韓 冬 蘆曉彤

摘 要：利用桃仙機場氣象觀測資料、1.0°×1.0°NCEP再分析資料，針對桃仙機場2016年7月下旬出現(xiàn)的2次暴雨天氣過程，在形成原因、物理機制等方面進行對比分析。結果表明：21日暴雨過程是副高阻擋，氣旋系統(tǒng)東移較慢，配合低層持續(xù)的水汽輸送，形成的長時間穩(wěn)定性降水導致的;25日暴雨過程是冷渦底部，850hPa有風場的弱波動，對流不穩(wěn)定不斷加強，配合以低層冷暖平流交匯形成的強上升運動和觸發(fā)機制導致的短時強降水而形成的。

關鍵詞：環(huán)流背景;穩(wěn)定性降水;短時強降水;不穩(wěn)定能量

中圖分類號 P458.1 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2018）24-0111-2

氣象上規(guī)定，24h降水量為50mm或以上的強降雨稱為暴雨。從宏觀物理條件來說，產生暴雨的主要物理條件是充足的源源不斷的水汽、強盛而持久的氣流上升運動和大氣層結的不穩(wěn)定。水汽、能量、抬升都在暴雨的形成過程中扮演了重要角色。氣象學者們對于3者的作用也做了大量研究。孫欣等發(fā)現(xiàn)低空急流對水汽和能量的輸送有著非常重要的作用，它一方面為暴雨的產生提供了必需的大量水汽，另一方面又使得暴雨區(qū)低層大氣增濕增暖，從而引起對流不穩(wěn)定加強及垂直上升運動強烈，為暴雨的發(fā)生提供大量的不穩(wěn)定能量。王東海等研究表明，東北冷渦下中尺度對流系統(tǒng)的結構特征與暴雨密切相關。喬楓雪等發(fā)現(xiàn)低渦暴雨過程與亞洲中高緯的阻塞形勢、低渦的維持、水汽輸送等密切相關。孫力等[4]發(fā)現(xiàn)東北地區(qū)不同類型暴雨的水汽輸送軌跡和不同源地的水汽輸送貢獻有較大區(qū)別。

1 天氣實況

2016年7月21日和25日，沈陽桃仙機場連續(xù)2日出現(xiàn)暴雨天氣過程，2日共降水208.8mm，約占桃仙機場平均歷年總降水量（646.7mm）的1/3。7月21日全天共降水22h，主要為弱到中等強度降雨，降水量98.6mm;7月25日全天降水12h，以陣性降水為主，出現(xiàn)中到大強度降雨且伴隨雷暴等強對流天氣，降水量110.2mm。2次降水過程均達到暴雨量級，7月25日過程更是達到了大暴雨量級。

2 環(huán)流背景對比

從圖1（a）2016年7月21日08時500hPa高空圖上可以看出，副熱帶高壓588線北伸到朝鮮半島，588線西北側為位于華北地區(qū)的低渦系統(tǒng)控制。配合低層（圖略）華北氣旋在西南氣流的引導下向東北方向移動，850hPa有東部沿海連續(xù)的水汽輸送，但風速較小，并未達到急流的強度。副高北伸至朝鮮半島，阻擋作用導致系統(tǒng)東移過程中在東北地區(qū)較長時間維持。副高阻擋，氣旋系統(tǒng)東移較慢，在東北地區(qū)影響時間較長，并配合低層連續(xù)的水汽輸送，是導致本次暴雨過程的主要原因。從圖1（b）2016年7月25日08時500hPa高空圖上可以看出，貝加爾湖和鄂霍次克海地區(qū)均為高壓脊形勢，東北地區(qū)北部為切斷低壓形成的冷渦系統(tǒng)，并有4條閉合等壓線。遼寧位于冷渦底部，低層配合有風場的弱波動，是極易產生突發(fā)性強對流天氣的環(huán)境背景場。

3 不穩(wěn)定能量對比

在遼寧地區(qū)的夏季降水過程中，對流有效位能（CAPE）對不穩(wěn)定能量條件有很好的指示意義。通過對比7月21日、25日2次降水過程中的CAPE值（圖2）可以看出，21日過程遼寧地區(qū)CAPE值均為0，說明21日遼寧地區(qū)天氣形勢穩(wěn)定，不具備產生強對流天氣的條件，降水為穩(wěn)定性降水;25日過程遼寧除西部和北部CAPE值為0外，其他部分CAPE值均在200J/kg以上，其中中部地區(qū)CAPE值都在1600J/kg以上，大值中心達到了2400J/kg，桃仙機場正是位于大值中心區(qū)域。說明桃仙機場及其附近區(qū)域具備了產生強對流天氣的必要條件，一旦配合較好的觸發(fā)機制就會產生強對流天氣。并且14～20時（圖略）遼寧中部地區(qū)CAPE值明顯減小，說明不穩(wěn)定能量得到了釋放，該地區(qū)出現(xiàn)了強對流天氣，桃仙機場表現(xiàn)為雷暴和短時強降水。

4 水汽條件對比

在暴雨過程中，水汽通量散度表征了水汽的來源和水汽輸送關系。21日和25日過程中，遼寧大部地區(qū)均為水汽輻合區(qū)，說明2次過程都有較好的外來水汽輸送到遼寧地區(qū)，為降水提供必備的水汽條件，并且2次過程在遼寧中部的水汽輻合均達到0.2～0.4kg/（hPa.m2·s）。21日和25日從08～20時（圖略）遼寧中部地區(qū)始終為水汽輻合區(qū)，西南和偏南暖濕氣流的連續(xù)維持不僅提供了充足的水汽，更為25日過程提供了能量積蓄，說明2次暴雨過程有較連續(xù)的水汽輸送，利于暴雨的發(fā)生。

5 抬升條件及觸發(fā)機制對比

從圖4（a、b）2次過程的850hPa渦度對比中可以看出，21日和25日過程遼寧中部地區(qū)850hPa均為正渦度，說明2次過程低層均有輻合抬升條件。21日大值中心為3×10-5m/s，25日大值中心為15×10-5m/s，可見25日過程比21日過程低層有更劇烈的輻合和抬升運動，說明21日過程上升較弱利于形成穩(wěn)定性降水，25日過程上升較強利于提供強對流的觸發(fā)機制。

從圖5（a、b）2次過程的850hPa溫度平流對比中可以看出，21日過程中，遼寧大部地區(qū)主要為暖平流，并且強度較弱，強冷平流中心位于內蒙古中部偏東，遼寧地區(qū)位于弱暖平流影響下的暖區(qū)中，因此降水較為穩(wěn)定;25日過程中，遼寧和吉林西部為冷平流，并且勢力較強，遼寧和吉林中西部為暖平流，冷暖平流交匯于遼寧中部，提供了強對流天氣爆發(fā)必備的抬升和觸發(fā)機制，尤其25日遼寧中部還積聚了較好的不穩(wěn)定能量條件。因此，可以說25日過程是具備了強對流天氣發(fā)生的所有必要條件。

6 結論

2次暴雨過程，21日是副高阻擋，氣旋系統(tǒng)東移較慢，配合低層連續(xù)的水汽輸送導致;25日是冷渦底部，低層850hPa配合有風場的弱波動，造成短時強降水。不穩(wěn)定能量方面，21日天氣形勢穩(wěn)定;25日桃仙機場位于CAPE大值區(qū)中，對流不穩(wěn)定，并且午后雷暴和強降水使能量得到有效釋放。水汽條件，桃仙機場附近區(qū)域在2次暴雨過程中均有水汽輻合和連續(xù)的水汽輸送。抬升條件，21日過程上升較弱，利于形成穩(wěn)定性降水;25日過程上升較強，利于提供強對流的觸發(fā)機制。

參考文獻

[1]孫欣，陳傳雷，趙明，等.遼寧2008年3場暴雨對比分析[J].氣象科學，2010，30（6）：881-888.

[2]王東海，劉英，胡開喜，等.東北暴雨的研究[J].地球科學進展，2007，22（6）：549-560.

[3]喬楓雪，趙思雄，孫建華.一次引發(fā)暴雨的東北低渦的渦度和水汽收支分析[J].氣候與環(huán)境研究，2007， 12（3）：397-412.

[4]孫力，馬梁臣，沈柏竹，等.2010年7-8月東北地區(qū)暴雨過程的水汽輸送特征分析[J].大氣科學，2016，40（3）：630-646.

（責編：徐世紅）