唐麗彬 陸倩

摘 要 利用承德市本地常規(guī)觀測資料、Micaps資料以及NECP再分析資料，對2014年6月17日承德市出現(xiàn)的短時強對流暴雨天氣進行分析。本次過程是冷渦環(huán)境背景下產(chǎn)生的連續(xù)性強對流天氣，冷渦呈前傾或垂直結(jié)構(gòu)，高層冷平流與低層暖平流疊加，造成大范圍的位勢不穩(wěn)定，地面輻合線觸發(fā)了強對流天氣發(fā)生。承德站較高的露點溫度、大氣高低層的配置和較強的CAPE值為本次強對流暴雨天氣提供了水汽和熱力條件，高低層渦度的配置有利于強對流天氣的產(chǎn)生；局地生成的超級單體回波（鉤狀回波）和地面輻合線附近的線狀回波先后影響承德市區(qū)，造成承德市區(qū)短時強對流暴雨天氣。

關(guān)鍵詞 冷渦；短時強對流暴雨；成因機制

中圖分類號： 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.069

冷渦是華北地區(qū)6月產(chǎn)生對流性天氣的主要影響系統(tǒng)，強對流所造成的局地短時暴雨、冰雹、雷雨大風(fēng)常常給山區(qū)帶來嚴(yán)重災(zāi)害。強對流天氣造成的局地強降水，由于強度大，極易引發(fā)山洪、泥石流等次生災(zāi)害。承德市夏季對流性天氣有43.1%是由東蒙冷渦直接或間接影響[1]。ZHANG等研究得到，我國東北20%～60%的暖季降水和22.4%的暴雨是由冷渦引起[2]。

承德市降水集中出現(xiàn)在6—8月，降水量占全年總降水量的70%左右。承德市大范圍暴雨并不多，尤其是在6月，華北冷渦、東蒙冷渦、東北冷渦都有可能造成承德地區(qū)的局地暴雨。2014年6月17日，承德市區(qū)出現(xiàn)短時強對流暴雨天氣，造成承德市區(qū)城市內(nèi)澇和積水，給下班的市民帶來嚴(yán)重不便，因此，分析本次過程的成因，對于提高冷渦暴雨天氣的預(yù)報水平很有意義。

1 天氣實況分析

2014年6月15—18日，受冷渦天氣系統(tǒng)影響，承德市出現(xiàn)較強的不穩(wěn)定性雷陣雨天氣，降水時伴有雷暴、短時大風(fēng)、冰雹等強對流天氣。15日午后到夜間，全市有8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水量大于10 mm，最大降水出現(xiàn)在圍場縣的下伙房鄉(xiāng)，為19.1 mm；16日午后到夜間，全市有22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水量大于25 mm，其中6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)大于50 mm，最大降水出現(xiàn)在興隆縣陡子峪鄉(xiāng)，為119.4 mm；17日午后到夜間全市有18個鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水量大于25 mm，其中2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)大于50 mm，承德市主城區(qū)出現(xiàn)暴雨，17：00—18：00佟山公園自動站1 h降水量38.7 mm，18：00—19：00降水量23.7 mm，石洞子溝自動站17：00—18：00降水量32.6 mm，18：00—19：00降水量22.8 mm。從佟山公園站5 min雨量來看，局地對流單體產(chǎn)生的強降水主要集中在17：15—17：55，最強降水時間出現(xiàn)在17：30，5 min降水量6.2 mm。18：00，以后降水主要由減弱的局地單體與北部帶狀回波合并后產(chǎn)生，1 h降水量達到23.7 mm。下班時間造成城市內(nèi)澇和低洼路段積水，給人們出行帶來嚴(yán)重不便。

2 天氣形勢分析

6月17日08：00 500 Pa圖上（圖1），歐亞大陸中高緯地區(qū)呈現(xiàn)經(jīng)向環(huán)流形勢。烏拉爾山、貝加爾湖東南部和我國東北以東地區(qū)各有一低壓活動，貝加爾湖西北部有阻塞高壓發(fā)展，其東南部冷渦底部的橫槽伸向河套地區(qū)。環(huán)流形勢從6月15日至6月17日穩(wěn)定維持，移動緩慢，冷渦東南象限等高線呈疏散狀，冷渦后部不斷有冷空氣補充南下，造成承德市6月15—17日連續(xù)3 d的強對流天氣。

850 hPa形勢場上，6月15—17日，我國西部地區(qū)為暖氣團控制，暖氣團緩慢向東移動；17日08：00，青海甘肅一帶有28 ℃強暖中心，不斷有暖平流向東北方向輸送到達承德地區(qū)，高層強冷平流與低層強暖平流在承德上空疊加，有利于造成大范圍的位勢不穩(wěn)定。200 hPa圖上（圖略），15—17日，在40°N以南的河北南部地區(qū)存在高空急流，最大風(fēng)速>40 m/s，急流左側(cè)有氣旋性渦度生成，有利于輻合上升運動的發(fā)展。

海平面氣壓場上，15—17日，河套西部地區(qū)到內(nèi)蒙古東部地區(qū)持續(xù)受東北-西南方向的低壓槽影響。隨著冷渦的緩慢東移，低壓槽逐漸南壓加強，槽后干冷空氣入侵，地面風(fēng)場上不斷有地面輻合線發(fā)展，促使強對流天氣發(fā)生。

3 物理機制分析

3.1 水汽條件分析

從17日14：00 850 hPa比濕場來看，承德大部分地區(qū)比濕都在10 g·kg-1以上，承德西部存在一個比濕為11 g·kg-1的中心，且北部比濕線分布密集，水平梯度較大，有干線存在。鋒后干冷空氣入侵，有利于強對流天氣的發(fā)生。到20：00，比濕11 g·kg-1中心向東移動到承德中部，強對流天氣自西向東影響了承德大范圍地區(qū)。從17日17：00的地面露點來看，承德站露點溫度達到19 ℃，比承德轄區(qū)的其他站點高4～5 ℃，為超級單體風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展提供了有力的熱力條件。

3.2 抬升條件

對17日14：00實況資料進行中尺度分析，可以發(fā)現(xiàn)700 hPa切變線位于850 hPa切變線之前，為明顯的前傾結(jié)構(gòu)，承德地區(qū)位于700 hPa切變以南；500 hPa冷溫度槽與850 hPa暖溫度脊在承德北部上空疊加，使得承德上空850 hPa與500 hPa溫度差達到29 ℃以上，有利于不穩(wěn)定層結(jié)的形成和不穩(wěn)定能量的集聚；承德大部地區(qū)溫度露點差小于4 ℃，水汽近于飽和；14：00地面輻合線位于承德北部地區(qū)，17：00移動到承德市區(qū)，地面輻合線觸發(fā)了強對流天氣的發(fā)生，強對流天氣的落區(qū)也位于地面輻合線附近。

從14：00的渦度剖面圖上（圖2）可以明顯看出系統(tǒng)的前傾結(jié)構(gòu)，116°E以西850 hPa以上為正渦度，而低層正渦度較大的地方則位于高層正渦度區(qū)之后，且正渦度的數(shù)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高層，高層強烈的正渦度有利于強上升運動的發(fā)展。

4 衛(wèi)星云圖分析

17日14：00，承德市北部有東北西南向低云頂亮溫區(qū)逐漸向東南方向移動，與雷達回波和地面輻合線相對應(yīng)。17：00（圖略），北京東北部云頂亮溫為217 K，承德東北部云頂亮溫為216 K，而兩者之間承德上空的云頂亮溫為247 K，云頂量溫梯度較大，有利于承德上空強對流天氣的發(fā)展。18：00（圖略），承德依然處于云頂亮溫梯度大值區(qū)中，但是比上一時次減小。

5 結(jié)論

1）本次過程是冷渦環(huán)境背景下產(chǎn)生的連續(xù)性強對流天氣，冷渦呈前傾或垂直結(jié)構(gòu)，高層冷平流與低層暖平流疊加，造成大范圍的位勢不穩(wěn)定，地面輻合線觸發(fā)了強對流天氣發(fā)生。

2）承德站較高的露點溫度、大氣高底層的配置和較強的CAPE值為本次強對流暴雨天氣提供了水汽和熱力條件；高低層渦度的配置有利于強對流天氣的產(chǎn)生。

3）局地生成的超級單體回波（鉤狀回波）和地面輻合線附近的線狀回波先后影響承德市區(qū)，造成承德市區(qū)短時強對流暴雨天氣。

參考文獻：

[1] 丁力，彭九慧.東蒙冷渦天氣氣候統(tǒng)計分析和預(yù)報[J].遼寧氣象，2004（1）：9-11.

[2] ZHANG C， ZHANG Q， WANG Y， et al. Climatology of warm season cold vortices in East Asia： 1979—2005[J]. Meteorol Atmos Phys，2008，100（1-4）：291-301.

（責(zé)任編輯：劉昀）