東維持強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)的水汽輻合，同時(shí)副高和下游高壓脊打通，形成明顯的阻塞形勢(shì)，增長(zhǎng)了降水的持續(xù)時(shí)間。

分析本次暴雨過(guò)程中的物理量可知，丹東低層和超低空的急流使得本地有強(qiáng)烈的水汽輻合，同時(shí)在高低空急流的共同作用下，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展并維持。本次過(guò)程雖然沒(méi)有較大的對(duì)流有效位能，但k指數(shù)在降雨過(guò)程中一直維持在37℃以上，表明大氣仍然是不穩(wěn)定的狀態(tài)，而這種不穩(wěn)定主要是由于上下層濕度的差異造成的。

從預(yù)報(bào)角度來(lái)看，本此暴雨的環(huán)流形勢(shì)和物理量配置滿(mǎn)足暴雨出現(xiàn)的條件，但對(duì)暴雨總量的預(yù)報(bào)偏小，可能是因?yàn)楸敬沃饕桥茀^(qū)降水，對(duì)于暖云降水的增強(qiáng)作用考慮不足。另外，本次暴雨的出現(xiàn)與低空急流和超低空急流的脈動(dòng)有很大的關(guān)系，因此要充分思考低空急流和超低空急流對(duì)暴雨的重要作用。