肖 杰

（河南省焦作市氣象局，河南 焦作 454003）

1.過(guò)程概況

受副熱帶高壓外圍西南暖濕氣流、低渦、切變線(xiàn)和經(jīng)貝加爾湖南下冷空氣的共同影響，2010年7月19日00～10時(shí)，我市出現(xiàn)了一次明顯降水天氣過(guò)程，雨量分布不均，降水主要在4～7時(shí)，1小時(shí)最大降水量29.2mm，強(qiáng)降水落區(qū)主要位于市區(qū)、武陟、溫縣東部、博愛(ài)南部、修武東部和南部，全市80個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)雨量站中，降水量超過(guò)50mm的有25個(gè)，其中暴雨21個(gè)，大暴雨4個(gè)(均在武陟東部，最大謝旗營(yíng)，為127.0mm)。

2.環(huán)流形勢(shì)和主要影響系統(tǒng)

500 hPa高空?qǐng)D上，18日08時(shí)(圖略)歐亞中高緯度為兩槽一脊型，貝加爾湖地區(qū)為一高壓脊，副高脊線(xiàn)位于28°N附近，西伸脊點(diǎn)位于117°E，其北界位于貴陽(yáng)、宜昌、阜陽(yáng)到射陽(yáng)一線(xiàn)，我省信陽(yáng)地區(qū)受副高控制，中部地區(qū)均處在副高邊緣的西南氣流中。18日20時(shí)，位于海上的副高主體進(jìn)一步西伸加強(qiáng)，其外圍的西南風(fēng)速明顯加大，大于14m/s的西南風(fēng)速帶位于百色、重慶、安康到鄭州一線(xiàn)，南海的水汽通道已打通，強(qiáng)烈的水汽輸送使?jié)h中、西安、鄭州的T－Td由前一時(shí)次的43℃、15℃、22℃迅速了下降到2.0℃、1.8℃、1.5℃，達(dá)到飽和；東部的低槽南伸至山、陜、豫交界，引導(dǎo)弱冷空氣自貝湖東南部經(jīng)華北南下，并且在山西南部、陜西中部河南北部形成一氣旋式環(huán)流，此時(shí)我省黃河以南地區(qū)已出現(xiàn)降水。隨后低壓環(huán)流沿副高邊緣西南氣流北上，在冷空氣的進(jìn)一步影響下，至19日08時(shí)，在山西南部形成580dagpm的低壓，其中心位于沁源附近，低槽和切變線(xiàn)分別位于沁源、重慶到西昌和沁源、邢臺(tái)到成山頭一線(xiàn)，588dagpm 基本退出我省。20時(shí)，低壓中心繼續(xù)北上，副高進(jìn)一步減弱，我省降水過(guò)程結(jié)束?？梢?jiàn)，此次暴雨過(guò)程發(fā)生在副高南退

過(guò)程中，是由副高邊緣西南暖濕氣流和貝湖經(jīng)華北南下冷空氣共同作用而產(chǎn)生的。700hPa高空?qǐng)D上，18日08時(shí)316dagpm位于射陽(yáng)、武漢到陽(yáng)江一線(xiàn)，四川盆地東部有一312dagpm低渦，中心位于成都到達(dá)川之間，切變線(xiàn)位于達(dá)川、安康、平頂山到商丘，低渦的西北方有中心強(qiáng)度達(dá)-5.0℃的負(fù)變溫區(qū)，說(shuō)明有冷空氣自低渦西北方侵入，低渦將進(jìn)一步發(fā)展，并在引導(dǎo)氣流的作用下沿副高邊緣西南氣流向東北方向移動(dòng)；我省黃河以南地區(qū)處在副高外圍的西南氣流中，而豫北則處在長(zhǎng)春、濟(jì)南到鄭州一線(xiàn)槽后偏北氣流中。20時(shí)，副高略有南退，但其外圍的西南風(fēng)明顯加大，大于12m/s的急流帶位于副高西側(cè)，位于北海、桂林、宜昌到南陽(yáng)一線(xiàn)，低空急流為暴雨的產(chǎn)生提供了前期的水汽輸送。19日08時(shí)，副高進(jìn)一步南退，低渦繼續(xù)東北上，其中心位于陵川附近，切變線(xiàn)北抬至陵川到濟(jì)南，低空急流東移至北海、武漢到徐州一線(xiàn)，我省北部正處在低空急流的左側(cè)和低渦右前方，降水強(qiáng)度增強(qiáng)。20時(shí)，低渦完全移出我省，降水結(jié)束。

3.水汽條件分析

3.1 水汽通量

水汽條件是降水過(guò)程的首要條件。源地的水汽主要是通過(guò)大規(guī)模的水平氣流被輸送到降水區(qū)的，其輸送量的大小用水汽通量表示。在降水開(kāi)始前的18日20時(shí)，水汽通量的大值區(qū)呈南北向帶狀分布，與700hPa低空急流相吻合，中心位于湖北中部，其中心強(qiáng)度為12×10-3g/s·hPa·cm；至19日08時(shí)，水汽通量的大值中心在低空西南急流的作用下，向東北方向伸展至我省的東南部到東部，其強(qiáng)度繼續(xù)加強(qiáng)，中心值達(dá)16×10-3g/s·hPa·cm，強(qiáng)降水發(fā)生在水汽通量大值中心左前方較大的梯度區(qū)，且與700hP低槽和切變線(xiàn)相吻合，說(shuō)明水汽的輸送對(duì)強(qiáng)降水有較大貢獻(xiàn)，大的水汽通量梯度區(qū)與強(qiáng)降水落區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)預(yù)報(bào)強(qiáng)降水落區(qū)有一定的指導(dǎo)作用。

3.2 水汽通量散度

當(dāng)水汽由源地輸送到某地區(qū)時(shí)，必須有水汽在該地區(qū)的水平輻合，才能上升冷卻凝結(jié)成雨。水汽輻合的大小用水汽通量散度表示，通過(guò)分析水汽通量散度得出，18日20時(shí)，－24×10-3g/s·hPa·cm強(qiáng)水汽通量散度的輻合中心位于貴州北部，我省除東南部地區(qū)外，均處在弱的水汽輻合區(qū)中，對(duì)應(yīng)的地面圖上黃河以南均有降水，信陽(yáng)有3個(gè)站降水超過(guò)50mm(最大64mm)，其它廣大地區(qū)降水量均在10mm以下。19日08時(shí)，暴雨區(qū)上空水汽輻合明顯增強(qiáng)，達(dá)－12×10-3g/s·hPa·cm，且與強(qiáng)降水落區(qū)相對(duì)應(yīng)。19日20時(shí)強(qiáng)水汽通量散度的輻合中心移至北京附近，我省均處在水汽通量散度輻散區(qū)，全省降水結(jié)束。說(shuō)明：水汽通量散度的輻合區(qū)與強(qiáng)降水有很好對(duì)應(yīng)關(guān)系，水汽通量散度輻散區(qū)對(duì)降水結(jié)束的預(yù)報(bào)有很好的參考價(jià)值。

4.雷達(dá)資料分析

分析降水回波的演變得出，整個(gè)降水過(guò)程中以混合性降水回波為主，回波比較穩(wěn)定，強(qiáng)度分布較均勻，大部分回波強(qiáng)度在25～40dbz，降水主要是由位于我省西南部的回波向東北方向移動(dòng)而造成的。 22:28分我市處在無(wú)回波區(qū)中，以多云天氣為主；0:35我省西南部的降水回波在東北移過(guò)程中，前緣弱回波區(qū)開(kāi)始影響我市；爾后回波強(qiáng)度繼續(xù)加強(qiáng)，5:20達(dá)最強(qiáng)，為40～45dbz，與1小時(shí)最大降水量時(shí)段相對(duì)應(yīng)。

5.模擬結(jié)果分析

利用1°×1°NCEP再分析資料和WRF中尺度數(shù)值模式對(duì)該過(guò)程的渦度、散度和垂直速度進(jìn)行模擬。

5.1 渦度分析

7月19 日1 :30 ，從渦度圖中可看出，降水過(guò)程中渦度場(chǎng)呈顯高層負(fù)渦度，中低層正渦度的垂直分布。過(guò)程開(kāi)始前的18日20時(shí)，高層(200hPa)我省中西部和南部均處在負(fù)的渦度區(qū)中，-25×10-5s-1的中心位于113°E、34.5°N。到19日08時(shí)，渦度中心東北移至113.5°E、35°N，其強(qiáng)度有所減弱，中心值為-15×10-5s-1。*時(shí)*時(shí)負(fù)的渦度中心移至我省北部，共中心強(qiáng)度進(jìn)一步減弱。中低層，在整個(gè)降水過(guò)程中，強(qiáng)降水落區(qū)均處在較強(qiáng)的正渦度區(qū)中，其中心最大值為40×10-5s-1。

圖1 模擬的200hPa渦度場(chǎng)

5.2 散度分析

暴雨的維持需要有高低層較強(qiáng)的輻合輻散相配合。分析散度場(chǎng)院（圖2）得出，19日02時(shí)我省淮河以北的大部分地區(qū)均處在較強(qiáng)的輻合輻散區(qū)中，在113°E、34°N附近高層(200hPa)為較強(qiáng)的輻散中心，低層(700hPa)為較強(qiáng)的輻合中心，其中心值分別為30×10-5s-1和-20×10-5s-1 。到08時(shí)，高層的輻散中心東移至114°E，且強(qiáng)度明顯減弱，而安陽(yáng)、鶴壁、濮陽(yáng)三地區(qū)的散度大大加強(qiáng)，由前一時(shí)次的5×10-5s-1增大至15×10-5s-1，低層113.5°E以東地區(qū)轉(zhuǎn)入輻合區(qū)中。14時(shí)高低層強(qiáng)輻散輻合中心均位于我省與山東交界，其中心強(qiáng)度分別5×10-5s-1和-15×10-5s-1 ，我省京廣線(xiàn)以東地區(qū)均處在弱的輻散輻合區(qū)中，隨著輻合輻散中心的繼續(xù)東移減弱，我省的降水也明顯減弱并趨于結(jié)束，14～20時(shí)6小時(shí)降水量均在10毫米以下。這種低層強(qiáng)輻合、高層強(qiáng)輻散的配置加強(qiáng)了大氣的抽吸作用，從而使上升運(yùn)動(dòng)得到加強(qiáng)，對(duì)暴雨的維持和加強(qiáng)有重要作用。

圖2 模擬的散度場(chǎng)

5.3 垂直速度

強(qiáng)烈而持續(xù)的上升運(yùn)動(dòng)，是暴雨產(chǎn)生的必要條件。由于大氣中的水汽絕大部分集中在中低對(duì)流層，而暴雨又總是發(fā)生在大范圍的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)內(nèi)，因此強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)對(duì)水汽的輸送有著重要的作用。分析垂直速度場(chǎng)得出：過(guò)程開(kāi)始前的18日20時(shí)，除信陽(yáng)地區(qū)外，我省其他地區(qū)均處在弱的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)中。19日02至08時(shí)，我省33°N以北的暴雨區(qū)上空為深厚的上升氣流區(qū)，最大上升速度為2.4cm·s-1，出現(xiàn)在500hPa。14時(shí)強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)移至我省與山東交界，我省降水結(jié)束。

圖3 模擬的垂直速度場(chǎng)(a 19日02時(shí) b 19日08日)

6.小結(jié)

（1）暴雨的主要影響系統(tǒng)是副高邊緣強(qiáng)盛的西南氣流、東移的低槽及低渦、切變線(xiàn)。

（2）大的水汽通量梯度區(qū)與強(qiáng)降水落區(qū)有較好地吻合，對(duì)預(yù)報(bào)強(qiáng)降水落區(qū)有一定的指導(dǎo)作用。水汽通量散度的輻合區(qū)與強(qiáng)降水落區(qū)有很好對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)降水結(jié)束的預(yù)報(bào)有很好的參考價(jià)值。

（3）低層輻合、高層輻散的配置增強(qiáng)了大氣的抽吸作用，導(dǎo)致暴雨區(qū)上空垂直上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，進(jìn)而使降水加強(qiáng)，為暴雨的產(chǎn)生提供了動(dòng)力條件。

（4）低層正渦度中心、高層負(fù)渦度中心與強(qiáng)降水落區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)。

（5）低空急流將南海的水汽源源不斷地輸送到暴雨區(qū)，為暴雨的維持提供了充足的水汽供應(yīng)。