王通 楊斌斌 賈翔宇 張淑琴 楊海濤

摘要 暴雨的發(fā)生是多種尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果，其中大尺度環(huán)流對于暴雨的發(fā)生有明顯的制約作用，而中尺度系統(tǒng)則是造成暴雨的直接影響系統(tǒng)。利用常規(guī)天氣圖、鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量站等資料采取天氣學(xué)診斷方法，從大尺度環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、物理量場、雷達(dá)產(chǎn)品等方面，探討了2019年8月3—4日臨汾市暴雨產(chǎn)生的必然性，以期為臨汾市暴雨的預(yù)報(bào)積累更多的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 暴雨;西南渦;低空急流;切變線

中圖分類號：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）04-0-04

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.027

暴雨作為一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣，它在緩解旱情及滿足工農(nóng)業(yè)需水的同時(shí)也對人身安全及社會的發(fā)展等產(chǎn)生了重大影響，因此備受廣大氣象學(xué)家及業(yè)務(wù)工作者關(guān)注。但由于暴雨發(fā)生發(fā)展的機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，又具有一定的突發(fā)性、局地性等特點(diǎn)，使得對暴雨的預(yù)報(bào)成為業(yè)務(wù)中的難點(diǎn)之一。因此，做好暴雨過程的預(yù)報(bào)、分析與總結(jié)等工作，對提高未來暴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率具有重要意義[1]。

利用micaps高低空資料，地面加密觀測資料，多普勒雷達(dá)資料，從天氣形勢、物理量場、雷達(dá)回波等方面入手，對2019年8月3—4日臨汾市暴雨天氣過程進(jìn)行了分析。

1 天氣實(shí)況

2019年8月3—4日，臨汾市出現(xiàn)了一次明顯的降水天氣過程，降水量分布不均，28站出現(xiàn)暴雨，8站出現(xiàn)大暴雨，暴雨落區(qū)主要集中在盆地與西山相鄰地區(qū)（洪洞、汾西、堯都區(qū)、蒲縣、吉縣、鄉(xiāng)寧、襄汾、古縣、霍州、大寧），大暴雨區(qū)主要出現(xiàn)在北中部地區(qū)（洪洞、汾西、蒲縣、古縣、堯都區(qū)），最大降水出現(xiàn)在洪洞曹家溝，為158.5 mm。本次暴雨天氣過程以系統(tǒng)性降水為主，具有范圍廣、持續(xù)時(shí)間長、雨強(qiáng)大的特點(diǎn)。從8月3日凌晨開始出現(xiàn)降水，一直到3日夜間結(jié)束，持續(xù)時(shí)間較長，并伴有短時(shí)強(qiáng)降水天氣，小時(shí)雨強(qiáng)≥10 mm出現(xiàn)133站次，小時(shí)雨強(qiáng)≥20 mm出現(xiàn)20站次，最大小時(shí)雨強(qiáng)為40.6 mm，出現(xiàn)在蒲縣喬家灣，時(shí)間為8月4日03∶00。由逐小時(shí)降水觀測資料分析可見，這次降水主要可分成兩段，第一時(shí)段為8月3日06∶00至16∶00，第二段為8月4日00∶00至06∶00，后者降雨強(qiáng)度較大，出現(xiàn)雨強(qiáng)30～40 mm的降水（圖1）。

2 環(huán)流背景及主要影響系統(tǒng)

8月2日08∶00 500 hPa歐亞中高緯表現(xiàn)為“兩槽一脊”的環(huán)流形勢，85°～125°E為高壓脊，兩側(cè)為低槽，高壓脊西側(cè)烏拉爾山附近為冷渦槽，不斷有小槽分裂東南移，引導(dǎo)冷空氣南下;中緯度100°～120°E附近有短波槽;西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）呈塊狀位于東海140°～150°E，中心強(qiáng)度為592 dagpm，588 dagpm線西伸到華東沿海120°E附近，北側(cè)邊界位于40°N，臺風(fēng)“韋伯”在廣西、廣東登陸，冷空氣從巴爾喀什湖南下以短波槽形式影響暴雨區(qū)，短波槽前和588 dagpm線之間，中低層有強(qiáng)盛的西南氣流向北輸送水汽和能量，有利于暴雨、強(qiáng)對流天氣的產(chǎn)生[2]。3—4日，不斷有小股冷空氣補(bǔ)充到河套地區(qū)，致使河套槽加深發(fā)展，副高有所東退，5日08∶00之后副高西進(jìn)北抬，西風(fēng)槽減弱北移，降水暫時(shí)告一段落。副高的穩(wěn)定移動(dòng)和高空槽的不斷加深，對暴雨的生產(chǎn)提供了較好的環(huán)流背景。

中低層700 hPa有西南渦生成并向東北移動(dòng)，3日08∶00在西南渦中心位于甘肅東部及寧夏南部附近，并形成了明顯的兩條人字形切變，其冷式切變線前西南風(fēng)急流最大風(fēng)速達(dá)18 m/s，暖式切變線位于臨汾北部，冷渦中心閉合線308 dagpm，對應(yīng)500 hPa垂直方向位置也存在一個(gè)580 dagpm的閉合中心，西南渦比較深厚，有利于上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)。而850 hPa為偏東氣流影響，700 hPa以下風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，有暖平流，垂直風(fēng)切變的存在有利于上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)。這種強(qiáng)的西南渦、切變線、低空急流及垂直風(fēng)切變?yōu)楸┯甑漠a(chǎn)生提供了較好的水汽來源和動(dòng)力條件。到4日08∶00，隨著冷空氣的補(bǔ)充，500 hPa高空槽加深，700 hPa低渦向東北移動(dòng)，而且700 hPa槽線超前于500 hPa，形成了明顯的前傾槽結(jié)構(gòu)，成為對流性降水產(chǎn)生的觸發(fā)機(jī)制（圖2）。

高空200 hPa等壓面上，南亞高壓在8月2—3日穩(wěn)定少動(dòng)，高壓脊線維持在20°N以北附近，山西受南亞高壓北部偏西氣流控制，高壓控制區(qū)對應(yīng)高空輻散，為強(qiáng)降水提供了有利的高層抽吸條件。4日08∶00脊線向北移動(dòng)，南亞高壓北部西風(fēng)槽加深東移，即將在山西過境，高空槽從700 hPa一直向上擴(kuò)展到200 hPa，可見高空槽系統(tǒng)深厚，輻合上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件

此次降水過程的水汽路徑和源地主要有2個(gè)：西南路徑，來自中國南海的水汽;東南路徑，來自渤海、黃海的水汽。這兩條水汽路徑在有利的環(huán)流背景下，被急流輸送的水汽和從海面上獲得的大量水汽匯合并被抬升，為此次過程提供了充沛的水汽條件。

3.1.1 相對濕度場分析 相對濕度能較好地反應(yīng)空氣中水汽的含量，值的大小表示空氣距離飽和的程度。由相對濕度時(shí)空垂直剖面圖（以大暴雨區(qū)洪洞經(jīng)緯度111.4°E，36.1°N為中心，下同）可見，3日08∶00低層850 hPa以下存在明顯的干區(qū)，到3日20∶00濕層明顯加厚，而且在400 hPa高度附近形成了飽和區(qū)，具備了濕層深厚并飽和的特點(diǎn)，有利于暴雨的產(chǎn)生（圖3左）。

3.1.2 水汽通量場分析 水汽通量是表示水汽輸送的物理量。由水汽通量時(shí)空垂直剖面圖可見，3日08∶00在925 hPa高度出現(xiàn)明顯的水汽通量大值區(qū)，中心達(dá)到15 g/（cmhPas），低層有水汽輸送。3日夜間低層水汽通量大值區(qū)減弱，在700 hPa高度形成了中心為10 g/（cmhPas）的大值區(qū)，說明此時(shí)中高空有水汽的輸送（圖3中）。