陳佳迪　方寧蓮　李曉虹

摘 要：本文運用多種觀測和數(shù)值模式資料，從天氣系統(tǒng)之間的相互作用、動力、熱力、水汽輸送等方面詳細分析了此次暴雨過程，并對不同模式的穩(wěn)定性和預(yù)報性能進行了檢驗。

關(guān)鍵詞：暴雨；分析

一、天氣實況概述

受冷空氣和偏南暖濕氣流共同影響，2016年7月24日白天，石嘴山市普降中到大雨，平羅縣通伏鄉(xiāng)新潮村和高莊鄉(xiāng)銀光村達大到暴雨。挑選出現(xiàn)累計雨量大到暴雨的常規(guī)站點平羅、惠農(nóng)、陶樂降水時序圖（圖略）分析來看，主要降水時段集中在6～11時。平羅、惠農(nóng)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了短時強降水，峰值出現(xiàn)在7～8時。此次降水過程為今年以來首場大到暴雨。具有累計雨量大、影響范圍廣、局地短時降雨強等特點。

二、天氣形勢分析

過程發(fā)生前期，中高緯度地區(qū)500hPa基本維持兩脊兩槽型，貝加爾湖（簡稱貝湖）以北的極地有-20℃以上的冷溫度中心。巴爾喀什湖（簡稱巴湖）和貝湖兩湖之間的蒙古高原為一弱高壓脊，另一高壓脊位于我國華北地區(qū)，與副高縱向打通。副高外圍584線從寧夏中部穿過，中緯度受西風(fēng)氣流影響。高原上有低渦形成，高原槽前有西南氣流發(fā)展，沿副高西側(cè)584線邊緣影響。

隨后副高脊線西伸北抬，我區(qū)位于584線邊緣，巴湖冷低壓被阻斷向東南移動，并擴散補充冷空氣。高原低壓槽移至河西東部，584線呈“S”型穿過寧夏，我區(qū)開始形成“西低東高”明顯有利于降水的形勢，溫度槽落后于高度槽。隨著副高的擺動，584線略向東退，西風(fēng)槽移到寧夏西側(cè)，副高邊緣西南風(fēng)強勁，有利于水汽的輸送，同時急流左前方切變線的維持也為本次大范圍的降水過程提供了動力抬升條件。

700hPa上巴湖和貝湖分別被冷低槽控制，是北方此次降水過程主要冷空氣來源。值得關(guān)注的是中緯度和高原上的影響系統(tǒng)，青海湖附近有低渦形成，青海至甘肅東部有切變，并在低渦、切變的前側(cè)形成一支明顯的偏南水汽通道。隨著低渦切變系統(tǒng)東移至甘肅東部，影響范圍擴大，低渦、切變前側(cè)的偏南水汽通道北抬（偏南急流達12-16m/s），寧夏的西、南部T-Td在1～4℃為高濕區(qū)，將西南暖濕氣流及不穩(wěn)定能量輸送至寧夏。24日08時（圖略），低渦中心移到了銀川附近，其西側(cè)和南側(cè)有兩個切變（“人字形”）影響，配合冷空氣進一步的擴散南下，在700hPa急流左側(cè)與冷切前部之間形成較好的上升運動區(qū)，為本次大—暴雨過程提供了比較好的水汽與動力條件。隨著冷空氣的南下，而低渦冷切則向?qū)幭臇|部、北部方向推進，因而造成24日寧夏東部部分地區(qū)出現(xiàn)了暴雨，北部出現(xiàn)了大到暴雨過程。

三、大―暴雨中尺度影響系統(tǒng)配置分析

綜上分析得知，此次區(qū)域性大-暴雨天氣是各種天氣尺度系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。從7·24日大—暴雨主要影響系統(tǒng)配置（圖1）來看，高空我區(qū)處于副高西北部584線外緣，500hpa冷槽、低渦；700hPa和850hPa中低空切變線、低渦；200高空偏西急流、中低空偏南暖濕急流，700hPa比濕12-16g/kg， 帶來了南方充足的水汽。850hPa偏東北氣流，引導(dǎo)冷空氣團向我區(qū)匯聚。

在以上高低空中尺度系統(tǒng)相互配置下，以及四股氣流的相互疊加，產(chǎn)生了低空輻合、高空輻散的動力作用。

從θse疊加相對濕度剖面（圖略）上來看，南北向剖面寧夏從低層到6.2km，相對濕度在90%以上，8.2 km以上到10.2km相對濕度在70-80%左右，可見寧夏北部有深厚濕層，θse在350K以上，由于前期氣溫較高，中低層本身積累了大量不穩(wěn)定能量，降雨時段，又持續(xù)處于相對高能區(qū)，不穩(wěn)定能量易被觸發(fā)產(chǎn)生強降水。

四、地面和衛(wèi)星云圖實況

過程前夕寧夏處于高原低壓倒槽的前部，高原上有熱力不穩(wěn)定的低壓云團，河套北部有一冷鋒和鋒面云系東移。高原低壓倒槽東移北上控制寧夏，寧夏處于高能軸上，倒槽前的偏南風(fēng)提供了降水所需的暖濕氣流，冷鋒已抵達河西走廊東部一帶。隨著冷鋒的東移南壓侵入，地面冷鋒進入倒槽中形成強烈的觸發(fā)抬升機制。鋒面云帶上有低壓云團合并加強，隨著倒槽的東移北抬覆蓋寧夏同心以北地區(qū)，產(chǎn)生混合性強降水。云頂亮溫很低（-62℃以下）的暴雨云團位于銀川東部，地面圖上分析出吳忠北到鹽池一帶有一東西向切變輻合。六盤山站吹西南風(fēng)（16 m/s），有充足的水汽不斷向北輸送，主要降雨中心與實況相吻合。（圖略）

五、雷達回波特征

雷達拼圖24日06時06分雷達回波圖中，冷空氣已沿賀山沿山西側(cè)進入我區(qū)，除了同心以南、海原、固原地區(qū)還沒有降水回波，寧夏其他地區(qū)均有層狀云為主的降水回波開始生成發(fā)展，沿西北東南向移動，其中銀川-靈武，平羅已有35-40dbz較強的降水回波，其它地區(qū)大部在25-30dbz之間。24日06時42分左右，銀川-靈武東部，鹽池附近，強雷達回波范圍擴大，圖中強度最大為45-50dbz，06：54-7：30分，強降水回波向東北方向移動，影響到平羅高仁鄉(xiāng)、通伏鄉(xiāng)，惠農(nóng)等園藝鎮(zhèn)等，靈武東部-鹽池高沙窩等區(qū)域出現(xiàn)了典型的混合性強降水回波特征，強度最大達50dbz左右。主要降水時段集中在6：30-11：00時，我區(qū)北部普降大-暴雨，局部出現(xiàn)短時強降水，達到了暴雨天氣。11：24-13：00分，回波范圍減小，主要影響銀川至石嘴山市兩地，強度減弱25～30dbz，13：48-14：00，回波移出石嘴山市。（圖略）

六、物理量特征

1.動力條件

（1）渦度、散度。23日14時至24日08時（圖2），石嘴山地區(qū)700hPa以下為正渦度區(qū)，散度場上對應(yīng)明顯的輻合運動；700hPa以上為負渦度區(qū)，在250hPa附近有一明顯的負渦度中心，散度場則較為復(fù)雜，依次呈現(xiàn)“正、負、正”的分布。正負渦度的配置表明有對流發(fā)展機制存在。值得注意的是在200hPa高度附近有較強的輻散運動，這是出現(xiàn)暴雨的一個重要條件。高層輻散大于低層輻合，有利于高層抽吸作用，而由于氣流的補償，使垂直運動得到加強和發(fā)展，低層的水汽迅速向上輸送，同時也引起熱量、動量的垂直輸送。endprint

（2）垂直速度。從上升運動來看，整個對流層低層到中高層（500hPa）的垂直速度都為負值，24日02時以后對流層高層幾乎也為負值，這表明整層大氣以上升運動為主，最大上升中心出現(xiàn)在24日08時的350 hPa層面上，中心值為-1.5Pa/s（圖3）。

2.熱力條件

（1）T-lnP圖的分析。從23日20時銀川站的T-lnP圖（圖略）可以清楚的看到：700 hPa到300 hPa以西南氣流為主，反映了銀川站已經(jīng)具備了豐沛的水汽來源，且有一定的不穩(wěn)定能量積蓄。

（2）穩(wěn)定度指數(shù)分析。利用K指數(shù)對大氣層結(jié)進行分析發(fā)現(xiàn)，7月22日08時-22日20時，整個寧夏地區(qū)的K指數(shù)均在26℃以上，這表明大氣層結(jié)從22日開始就逐步趨于不穩(wěn)定。此后K指數(shù)由南向北逐漸增大，不穩(wěn)定能量進一步聚集，稍有擾動就會發(fā)生強烈的對流天氣（圖略）。

七、數(shù)值預(yù)報場檢驗

1.EC模式形勢場檢驗

EC模式近3天（20-22日）預(yù)報23日20時500hPa形勢場與23日20時實況對比檢驗看出，EC預(yù)報形勢場與實況23日20時形勢場變化趨于一致，除20日的72h預(yù)報中高緯系統(tǒng)位置差異較大，21-22日48h、24h越接近23日20時，預(yù)報形勢場及高、低中心位置越接近實況，性能越穩(wěn)定（圖略）。

同樣，EC模式近3天預(yù)報（21-23日）預(yù)報24日08時500hPa形勢場與24日08時實況變化趨勢一致，越接近24日08時的預(yù)報時效，影響系統(tǒng)位置越接近實況，性能越穩(wěn)定，但21-23日08時均沒有預(yù)報出高原上的低渦（圖略）。

2.各降水模式預(yù)報檢驗

使用EC集合概率預(yù)報、EC模式、T639模式、Wrf9KM的降水預(yù)報產(chǎn)品與實況進行比較，分類檢驗此次強降水過程在寧夏區(qū)域的預(yù)報性能。 通過與實況降水對比發(fā)現(xiàn)，以上EC集合概率預(yù)報、EC模式、T639模式、Wrf9KM的降水預(yù)報產(chǎn)品均把強降水落區(qū)報在了寧夏北部銀川-吳忠一帶，與實況落區(qū)基本一致， EC模式、T639模式強降水中心落區(qū)預(yù)報略偏北，對石嘴山地區(qū)預(yù)報接近實況。Wrf9KM降水中心落區(qū)略偏南，強度偏強。 對石嘴山地區(qū)預(yù)報量級偏小。EC集合概率預(yù)報降水量≥50mm概率和成員數(shù)也主要報在銀川東部和南部，有

八、結(jié)語

（1）此次區(qū)域性大-暴雨天氣是各種天氣尺度系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。主要影響系統(tǒng)有：副高西北部584線外緣，500hpa冷槽、低渦；700hPa和850hPa中低空切變線、低渦。

（2）動力條件：200hPa高空偏西急流、中低空偏南暖濕急流， 850hPa偏東北氣流。700hPa以下為正渦度區(qū)，散度場上對應(yīng)明顯的輻合運動；對流層低層到中高層的垂直速度幾乎也為負值，這表明整層大氣以上升運動為主。以上有利產(chǎn)生低空輻合、高空輻散的動力作用。

（3）水汽條件：偏南低空急流（ 12-16m/s），700hPa比濕12-16g/kg，從低層到6.2km，相對濕度在90%以上，濕層深厚，假相當(dāng)位溫θse在350K以上，達到了大-暴雨指標。

（4）地面影響系統(tǒng)有倒槽、冷鋒、東西向切變輻合相互影響產(chǎn)生了觸發(fā)抬升機制，鋒面云帶上有低壓云團合并加強，云頂亮溫在-62℃以下，產(chǎn)生混合性強降水。

（5）EC形勢場越接近預(yù)報時效，預(yù)報性能越穩(wěn)定。EC集合概率預(yù)報、EC模式、T639、Wrf9KM降水預(yù)報模式對預(yù)報該次強降水落區(qū)與實況基本一致。

（6）雷達反射率因子表現(xiàn)為以層狀云為主的混合性強降水回波特征，回波強度達45-50dbz。

參考文獻：

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