戴蕾 王雪萌 彭峰 張巍 金宇

摘 要：利用MICAPS常規(guī)觀測資料、加密自動站資料和云圖資料，分別在天氣尺度系統(tǒng)、熱力條件、水汽條件、抬升觸發(fā)條件、中尺度等方面，針對2014年9月7日沈陽地區(qū)1次局地暴雨過程進行了分析。結(jié)果表明：（1）本次降水過程主要由蒙古氣旋所誘發(fā)，系統(tǒng)移動速度快，因而本次降水有降水時間短的特點。（2）熱力條件上康平形成θse鋒區(qū)的時間比遼中早，驗證了康平主要降水時段較遼中早。遼中假相當位溫梯度比康平大，因而高低空假相當位溫差遼中的值更大，從側(cè)面反應(yīng)出遼中存在的能量較康平大。水汽條件上無論是輻合還是輻散的中心值康平低于遼中，這也反應(yīng)了遼中的水汽比康平有更好的抽吸作用。抬升觸發(fā)條件上700hPa上遼中上升速度中心的數(shù)值為18m/s，康平上升速度中心的數(shù)值為10m/s，說明遼中垂直上升運動更強；（3）地面上南北2條輻合線，決定了沈陽地區(qū)南部和北部主降水時段的不同，北部降水時間早，而南部降水時間晚。

關(guān)鍵字：區(qū)域性暴雨；副高后部切變；低空急流

中圖分類號 P458.121.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）10-0139-06

自有記錄以來，東北地區(qū)發(fā)生過多次不同等級的洪澇災(zāi)害，不僅會導(dǎo)致山洪爆發(fā)，水庫垮壩，江河橫溢，房屋被沖塌，農(nóng)田被淹沒，交通和電訊中斷，還會給國民經(jīng)濟和人民的生命財產(chǎn)帶來嚴重危害。暴雨尤其是大范圍持續(xù)性暴雨和集中的特大暴雨，不僅影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且可能危害人民的生命，造成嚴重的經(jīng)濟損失。

針對東北的暴雨天氣，國內(nèi)多位學(xué)者及研究機構(gòu)也曾多次進行研究，取得了比較的好的成果。陶詩言早在1980年出版的《中國之暴雨》一書中就指出：當有冷渦系統(tǒng)出現(xiàn)，東北常會出現(xiàn)暴雨或雷陣雨[1]。北京大學(xué)1981年出版了《北方天氣文集》，對東北、華北等地區(qū)的暴雨及強對流天氣進行廣泛研究[2-8]。鄭秀雅等[9]利用1956—1987年東北地區(qū)降水資料的統(tǒng)計結(jié)果，對東北暴雨出現(xiàn)的時間進行歸納統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)暴雨主要出現(xiàn)在6—9月，尤其以7月、8月最為集中。而孫力等[10]利用1961—2000的資料，把東北地區(qū)夏季降水在空間上劃分為7個旱澇型，并指出這7個不同的類型是由于不同地區(qū)的地理位置、地形地貌和下墊面分布以及主要影響天氣系統(tǒng)的差異所決定。

針對2014年汛期天氣特點，對2014年9月7日到8日沈陽南部的一次局地暴雨天氣過程進行總結(jié)，分析大尺度環(huán)流背景，將康平和遼中兩站各方面要素進行對比，研究降水量差異原因，對以后汛期天氣過程預(yù)報以及強對流天氣過程預(yù)報提供有利條件。

1 降水實況

受副熱帶高壓后部切變影響，2014年9月7日20時至8日03時，沈陽地區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性中到大雨、局部暴雨天氣。沈陽各區(qū)縣降水量為：遼中20.9mm，法庫14.8mm，渾南8.7mm，蘇家屯5.5mm，新民2.7mm，康平0.3mm，沈北0.2mm；鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水量最大的3個自動站降水量為：茨榆坨（遼中）88.7mm，遼中鎮(zhèn)（遼中）78.8mm，肖寨門（遼中）52.5mm。

此次過程的暴雨落區(qū)在我市西南部地區(qū)，7日20時康平、法庫開始降雨，之后雨帶逐漸東移，到7日22時左右移出沈陽地區(qū)，康平降水趨于結(jié)束。7日23時之后，沈陽城區(qū)、新民、遼中降水開始，法庫降水再次增強，此后雨帶東南移，至8日03時，沈陽地區(qū)降水趨于結(jié)束。本次降水具有2個特點：一是降水梯度大，遼中地區(qū)為大到暴雨，其他地區(qū)基本為小到中雨；二是降水時間短，雨帶移動速度快，降水持續(xù)時間不超過8h。

2 天氣尺度系統(tǒng)

2.1 環(huán)流背景場

2.1.1 500hPa形勢場 分析500hPa形勢場（圖2a），2014年9月6日20時亞歐中高緯環(huán)流為三槽兩脊型，貝加爾湖東部和日本北海道西部受低渦控制，東北地區(qū)為高壓脊。中緯度呈緯向環(huán)流，河套地區(qū)有一短波槽活動。7日08時，副熱帶高壓穩(wěn)定少動，貝湖低槽向南加深，河套槽快速移動至華北地區(qū)。7日20時（圖2b），貝湖低槽東移至內(nèi)蒙古東部地區(qū)，河套槽北移至遼寧中部地區(qū)，槽線由東北—西南向轉(zhuǎn)為西北—東南向，槽前西南氣流加強并逐漸擴展，為遼寧地區(qū)提供豐富的能量和水汽。同時低渦后部不斷有弱冷空氣向東北地區(qū)滲透，冷暖空氣交匯在沈陽地區(qū)引發(fā)強降水。

2.1.2 850hPa形勢場 6日20時（圖3a），低渦中心位于貝湖東南側(cè)，槽線呈東北-西南向伸展到蒙古地區(qū)。河套地區(qū)有一切變線，110E以東從江淮地區(qū)直到遼寧地區(qū)均為偏南氣流，使暖濕空氣源源不斷向北輸送。7日08時，貝湖低渦加強東移至中蒙邊境，其底部槽線由東北-西南向轉(zhuǎn)為南北向，從北緯40°到北緯50°橫跨10個緯距。7日20時（圖3b），貝湖低渦東南移至內(nèi)蒙古東部，槽線位于遼寧東部，暖區(qū)南風(fēng)分量迅速增強，強烈的抬升和水汽輻合為強降水的發(fā)生提供了有利條件。

2.1.3 地面 地面氣壓場上，7日08時（圖4a）我國華南到朝鮮半島一線為強大的高壓控制，貝湖東部的氣旋在內(nèi)蒙古東部地區(qū)分裂出1個小低壓系統(tǒng)，低壓冷鋒由內(nèi)蒙東部至河套地區(qū)橫跨十幾個緯度。7日14時，氣旋及冷鋒均緩慢東移北收。7日20時（圖4b），貝湖氣旋分裂為南北2個低壓中心，其中南部低壓中心位于遼寧北部地區(qū)，冷鋒快速東南壓至遼寧東部，暖空氣層結(jié)不穩(wěn)定，由于鋒面猛烈抬升，鋒前形成雷陣雨天氣。

2.2 探空資料 7日20時（圖5），沈陽K指數(shù)為29℃，沙氏指數(shù)為2.83℃，對流有效位能4.8J/Kg，探空反映出的不穩(wěn)定能量不大。低層偏南風(fēng)的風(fēng)速較大，風(fēng)向隨高度呈順時針旋轉(zhuǎn)，暖平流很強，有利于對流不穩(wěn)定的出現(xiàn)；500hPa之上以偏西氣流為主，冷平流偏弱。另外從地面一直到500hPa附近都是顯著的濕層，溫度露點差在10℃以內(nèi)，水汽條件非常好，500hPa以上為干層，上干下濕的結(jié)構(gòu)有利于對流性天氣的發(fā)展。

3 熱力條件

對流層中θse的高值區(qū)代表的是高溫高濕區(qū)。從遼中和康平2站的假相當位溫時空剖面圖來看，在7日20時前后，遼中和康平存在θse鋒區(qū)，圖中反應(yīng)出康平形成θse鋒區(qū)的時間比遼中早，這驗證了康平主要降水時段較遼中早。遼中假相當位溫梯度比康平大，因而高低空假相當位溫差遼中的值更大，從側(cè)面反應(yīng)出遼中存在的能量較康平大。

4 水汽條件

暴雨發(fā)生，不但要有充沛的水汽，還要有源源不斷的水汽輸送并在強對流區(qū)域輻合。由圖中沈陽、法庫的水汽通量散度時空剖面圖可以看出：此次過程中，不論是康平還是遼中低層的水汽均比較淺薄，低層925hPa以下為輻合區(qū)，925hPa以上均為輻散區(qū)，這反映了此次降水過程的水汽條件不是很好。兩者區(qū)別在于無論是輻合還是輻散的中心前者低于后者，且強度低于后者，這反應(yīng)了遼中的水汽比康平有更好的抽吸作用。

5 抬升觸發(fā)條件

強烈的上升運動是誘發(fā)暴雨生成的必要條件。從圖8可以看到，在7日20時，康平和遼中500hPa以下基本都為上升運動，在700hPa附近康平和遼中均有明顯的一個上升中心，遼中上升速度中心的數(shù)值為18m/s，康平上升速度中心的數(shù)值為10m/s，說明遼中垂直上升運動更強。

6 中尺度

7日20時，遼寧省內(nèi)無高空急流，也無低空急流，說明此時高空輻散和低空符合不強。500hPa低槽偏西，移動緩慢，冷空氣勢力弱。850hPa切變呈西北-東南向位于遼寧東部，整個遼寧省中層均為干區(qū)，500hPa相對濕度都在50%以下，而康平、法庫、新民及沈陽城區(qū)北部低層為濕區(qū)，850hPa相對濕度都在70%以上，而地面上出現(xiàn)了2條輻合線，分別位于遼寧省東部及遼寧省中北部，這也較好的對應(yīng)了未來的降水落區(qū)，即20時以后降水主要發(fā)生在沈陽北部地區(qū)。后切變線及輻合線東移，至22時北側(cè)輻合線移出沈陽地區(qū)，南側(cè)輻合線開始控制沈陽南部地區(qū)，帶來短時強降水。8日02時，850hPa切變線東移至沈陽中部，南北2條輻合線連成1條橫跨10個緯距的南北向輻合線開始影響沈陽城區(qū)，雨帶也東移到沈陽城區(qū)一帶。8日03時，地面輻合線移出沈陽地區(qū)，降水過程趨于結(jié)束。

7 云圖特征

如圖10所示，7日20時，內(nèi)蒙東部地區(qū)氣旋尾部的一片對流云團位于遼寧省中北部地區(qū)，沈陽市北部地區(qū)開始降水過程。7日23時，西伯利亞冷空氣東移南侵，使北部的對流云團向南擺動，在沈陽市南部形成1個尺度達數(shù)百公里的對流云團，給該市南部帶來強降水。8日02時，該對流云團東移減弱，其位置偏東，主要影響沈陽城區(qū)。8日03時，對流云團移出沈陽地區(qū)，降水趨于結(jié)束。

8 分析結(jié)果

本文利用MICAPS常規(guī)觀測資料、加密自動站資料、云圖資料，通過天氣學(xué)分析和動力學(xué)診斷等方法，針對2014年9月7日沈陽地區(qū)1次局地暴雨過程在天氣尺度系統(tǒng)、熱力條件、水汽條件、抬升觸發(fā)條件、中尺度等方面進行分析，結(jié)果表明：（1）天氣尺度系統(tǒng)：本次降水過程主要由蒙古氣旋所誘發(fā)，系統(tǒng)移動速度快，因而本次降水具有時間短的特點。

（2）熱力條件：7日20時前后遼中和康平存在θse鋒區(qū)，圖中反應(yīng)出康平形成θse鋒區(qū)的時間比遼中早，這驗證了康平主要降水時段較遼中早。遼中假相當位溫梯度比康平大，因而高低空假相當位溫差遼中的值更大，從側(cè)面反應(yīng)出遼中存在的能量較康平大。

（3）水汽條件：此次過程中不論是康平還是遼中低層的水汽均比較淺薄。兩者區(qū)別在于無論是輻合還是輻散的中心前者低于后者，且強度低于后者，這反應(yīng)了遼中的水汽比康平有更好的抽吸作用。

（4）抬升觸發(fā)條件：7日20時，康平和遼中500hPa以下基本都為上升運動，在700hPa附近康平和遼中均有明顯的1個上升中心，遼中上升速度中心的數(shù)值為18m/s，康平上升速度中心的數(shù)值為10m/s，說明遼中垂直上升運動更強。

（5）中尺度分析：地面上南北2條輻合線，決定了沈陽地區(qū)南部和北部主降水時段的不同，北部降水時間早，而南部降水時間晚。

（6）云圖分析：西伯利亞冷空氣東移南侵，使北部的對流云團向南擺動，致使南部地區(qū)形成尺度達數(shù)百公里的對流云團，給遼中地區(qū)帶來強降水。

參考文獻

[1]陶詩言.中國之暴雨[M].北京：北京科學(xué)出版社.1980.

[2]孫力，安剛.1998年松嫩流域東北冷渦大暴雨過程的診斷分析[J].大氣科學(xué)，2001，25（3）：342-354.

[3]黃泓，張銘.一次東北暴雨的診斷分析.解放軍理工大學(xué)學(xué)報[J].自然科學(xué)版，2004，5（5）：33-37.

[4]孫力，安剛.丁立，等.中國東北地區(qū)夏季降水異常氣候分析[J].氣象學(xué)報，2000，58（1）：70-81.

[5]劉實，朱其文.1995年吉林省異常旱澇的影響因子分析[J].吉林氣象，1996（1）：11-13.

[6]許秀紅，王承偉，石定撲，等.1998年盛夏嫩江、松花江流域暴雨過程中尺度雨團特征[J].氣象，2000，26（10）：35-40.

[7]陶詩言，倪允琪，趙思雄，等，1998年夏季中國暴雨的形成機理與預(yù)報研究[M].北京：北京氣象出版社，2001.

[8]孫力，安剛.東亞地區(qū)春冬季與夏季大氣環(huán)流一場相互關(guān)系的研究[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2002，13（6）：650-661.

[9]鄭秀雅，張延治，白人海.東北暴雨[M].北京：氣象出版社，1992.

[10]孫力，安剛，廉毅等.夏季東北冷我持續(xù)性活動及其大氣環(huán)流異常特征[J].氣象學(xué)報.2000，5B（6）：702-713.

（責(zé)編：王慧晴）