同明偉 楊帆

摘 要 利用NCEP1°×1°再分析資料、國家氣象衛(wèi)星中心風(fēng)云2E云頂亮溫資料和地面加密觀測資料分析了2017年7月25日—26日陜北的強降水天氣過程。通過分析環(huán)流形勢以及造成暴雨的中小尺度系統(tǒng)得出有利暴雨的系統(tǒng)配置及降水機制，并對物理量場和云圖進行分析總結(jié)，為今后強降水天氣預(yù)報及相關(guān)農(nóng)業(yè)服務(wù)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 夏季;強降水天氣;對流單體;陜北地區(qū)

暴雨是陜北地區(qū)重要的災(zāi)害性天氣之一，降水強度大、局地性強，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民財產(chǎn)均造成嚴(yán)重影響，因此暴雨一直是預(yù)報工作的重點和難點[1]。2017年7月25日08時—26日15時，陜北地區(qū)出現(xiàn)強降水天氣，局地伴有雷暴、大風(fēng)、冰雹等強對流天氣，共有33站降水量大于100 mm，最大綏德四十鋪230.1 mm;強降水時段集中在25日20時—26日10時，小時雨強大于55 mm的有10站，最大小時雨強出現(xiàn)在26日03—04時，為子長柏山寺，降雨量60.4 mm。暴雨帶呈東西走向，位于榆林和延安交界區(qū)域，給人民群眾生命財產(chǎn)安全造成重大影響?；诖耍枚喾N氣象資料對此次強降水天氣過程進行分析，通過分析環(huán)流形勢、物理量場和衛(wèi)星云圖特征得出有利于形成陜北地區(qū)暴雨的系統(tǒng)配置及降水機制，對今后強降水天氣預(yù)報及相關(guān)農(nóng)業(yè)服務(wù)提供指導(dǎo)。

1 天氣形勢

2017年7月25日20時陜北地區(qū)暴雨發(fā)生前夕，500 hPa副熱帶高壓控制我國華南地區(qū)，副高脊線位于30°N附近，西北邊緣588線位于關(guān)中-陜南上空，陜北地區(qū)受副高外圍西南氣流控制，貝加爾湖受冷渦控制，其底部短波槽控制河套地區(qū)西部，槽后西北氣流東移南下影響陜北地區(qū);700 hPa副熱帶高壓外圍偏南氣流在關(guān)中南部建立暖濕空氣輸送通道，形成12～14 m·s-1的西南急流，陜北地區(qū)位于急流頂端，存在強烈的風(fēng)速及風(fēng)向輻合。

2017年7月26日02時暴雨強盛階段，500 hPa（圖1-a）副熱帶高壓略微難退，高空短波槽向東移動;700 hPa（圖1-b）關(guān)中南部低空急流繼續(xù)維持，風(fēng)速達(dá)12 m·s-1，陜北地區(qū)仍然位于急流前段風(fēng)速輻合中心，同時貝加爾湖低渦東移，陜北地區(qū)位于暖式切邊附近，輻合明顯增強，受其影響，產(chǎn)生強降水。至2017年7月26日08時，500 hPa短波槽移至陜北地區(qū)東部，榆林和延安受槽后偏北氣流控制，強降水時段基本結(jié)束。

2 水汽條件

持續(xù)的水汽供應(yīng)是形成暴雨的主要條件，大尺度流場上充足的水汽輸送和強烈的水汽輻合有利于暴雨的產(chǎn)生與維持[2]。圖2為此次暴雨過程陜北地區(qū)水汽通量和水汽通量散度圖。由圖可知，此次暴雨過程主要水汽輸送通道為副高外圍的偏南水汽輸送。2017年7月25日20時暴雨前期，水汽通量中心值為16 g·cm-1·hPa-1·s-1，26日02時暴雨過程中水汽通量中心值為18 g·cm-1·hPa-1·s-1，為強降水提供持續(xù)的水汽供應(yīng)。

水汽通量輻合中心是暴雨落區(qū)的重要指標(biāo)。暴雨前期2017年7月25日20時，水汽通量輻合中心位于強降水區(qū)域西部，水汽通量散度強度達(dá)到6×10-5 g·cm-2·hPa-1·s-1，降水區(qū)域輻合強度較弱;隨著貝加爾湖低渦東移，低空切變線控制陜北地區(qū)，至2017年7月26日02時，水汽通量輻合區(qū)已經(jīng)影響榆林和延安交界區(qū)域，強度達(dá)到4×10-5 g·cm-2·hPa-1·s-1，該區(qū)域出現(xiàn)明顯降水;2017年7月26日00時，高空短波槽移至陜北地區(qū)東部，強水汽輻合中心移至延安南部地區(qū)，榆林南部強降水過程區(qū)域結(jié)束。

3 不穩(wěn)定條件

假相當(dāng)位溫反映了大氣的溫濕狀況，利用垂直分布可以分析大氣中的能量分布和垂直不穩(wěn)定情況[3]。沿暴雨中心點綏德（37.49°N，110.24°E）做假相當(dāng)位溫θse和垂直速度ω的垂直剖面，2017年7月25日20時暴雨發(fā)生前期高空鋒區(qū)東邊界位于114°E附近，并從850 hPa附近伸展至500 hPa，鋒區(qū)內(nèi)假相當(dāng)位溫的水平梯度和垂直梯度均較大，鋒面西側(cè)為假相當(dāng)位溫大值區(qū)，θse處于350～368 K，為暖濕空氣聚集區(qū)域，而西側(cè)為干冷空氣聚集區(qū)域;同時綏德上空（?θse/?z）<0，θse500-θse850≈20 K，對流層中層處于強烈的不穩(wěn)定狀態(tài)。至2017年7月26日02時（圖3），綏德上空從地面至200 hPa為深厚的垂直上升區(qū)域，上升運動中心位于850～500 hPa，上升速度處于0.3～1.2 m·s-1，對流活動明顯，帶動高溫高濕空氣向上運動，綏德上空假相當(dāng)位溫明顯增大，850～500 hPa θse達(dá)到352～356 K;同時隨著高空鋒區(qū)向東移動，綏德上空850～500 hPa均受鋒區(qū)控制，處于冷暖空氣交界區(qū)域，此時正對應(yīng)強降水時段。2017年7月26日08時500 hPa高空槽移至陜北東部，綏德上空變?yōu)橄鲁吝\動，同時850～500 hPa θse迅速減小至344～352 K，強降水過程基本結(jié)束。

4 衛(wèi)星云圖

衛(wèi)星云圖可以直觀反映降水過程中暴雨云團的發(fā)展和演變過程[4-5]，利用FY-2E衛(wèi)星逐時云頂亮溫資料，對此次降水過程中云團演變進行分析發(fā)現(xiàn)，造成強降水的云團為中尺度對流復(fù)合體MCC。

2017年7月25日20時之前，陜北上空云量較少，受500 hPa高空短波槽和700 hPa切邊影響，內(nèi)蒙古中部對流云團活躍，同時不斷向東南方向發(fā)展，并且榆林上空也有局地對流云團生成。20時（圖4-a）強降水前夕，榆林上空對流云團明顯增強，可清晰分辨出2個γ中尺度云團，云頂亮溫TBB<-52 ℃，其中云團A由內(nèi)蒙古中部生成向東南方向移動，云團B是榆林上空局地生成，向東移動;22時（圖4-b）云團A持續(xù)向東南方向移動并與云團B合并，A云團面積迅速擴大，同時TBB<-52 ℃的云團面積也隨之增加，強對流云團覆蓋榆林中北部地區(qū)，榆林中部地區(qū)逐漸出現(xiàn)強降水，綏德四十鋪23時小時雨強達(dá)30.3 mm;隨后A云團持續(xù)向南移動，至26日02時（圖4-c）強對流云團覆蓋榆林中東部地區(qū)，呈邊緣光滑的橢圓形特征，TBB<-52 ℃的云團面積達(dá)到最大，綏德四十鋪站小時雨強達(dá)到最大，為48.8 mm;云團A不斷向東移動，TBB<-52 ℃的云團面積逐漸縮小，云團強度不斷減弱，至26日06時（圖4-d），云團A基本移出榆林地區(qū)，本次強對流過程基本結(jié)束。根據(jù)此次強降水過程中的云團演變，TBB<-52 ℃的冷云云團位置和強度的變化對地面降水有很好的指示作用。

5 結(jié)論

1）在河套地區(qū)上空，副高外圍北側(cè)低層切變線是這次暴雨的主要中尺度系統(tǒng)。700 hPa切變線在延安北側(cè)穩(wěn)定少動，500 hPa槽后冷空氣南壓，切變線南側(cè)暖濕氣流進入延安上空并強烈輻合，延安地區(qū)能量急劇增加，冷暖空氣交匯形成此次強降水有利的天氣形勢場。

2）副高外圍始終存在一支西南-東北向的水汽輸送帶，并且在延安上空輻合，為這次降水過程提供源源不斷的水汽供應(yīng)。

3）對流層中下層處于高溫高濕區(qū)域，不僅對低空水汽和能量聚集有重要作用，并且造成其上層位勢不穩(wěn)定的增強，配合強烈的垂直上升運動，為暴雨的發(fā)生發(fā)展提供有利條件。

4）對流單體的強烈發(fā)展是造成此次暴雨產(chǎn)生的直接原因，強降水主要出現(xiàn)在Tbb<-52 ℃的冷云覆蓋區(qū)，并且Tbb<-72 ℃的冷云中心基本與強降水中心吻合，因此應(yīng)用FY-2E云頂亮溫資料有助于指導(dǎo)此次強降水預(yù)報和預(yù)警

參考文獻：

[1] 丁一匯.高等天氣學(xué)[M].北京：氣象出版社，1991.

[2] 趙世發(fā)，周軍元，王俊，等.一次罕見的特大暴雨物理量場特征分析[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報，2002（2）：271-276.

[3] 袁媛，董金芳，陳小婷，等.延安盛夏一次強降水天氣過程成因分析[J].陜西氣象，2014（2）：6-9.

[4] 井喜，李強，屠妮妮，等.黃土高原一次β中尺度突發(fā)性暴雨特征及成因[J].暴雨災(zāi)害，2013，32（3）：242-248.

[5] 賴紹鈞，何芬，陳海山，等.華南前汛期福建一次致洪暴雨過程的中尺度結(jié)構(gòu)特征[J].高原氣象，2012，31（1）：167-175.

（責(zé)任編輯：趙中正）