徐麗嬌

(內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市氣象局，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

赤峰地區(qū)處于華北北部，其暴雨有著華北暴雨的共同特點(diǎn)，預(yù)報(bào)難度也較大。因此，針對(duì)2017年8月2日-8月4日赤峰地區(qū)暴雨進(jìn)行分析，對(duì)暴雨預(yù)報(bào)積累經(jīng)驗(yàn)有著一定的科學(xué)意義。

1 降水特點(diǎn)概述

2017年8月2日10時(shí)-8月4日7時(shí)，赤峰市出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，其中寧城縣東南部、敖漢旗大部地區(qū)降水量在100mm以上，過(guò)程中伴有短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)。8月2日17時(shí)-8月3日18時(shí)，敖漢旗普降暴雨到大暴雨，最大降水量達(dá)214.4mm，最大雨強(qiáng)為44.5mm/h；寧城縣大部地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣，其中東南部地區(qū)降大暴雨，最大降水量達(dá)213.8mm，最大雨強(qiáng)為52.4mm/h。8月3日傍晚，松山區(qū)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)雷雨天氣過(guò)程，其中初頭朗鎮(zhèn)、崗子鄉(xiāng)最大小時(shí)雨強(qiáng)分別為44.9mm、21.3mm。降水主要分布在兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是8月2日11時(shí)-8月3日02時(shí)，其主要特點(diǎn)是短時(shí)雨強(qiáng)大、強(qiáng)度變化波動(dòng)顯著；第二個(gè)階段發(fā)生在8月3日03時(shí)以后，降水強(qiáng)度逐漸穩(wěn)定，降水效率高，表現(xiàn)為穩(wěn)定降水的特征。以寧城氣候校準(zhǔn)站為例，該站8月3日03-04時(shí)，雨強(qiáng)為52.4mm/h，到8月3日8時(shí)左右，該站雨強(qiáng)仍達(dá)34.4mm/h，降水效率非常高；寶國(guó)圖站同樣在8月3日02時(shí)開(kāi)始，降水一直表現(xiàn)比較平穩(wěn)，小時(shí)降水量都在10mm～30mm左右，降水效率也是十分高的。

2 高空和地面天氣形勢(shì)分析

8月2日08時(shí)，500hPa，內(nèi)蒙古河套地區(qū)有一高空槽存在，赤峰市主要處在西太平洋副熱帶高壓外圍控制之下，副熱帶高壓以塊狀形式退居海上，東亞沿岸高壓脊較弱，但與副熱帶高壓疊加，副高北抬至40°N附近，形成高壓壩，出現(xiàn)典型的“東高西低”形勢(shì)。9號(hào)臺(tái)風(fēng)納沙已經(jīng)登錄我國(guó)，位于長(zhǎng)江中下游一帶，氣壓場(chǎng)上無(wú)閉合環(huán)流，但在風(fēng)場(chǎng)仍然可見(jiàn)閉合低值中心，形成“北槽南渦”的有利天氣形勢(shì)。副熱帶高壓與臺(tái)風(fēng)之間的南風(fēng)加強(qiáng)，不斷向華北地區(qū)輸送水汽和熱量。850hPa，臺(tái)風(fēng)的閉合環(huán)流更加明顯，副高東退減弱，使得南風(fēng)急流明顯加強(qiáng)，中低層水汽通道逐漸建立。到8月2日20時(shí)，臺(tái)風(fēng)進(jìn)一步減弱，與北部槽合并成一個(gè)南北貫通的大槽，東部副高略有北上，與東北地區(qū)高壓脊在下游形成一定的阻擋，使得槽移動(dòng)緩慢而略有加強(qiáng)。850hPa，南風(fēng)急流明顯，輸送水汽能力更強(qiáng)，赤峰市位于急流出口區(qū)左側(cè)，形勢(shì)非常有利于暴雨的產(chǎn)生。8月3日08時(shí)，高空槽進(jìn)一步靠近赤峰市，副熱帶高壓進(jìn)一步減弱東退，阻擋形勢(shì)依然存在； 850hPa槽進(jìn)一步加深成低渦，低空南風(fēng)急流更加明顯，赤峰市中部有切變存在。8月3日20時(shí)，高空槽移過(guò)赤峰市，下游阻擋形勢(shì)崩潰，副熱帶高壓加強(qiáng)西伸，低層依然受低渦控制，切變位于赤峰市南部，考慮南部降水殘留，北部降水結(jié)束。

8月2日08時(shí)，赤峰市主要受低壓帶控制，在地面輻合線附近出現(xiàn)零星降水，最大降水量為6mm，此時(shí)臺(tái)風(fēng)氣旋位于長(zhǎng)江中下游一帶，在臺(tái)風(fēng)外圍有明顯的雨帶。到8月2日20時(shí)，臺(tái)風(fēng)氣旋北上，外圍雨帶已經(jīng)延伸到渤海地區(qū)，赤峰市仍然受低壓帶控制，在地面輻合線附近有降水出現(xiàn)。到8月3日02時(shí)，地面氣旋明顯北上并且加深到997.5hPa，赤峰市處于倒槽頂部，輻合更加明顯。到8月3日08時(shí)，地面氣旋進(jìn)一步北上，位于氣旋頂部的赤峰市東風(fēng)輻合對(duì)降水非常有利。

3 水汽輸送

筆者在分析暴雨過(guò)程的水汽來(lái)源時(shí)采用了美國(guó)NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)空氣資源實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的軌跡模式HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model) ,該模式平流和擴(kuò)散計(jì)算采用拉格朗日方法，通常用于跟蹤氣流所攜帶粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。筆者選取了降水最大站寶國(guó)圖站，垂直方向上選取1 000m，1 500m、3 000m以及5 000m 4個(gè)高度層次作為模擬的初始高度，計(jì)算后向積分72h和48h時(shí)的三維運(yùn)動(dòng)軌跡，并每隔6h輸出軌跡點(diǎn)的位置及相應(yīng)物理量場(chǎng)。

采用HYSPLIT模式模擬的不同層次的水汽軌跡顯示，1 500m和1 000m左右的低層水汽則主要來(lái)自黃海和西太平洋，偏東水汽占據(jù)一定比例。從垂直分布上看，1 000m以下的水汽貢獻(xiàn)主要來(lái)自西太平洋，中層的水汽貢獻(xiàn)則主要來(lái)自南海和東海，高層水汽貢獻(xiàn)則主要來(lái)自西太平洋。3 000m和5 000m的水汽主要來(lái)自南海，并且從垂直分布上看也是比較一致。

對(duì)流層中層的水汽主要來(lái)自南海，隨著時(shí)間推進(jìn)到48h，水汽來(lái)源主要來(lái)自臺(tái)灣海峽，沿著偏南水汽通道輸送到赤峰市；中低層則主要考慮來(lái)自東海和西太平洋的水汽占據(jù)絕大多數(shù)。

4 雷達(dá)及衛(wèi)星云圖分析

從雷達(dá)演變來(lái)看，此次降水過(guò)程主要分為兩個(gè)時(shí)段，分別為對(duì)流降水階段和穩(wěn)定性降水。在8月2日19時(shí)46分，雷達(dá)回波呈現(xiàn)出分散的、塊狀回波，回波強(qiáng)度最大達(dá)到57dBZ，具有明顯的對(duì)流性降水特征，此時(shí)對(duì)應(yīng)的全市的降水量表現(xiàn)極不均勻，降水強(qiáng)度變化很大；而到了8月3日05時(shí)03分，回波呈現(xiàn)出均勻的片狀回波，大部回波都在35dBZ以下，具有明顯的穩(wěn)定性降水特征，相應(yīng)的此時(shí)降水量表現(xiàn)比較均勻穩(wěn)定，降水效率很高。

對(duì)應(yīng)的紅外云圖上可以看到，8月2日19時(shí)45分，赤峰市上空僅有一些分散的低云存在，與雷達(dá)回波相對(duì)應(yīng)，而在河北東部、遼寧南部和渤海北部一帶有明顯的中尺度對(duì)流輻合系統(tǒng)存在，邊界比較光滑，梯度大，隨著系統(tǒng)的不斷東北上，到8月3日02時(shí)左右，該中尺度對(duì)流輻合系統(tǒng)移至赤峰市南部，開(kāi)始高效率的降水，到8月3日05時(shí)00分，云系表現(xiàn)為高空槽云系特征，同時(shí)上述中尺度對(duì)流輻合系統(tǒng)分裂為3個(gè)部分，此時(shí)在赤峰市敖漢旗大部以及寧城縣東部出現(xiàn)了明顯的降水。

5 物理量場(chǎng)的分析

從水汽通量散度的分布上來(lái)看，8月2日20時(shí)，850hPa赤峰市南部略有水汽的輻合，而700hPa的水汽輻合已經(jīng)非常明顯；到了8月3日08時(shí)，850hPa水汽輻合有所加強(qiáng)，700hPa依然有水汽輻合，但是強(qiáng)度減弱。

假相當(dāng)位溫場(chǎng)，8月2日20時(shí)，700hPa有明顯的高能舌伸向赤峰地區(qū)南部；比濕場(chǎng)上，8月2日20時(shí)，南部地區(qū)比濕已經(jīng)達(dá)到14g/kg～16g/kg。大氣變得高能且高濕，低空急流以及切變線的觸發(fā)引發(fā)了赤峰地區(qū)南部的暴雨以及大暴雨天氣。

6 結(jié)論和討論

通過(guò)對(duì)2017年8月2日-8月4日高空、地面天氣形勢(shì)以及水汽來(lái)源等分析，得出以下結(jié)論：①此次暴雨是高低空與中緯度系統(tǒng)相互配合的結(jié)果，大尺度環(huán)流形勢(shì)為東高西低、南渦北槽，副熱帶高壓與西風(fēng)帶高壓脊疊加形成高壓壩，使西風(fēng)槽東移緩慢；天氣尺度影響包括低空低渦、切變線和低空急流等。地面影響系統(tǒng)主要是臺(tái)風(fēng)倒槽。②此次暴雨的水汽來(lái)源主要是來(lái)自南海、東海、黃海和西太平洋，低層水汽主要來(lái)自東海、黃海和西太平洋，偏東水汽貢獻(xiàn)較大,而中高層水汽則主要來(lái)自南海。③從衛(wèi)星云圖以及雷達(dá)圖像上明顯看出此次降水分為兩個(gè)階段，分別是前期對(duì)流降水和后期的穩(wěn)定性降水階段。對(duì)流性降水階段雷達(dá)表現(xiàn)為明顯的分散的、塊狀回波,而穩(wěn)定性降水則為均勻的片狀回波。衛(wèi)星云圖表現(xiàn)與雷達(dá)圖像一致。