袁潮 易希延 馬湘宜

摘要 ? ?利用衛(wèi)星、風(fēng)廓線雷達(dá)、地波雷達(dá)、GPS水汽以及地面加密自動(dòng)氣象站等資料分析了2019年8月2—3日在盤錦地區(qū)出現(xiàn)的對(duì)流天氣過(guò)程的天氣特征。結(jié)果表明，此次暴雨為典型的副高后部對(duì)流性暴雨，500 hPa高空槽與副高西北部之前強(qiáng)位勢(shì)梯度使得低空急流穩(wěn)定維持，槽前正渦度平流的輻散作用使得低層減壓及低空急流中的切變渦度擾動(dòng)是低空低渦形成的重要機(jī)制，在地面有β-中尺度低壓發(fā)展，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在低渦的前側(cè)、地面倒槽頂部斜壓性最強(qiáng)的地區(qū)。風(fēng)廓線雷達(dá)對(duì)對(duì)流開始及結(jié)束時(shí)間有著較好指示意義，地波雷達(dá)很好地反映了地面中尺度環(huán)流的演變過(guò)程，GPS水汽的強(qiáng)烈變化與強(qiáng)對(duì)流時(shí)段有很好的相關(guān)性。衛(wèi)星顯示在急流軸附近不斷有MCC生成并沿著副高外圍向東北方向移動(dòng)，表現(xiàn)出一定的“列車效應(yīng)”機(jī)制。

關(guān)鍵詞 ? ?暴雨;對(duì)流天氣;多源觀測(cè);低空急流;低空低渦;遼寧盤錦

中圖分類號(hào) ? ?P458.12 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）13-0192-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

中國(guó)是強(qiáng)對(duì)流多發(fā)的國(guó)家，隨著空間探測(cè)技術(shù)以及遙感探測(cè)技術(shù)的不斷提高，多源觀測(cè)資料針對(duì)不同尺度天氣的研究得到了廣泛應(yīng)用[1-2]。本文利用衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、地波雷達(dá)、GPS水汽以及地面加密自動(dòng)氣象站等非常規(guī)資料，對(duì)2019年8月一次中尺度低渦發(fā)生發(fā)展機(jī)制及其引發(fā)的暴雨及強(qiáng)對(duì)流天氣成因進(jìn)行分析，以期為今后預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)。

1 ? ?降雨實(shí)況及資料方法

2019年8月2日11：00至3日8：00，受低渦切變和副熱帶高壓的共同影響，盤錦市出現(xiàn)暴雨天氣。降水量分別為大洼站78.6 mm，盤山站63.8 mm，興隆臺(tái)區(qū)84.8 mm，雙臺(tái)子區(qū)80.0 mm，全市平均60.0 mm，共31個(gè)站出現(xiàn)暴雨，最大降水量87.4 mm，在大洼區(qū)唐家鎮(zhèn)，有8級(jí)以上瞬時(shí)大風(fēng)。

2 ? ?天氣尺度系統(tǒng)分析

2.1 ? ?高空及地面形勢(shì)場(chǎng)分析

由2日20：00 500 hPa圖可知，歐亞大陸環(huán)流呈現(xiàn)緯向環(huán)流，河套地區(qū)存在高空槽，副高北抬，北界達(dá)到山東半島附近，其穩(wěn)定少動(dòng)。整體為東高西低的形勢(shì)，盤錦市位于高空槽前，850 hPa存在低渦，從山東沿渤海東北上，低渦前部有急流，最大風(fēng)速18 m/s。隨著低空低渦沿副高外圍不斷東移北上，強(qiáng)度明顯加強(qiáng)，在3日凌晨給盤錦市帶來(lái)強(qiáng)降水，3日8：00低渦系統(tǒng)移出，盤錦市降水基本結(jié)束。

2.2 ? ?地面形勢(shì)分析

本次過(guò)程地面氣壓場(chǎng)較弱，地面圖上遼寧地區(qū)整體為高壓控制，但從風(fēng)場(chǎng)上可以看到山東半島西部到渤海灣南部地面存在β-中尺度氣旋性環(huán)流，沿渤海灣向東北方向移動(dòng)，20：00北部地面高壓較強(qiáng)，對(duì)中低壓的東移北上起到阻擋作用，2：00高壓東退，降水系統(tǒng)移速加快[3]。

3 ? ?多源觀測(cè)資料的應(yīng)用

3.1 ? ?地波雷達(dá)對(duì)降水系統(tǒng)的跟蹤

利用再分析資料，分析盤錦地區(qū)主要降水時(shí)段高空形勢(shì)，高層系統(tǒng)發(fā)展深厚，呈東北-西南走向，略后傾，高空槽前正渦度平流造成地轉(zhuǎn)偏差輻散，對(duì)應(yīng)槽兩側(cè)產(chǎn)生明顯的次級(jí)環(huán)流，在低層激發(fā)出氣旋性環(huán)流，降水主要出現(xiàn)在低渦中心及暖切一帶。3日2：00 850 hPa風(fēng)場(chǎng)顯示，遼寧西南部沿海有低渦生產(chǎn)，具有很強(qiáng)的正曲率渦度，其東南象限存在一支低渦急流，出口區(qū)左側(cè)強(qiáng)輻合作用對(duì)上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)起到至關(guān)重要的作用。從圖1也可以看出，3日2：00低層存在垂直速度的大值區(qū)，最大值達(dá)到-1 Pa/s。

短臨預(yù)報(bào)更依賴地面觀測(cè)資料，此次過(guò)程地面中低壓從渤海向遼寧地區(qū)移動(dòng)，利用常規(guī)地面觀測(cè)難以監(jiān)測(cè)，故地波雷達(dá)對(duì)降水影響系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)起到至關(guān)重要的作用（圖2）。2：00地波雷達(dá)在葫蘆島沿海地區(qū)分析出低壓及輻合線，與再分析資料系統(tǒng)位置較為一致，但切變方向有所差別。隨后低壓東北上，5：00低壓進(jìn)入內(nèi)陸，海上轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)為主。

3.2 ? ?風(fēng)廓線雷達(dá)分析

降水時(shí)段內(nèi)，可見地面偏北風(fēng)及高空西南風(fēng)。此次降水時(shí)間較長(zhǎng)，故前期風(fēng)廓線均顯示弱的上升運(yùn)動(dòng)，降水主要時(shí)段為3日2：00—4：00，雨強(qiáng)接近20 mm/h，在風(fēng)廓線上該時(shí)段整層上升運(yùn)動(dòng)明顯加強(qiáng)，在3～4 km存在上升運(yùn)動(dòng)大風(fēng)速核，之后出現(xiàn)較強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)，并出現(xiàn)對(duì)流性大風(fēng)天氣，5：30整層轉(zhuǎn)為弱的下沉運(yùn)動(dòng)，之后降水逐漸減弱，降水結(jié)束（圖3）。

2日20：00盤錦市上空CAPE達(dá)500 J/kg左右，最優(yōu)抬升指數(shù)BLI達(dá)-3 ℃，說(shuō)明盤錦市上空存在較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量，同時(shí)副高外圍的急流具有高溫高濕的特征，表明此次暴雨過(guò)程具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量，存在一定的對(duì)流性質(zhì)。

3.3 ? ?GPS水汽監(jiān)測(cè)對(duì)強(qiáng)降水的指示意義

20：00盤錦市上空850 hPa比濕達(dá)到了12 g/kg，大氣整層可降水量達(dá)到了60 mm以上，均已超過(guò)盤錦市暴雨的物理量指標(biāo)，強(qiáng)降水開始時(shí)盤錦市上空GPS可降水量為大值中心，達(dá)到62.4 mm，從比濕擴(kuò)線可以發(fā)現(xiàn)其為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了良好的水汽條件[4]。

由GNSS大氣可降水量變化來(lái)看，22：00盤錦地區(qū)可降水量出現(xiàn)突然上升的現(xiàn)象，增幅達(dá)5 mm。這表明強(qiáng)降水發(fā)生前，存在水汽輻合抬升運(yùn)動(dòng)，值得指出的是，在7月3日開原市龍卷風(fēng)，臺(tái)風(fēng)利奇馬殘留造成的8月15日本溪以及8月16日沈陽(yáng)強(qiáng)對(duì)流前均出現(xiàn)水汽含量突增的現(xiàn)象。

4 ? ?衛(wèi)星資料分析

從衛(wèi)星云圖的資料可以明顯看出，降水云系位于高空槽前及副高西北界之間，不斷有MCC在急流帶內(nèi)生成并沿副高外圍向東北方向移動(dòng)，3日1：00起，隨著低層低渦的加強(qiáng)發(fā)展，降水云系也隨之發(fā)展起來(lái)，并呈現(xiàn)出“列車效應(yīng)”，致使盤錦市在夜間出現(xiàn)較強(qiáng)降水，3日7：00隨著低渦向東北移出，降水云系明顯減弱，降水隨之減弱并趨于停止。

5 ? ?結(jié)論

（1）此次暴雨為典型的副高后部對(duì)流性暴雨，500 hPa高空槽與副高西北部之前強(qiáng)位勢(shì)梯度使得低空急流穩(wěn)定維持，槽前正渦度平流的輻散作用使得低層減壓及低空急流中的切變渦度擾動(dòng)是低空低渦形成的重要機(jī)制，在地面有β-中尺度低壓發(fā)展，降水及強(qiáng)對(duì)流主要出現(xiàn)在低渦的前側(cè)、地面倒槽頂部斜壓性最強(qiáng)的地區(qū)。

（2）風(fēng)廓線雷達(dá)對(duì)對(duì)流時(shí)間及強(qiáng)度有著較好的指示意義，地波雷達(dá)很好地反映了地面中尺度環(huán)流的演變過(guò)程，GPS水汽的強(qiáng)烈變化與強(qiáng)降水時(shí)段有很好的相關(guān)性。

（3）衛(wèi)星顯示在急流軸附近不斷有MCC生成，并沿著副高外圍向東北方向移動(dòng)，表現(xiàn)出一定“列車效應(yīng)”機(jī)制。

6 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 鄭媛媛，張小玲，朱紅芳，等.2007年7月8日特大暴雨過(guò)程的中尺度特征[J].氣象，2009，35（2）：3-7.

[2] 曹小崗，張吉，王慧，等“080825”上海大暴雨綜合分析[J].氣象，2009，35（4）：51-59.

[3] 郁凌華.2018年春末滁州地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（4）：187-190.

[4] 張濤，方翀，朱文劍，等.2011年4月17日廣東強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程分析[J].氣象，2012，38（7）：814-818.