摘 要：為了研究、揭示超低空急流與地形作用對(duì)暴雨的增幅機(jī)制，以2021年7月14日夜間發(fā)生在遼寧東部長(zhǎng)白山地區(qū)的一次山地突發(fā)性暴雨為例，利用遼寧省地面觀測(cè)降水?dāng)?shù)據(jù)和ERA5再分析數(shù)據(jù)，針對(duì)超低空急流形成的爬流及繞流對(duì)此次暴雨的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明：（1） 在東北冷渦東南部、副熱帶高壓后部的有利環(huán)流背景下，偏南低空、超低空急流建立，為遼寧東部帶來充沛的水汽和能量，降水的階段性變化與低空急流的強(qiáng)度、位置、方向存在一定關(guān)系。（2） 山地與平原過渡區(qū)的地形高度差強(qiáng)迫氣流產(chǎn)生爬流運(yùn)動(dòng)，爬流所強(qiáng)迫的垂直運(yùn)動(dòng)由下至上逐漸減弱，大值區(qū)位于山地坡面上，山地區(qū)域爬流極值中心處于雨帶中心位置，地形的爬流運(yùn)動(dòng)對(duì)降水范圍及強(qiáng)度至關(guān)重要。（3） 以東西方向?yàn)橹鲗?dǎo)的繞流對(duì)暴雨區(qū)域局地渦旋的形成具有一定貢獻(xiàn)，并且繞流對(duì)暖濕氣流在降水中心起到匯聚的作用，間接為空氣抬升提供增幅效果。爬流、繞流共同作用下，坡地區(qū)域次級(jí)環(huán)流上升支觸發(fā)對(duì)流發(fā)展，不穩(wěn)定能量釋放，導(dǎo)致山區(qū)局地大暴雨的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：暴雨；超低空急流；爬流；繞流；地形

中圖法分類號(hào)：P445 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI： 10.12406/byzh.2022-035

Impact of flow over and flow around caused by super low-level jet on a sudden rainstorm over the Changbai Mountains

LIU Chenghan 1， 2 ，WANG Yue 3 ，YAN Qi 1， 2 ，TAN Zhenghua 1， 2 ， LIU Shuo 1， 2 ， JIAO Haoran 2 ， JIN Yan 4

（1. Institute of Atmospheric Environment， China Meteorological Administration， Shenyang 110166；2. Liaoning Meteorological Observatory，Shenyang 110166；3. Shenyang Meteorological Bureau， Shenyang 110000；4. Shanghai Meteorological Center， Shanghai 200030）

Abstract：The purpose of the paper is to study the mechanism of the interaction between super low-level jet and terrain to enhance rain?storm. Using the surface observation precipitation data of Liaoning Province and ERA5 reanalysis data， this paper analyzes a sudden moun?tain rainstorm that occurred in the Changbai Mountains， eastern Liaoning Province on the night of 14 July 2021， focusing on the role of flow around and flow over in this rain? storm. The results show that：（1） under the favorable circulation background of the southeast of the North?east Cold Vortex and the rear of the Subtropical High， the southward low-level jet and super low-level jet are established， which brings abun?dant water vapor and energy to the eastern part of Liaoning. The periodic change of precipitation is related to the intensity， location and direc?tion of low-level jet. （2）The terrain height difference in the transition area of the mountain plain forces the airflow to generate the flow over.The vertical ascent forced by the flow over gradually weakens from bottom to top. The maximum value area is located on the mountain slope.The extremum center of regional flow over is located in the center of the rain belt， and the flow over caused by terrain is specially important to the range and intensity of the precipitation. （3）The east-west direction-dominated flow around has a certain contribution to the formation of the local vortex in the rainstorm area， and the surrounding flow plays a role in converging the warm moist current in the precipitation cen?ter， and indirectly provides an amplifica? tion effect for the air upraise. Under the combined action of flow over and flow around， the upswing branch of secondary circulation in the sloping area triggers convective development and releases unstable energy， which leads to the occur?rence of local heavy rainstorms in mountainous areas.

Key words：Rainstorm；super low-level jet；flow over；flow around；terrain

引 言

地形分布是決定氣候特征的重要因子之一，一直以來都是氣候?qū)W研究的熱點(diǎn)問題（樊紅芳，2008）。對(duì)于我國(guó)乃至東亞地區(qū)而言，青藏高原的高海拔地形對(duì)氣候的影響至關(guān)重要（葉篤正和顧震潮，1955）。高原的大地形一方面在冬季對(duì)西伯利亞冷高壓的位置以及強(qiáng)度起到?jīng)Q定性作用，另一方面在夏季對(duì)南亞季風(fēng)的形成及發(fā)展有所貢獻(xiàn)（Syukuro and Theodore，1974；Douglas et al.，1975）。高原的隆升對(duì)大氣環(huán)流形成擾動(dòng)進(jìn)而影響華南以及南亞地區(qū)的降水（梁瀟云等，2005），而高原不同子區(qū)域的隆升對(duì)季風(fēng)以及降水區(qū)域的影響也有所差別（張冉等，2012）。當(dāng)高原中部地形大范圍隆升時(shí)，會(huì)導(dǎo)致印度降水有所增加（An，2001），而亞洲80°E 以西的區(qū)域地形對(duì)印度夏季降水影響更甚（Chakraborty et al.，2002）。

除了青藏高原大地形之外，中小地形對(duì)局地降水的影響也至關(guān)重要，地形的高度及尺度的增加對(duì)暴雨有一定增幅作用（陳聯(lián)壽和孟智勇，2001）。王凱等（2021）發(fā)現(xiàn)浙東地區(qū)山脈對(duì)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”通過阻滯及輻合抬升作用造成顯著的降水增幅。付雙喜等（2021）研究指出，祁連山北麓降水大值區(qū)均位于山區(qū)或山地北坡，局地小地形對(duì)強(qiáng)對(duì)流降水過程的阻擋、輻合、抬升作用較為突出。東北地區(qū)所生產(chǎn)的商品糧約占全國(guó)總量的1/3（趙秀蘭，2010），而暴雨所引起的洪澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)影響巨大（譚方穎等，2020），長(zhǎng)白山山脈對(duì)東北冷渦暴雨的影響程度大于東北其他山脈地形，一些研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：若沒有長(zhǎng)白山地形，則長(zhǎng)白山以南區(qū)域至朝鮮半島降水將大幅減少（何博翰等，2020）。若加倍長(zhǎng)白山地形高度，則遼寧東部以及長(zhǎng)白山西部區(qū)域降水有所增強(qiáng)（鐘水新，2011）。

地形所產(chǎn)生的繞流及爬流運(yùn)動(dòng)對(duì)降水過程中渦旋產(chǎn)生及垂直運(yùn)動(dòng)具有重要意義（丁一匯，2005）。繞流和爬流在地形的隆升過程當(dāng)中，相對(duì)貢獻(xiàn)有所變化（謝應(yīng)齊，1986）。而對(duì)繞流和爬流的定量計(jì)算可得出在降水過程當(dāng)中兩者的作用大?。S剛和周連童，2004）。李斐等（2012）通過將高原地表風(fēng)場(chǎng)分解為繞流和爬流，進(jìn)而得出不同地形高度層繞流爬流的強(qiáng)度變化。金妍和李國(guó)平（2021）通過對(duì)一次地形引發(fā)突發(fā)性降水研究得出繞流及爬流對(duì)降水位置及強(qiáng)度有緊密關(guān)聯(lián)。目前已有的爬流繞流研究多集中于青藏高原區(qū)域，而有關(guān)遼東長(zhǎng)白山地形對(duì)暴雨的影響機(jī)制尚不清晰。2021年7月14日夜間出現(xiàn)在遼南至遼東的山區(qū)及坡地的暴雨到大暴雨，數(shù)值預(yù)報(bào)幾乎沒有預(yù)報(bào)能力，恰恰這種暴雨容易出現(xiàn)比較嚴(yán)重的次生災(zāi)害（狄靖月等，2021；呂新生等，2021；趙嫻婷等，2021），因此本文針對(duì)此次位于遼寧東部長(zhǎng)白山山地區(qū)域暴雨事件，采用將近地面風(fēng)場(chǎng)分解成爬流繞流方式分析造成此類事件的成因，以期提升山區(qū)暴雨的訂正能力。

1 資料及方法

1.1 資料來源

本文使用的資料包括地面加密自動(dòng)站觀測(cè)資料、歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心發(fā)布的第五代全球再分析格點(diǎn)資料（ERA5）和雷達(dá)反射率因子數(shù)據(jù)。資料時(shí)段為2021年7月12日08時(shí)（北京時(shí)，下同）—16日08時(shí)。其中，ERA5利用先進(jìn)的模式和數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)將大量的歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合到全球預(yù)估中，并提供逐小時(shí)和逐月的數(shù)據(jù)來估算大量大氣、陸地、以及海洋相關(guān)的氣候變量，垂直方向共 30 層，空間格距水平方向?yàn)?.25°×0.25°。雷達(dá)反射率因子數(shù)據(jù)采用遼寧省多普勒天氣雷達(dá)3 km高度組網(wǎng)拼圖，時(shí)間分辨率為6 min，水平為等經(jīng)緯度網(wǎng)格，分辨率為0.01°×0.01°。

1.2 爬流及繞流計(jì)算方法

選取張耀存和錢永甫（1999）在對(duì)高原隆升過程變化數(shù)值模擬中所采用的底層分解方案，在水平方向上爬坡、繞流分別滿足平行于地勢(shì)梯度、垂直于地勢(shì)梯度的條件，其方程如下

方程（1）、（2）中， V r 表示900 hPa層水平風(fēng)矢量中的繞流分量， V p 為爬流分量，單位：m·s -1 ， ?Z s 為地形高度梯度，其計(jì)算式如下

根據(jù)式（1）、（2）、（3）聯(lián)立方程可得新方程

其中， u r 、 v r 表示繞流矢量的緯向和經(jīng)向分量， u p 、 v p表示爬流矢量的緯向和經(jīng)向分量。 u s 、 v s 分別表示900 hPa風(fēng)矢的緯向和經(jīng)向分量。

地形對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)具有一定的影響，因此對(duì)于剛性邊界條件有方程

其中 w s 為地形所強(qiáng)迫的垂直運(yùn)動(dòng)（單位： m × s -1 ）。由于繞流與地形方向相互垂直，因此實(shí)際地形所強(qiáng)迫的垂直運(yùn)動(dòng)僅與爬流有關(guān)，即

2 暴雨實(shí)況與環(huán)境條件

2.1 暴雨實(shí)況

2021年7月12—15日發(fā)生在遼寧的一次山地突發(fā)性暴雨天氣過程，其特點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣、強(qiáng)度強(qiáng)，階段性明顯，其中7月12日白天至14日白天降水區(qū)域主要集中在遼寧西部，而7月14日夜間降水落區(qū)集中在遼南至遼東的山區(qū)及坡地，局部降水量達(dá)到大暴雨，降水時(shí)段較為集中，具有山地突發(fā)性暴雨特征。

圖 1a 為 2021 年 7 月14 日 20 時(shí)—15 日 08 時(shí)累積 降水量圖，從圖可見，降水大值區(qū)位于平原至山地的過渡帶，此區(qū)域海拔為200～700 m，降水量為大雨到暴雨，部分區(qū)域達(dá)到大暴雨，遼寧東部地區(qū)13個(gè)氣象站出現(xiàn)100～250 mm的降水，最大降雨量211.2 mm，出現(xiàn)在丹東市鳳城市賽馬鎮(zhèn)，最大小時(shí)降水量54.8 mm，出現(xiàn)在丹東市鳳城市雞冠山鎮(zhèn)。

根據(jù)突發(fā)性暴雨標(biāo)準(zhǔn)（金妍和李國(guó)平，2021）：?jiǎn)蝹€(gè)站點(diǎn)1 h降水量超過20 mm，且連續(xù)3 h累積降水量達(dá)到50 mm，7月14日突發(fā)性暴雨主要集中在14日23時(shí)—15日02時(shí)，在山地區(qū)域最多1 h內(nèi)有13個(gè)站點(diǎn)達(dá)到20 mm以上降水。從圖1b可知，達(dá)到突發(fā)性暴雨標(biāo)準(zhǔn)站點(diǎn)從山區(qū)中部至遼東平原呈帶狀分布，最大3 h累積降水量可達(dá)到100 mm以上，位于山區(qū)至平原的過渡帶，這也是長(zhǎng)白山以南的區(qū)域，從地形分布可看出，該區(qū)域南部為海域，當(dāng)有偏南低空急流建立時(shí)，山區(qū)對(duì)急流阻擋強(qiáng)迫抬升進(jìn)而觸發(fā)對(duì)流產(chǎn)生，導(dǎo)致該區(qū)域降水加強(qiáng)。

圖2為各業(yè)務(wù)模式降水預(yù)報(bào)與實(shí)況降水差值的空間分布，從中可以看出，對(duì)于大范圍小雨到中雨的預(yù)報(bào)，各業(yè)務(wù)模式表現(xiàn)均較好，但對(duì)山地區(qū)域暴雨、大暴雨預(yù)報(bào)普遍偏小50 mm以上。對(duì)流預(yù)報(bào)相對(duì)準(zhǔn)確的中尺度模式，在此次過程的預(yù)報(bào)表現(xiàn)偏差較大，相比其他模式，CMA-3km模式預(yù)報(bào)偏差大于 50 mm的范圍較小，預(yù)報(bào)效果略優(yōu)。

2.2 環(huán)流與降水演變

整個(gè)山地突發(fā)性暴雨過程每小時(shí)降水特征如表1，7月14日23時(shí)至次日03時(shí)為降水成熟階段，挑選山地突發(fā)性暴雨過程中特征較為明顯的三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)：14日20時(shí)、15日01時(shí)、15日08時(shí)，分別代表這次過程的開始期、成熟期、衰退期，并對(duì)這三個(gè)階段進(jìn)行重點(diǎn)研究。

從圖3a、b可看出遼寧地區(qū)位于東北冷渦東南區(qū)域，副熱帶高壓（簡(jiǎn)稱副高，下同）穩(wěn)定處于遼寧東部區(qū)域，沿副高西部由南至北低空、超低空急流帶建立，暖濕的偏南低空急流進(jìn)一步加強(qiáng)大氣層結(jié)的不穩(wěn)定，并從黃、渤海向遼寧東部不斷輸送暖濕空氣，為該階段降水提供充足的水汽、能量條件，超低空急流與地形相互作用產(chǎn)生爬、繞流地形抬升作用觸發(fā)對(duì)流系統(tǒng)產(chǎn)生。在此次山地突發(fā)性暴雨過程當(dāng)中，超低空急流中心位置、強(qiáng)度與降水中心位置、強(qiáng)度有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系，急流核位于遼寧東部此次山地突發(fā)性暴雨中心附近（丹東鳳城市賽馬鎮(zhèn)附近），最大達(dá)到18 m × s -1 以上。

從圖4a可看出，在整個(gè)降水過程當(dāng)中，山地突發(fā)性暴雨中心站點(diǎn)（賽馬鎮(zhèn)站）850—950 hPa水平風(fēng)速可達(dá)到14 m × s -1 以上，對(duì)應(yīng)圖4b可看出在超低空急流鼎盛期降水量有明顯增加，最高小時(shí)降水量可達(dá)到50 mm以上，15日08時(shí)（圖3c），副高整體東退，西北界略有西伸，整個(gè)遼寧東部區(qū)域受副熱帶高壓控制，低空急流減弱，降水結(jié)束。

2.3 水汽及不穩(wěn)定條件

雨帶大值區(qū)呈南北分布，強(qiáng)降水中心處于平原、山地過渡處，經(jīng)過雨帶中心沿（124.25°E、40.5°N）所在經(jīng)度作相對(duì)濕度、假相當(dāng)位溫的高度-緯度垂直剖面（圖5），可以看出，假相當(dāng)位溫大值區(qū)位于700 hPa以下，300—700 hPa層結(jié)假相當(dāng)位溫較小，假相當(dāng)位溫隨高度上升而減小，不穩(wěn)定層結(jié)較明顯。降水開始期（圖5a），假相當(dāng)位溫梯度密集區(qū)處于39°N附近，也是鋒區(qū)所在位置，近地面層相對(duì)濕度接近飽和，尤其強(qiáng)降水中心位置飽和濕層較為深厚，厚度可達(dá)到3 km。成熟期（圖5b）鋒區(qū)北移至強(qiáng)降水中心附近，假相當(dāng)位溫梯度較大，強(qiáng)降水中心濕層厚度達(dá)7 km，水汽平流垂直輸送較充足。衰退期（圖5c）暴雨區(qū)上空濕區(qū)和不穩(wěn)定層結(jié)明顯減弱，由此可見，強(qiáng)降水易發(fā)生在層結(jié)不穩(wěn)定及濕度層較深厚的區(qū)域。此次過程中，層結(jié)不穩(wěn)定及濕度層深厚區(qū)域恰好位于山地平原交界處，是否與地形存在關(guān)系，還需要進(jìn)一步分析。

圖6為此次降水過程對(duì)流有效位能（CAPE）演變，降水開始前（圖6a），CAPE大值區(qū)分布在遼南海區(qū)位置，CAPE最大達(dá)1 000 J·kg -1 以上，盡管低空、超低空急流建立，但遼寧東部不穩(wěn)定能量還沒有積累起來。之后（圖6b）隨著能量堆積并向北延伸，40°—41°N范圍內(nèi)大氣處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，一旦有觸發(fā)機(jī)制，將會(huì)使能量爆發(fā)引起降水。隨著強(qiáng)降水產(chǎn)生（圖6c），不穩(wěn)定能量爆發(fā)，潛熱釋放導(dǎo)致空氣溫度上升，對(duì)流不穩(wěn)定能量CAPE值迅速減弱。

綜上所述，在東北冷渦東南部、副熱帶高壓后部的有利環(huán)流背景下，偏南低空、超低空急流建立，為遼寧東部帶來充沛的水汽，同時(shí)低層能量積累，降水前具備較大的對(duì)流有效位能；暴雨到大暴雨恰好出現(xiàn)在平原到山地過渡地帶，降水的階段性變化與低空急流的強(qiáng)度、位置、方向存在一定關(guān)系；那么，山區(qū)地形是否對(duì)暴雨產(chǎn)生增幅作用？低空、超低空急流是如何與地形作用產(chǎn)生暴雨？下面針對(duì)這些問題展開分析。

3 地形作用下超低空急流對(duì)暴雨的影響

為分析地形引起爬流所導(dǎo)致的抬升運(yùn)動(dòng)、繞流形成局地渦旋對(duì)山區(qū)暴雨的作用，按照前面介紹的爬流及繞流公式，計(jì)算強(qiáng)降水成熟期（15日01時(shí)）爬流和繞流的矢量模，并進(jìn)一步分析爬流和繞流引發(fā)的流場(chǎng)及次級(jí)環(huán)流情況，探討山地突發(fā)性暴雨成因。

3.1 地形影響下的爬流、繞流運(yùn)動(dòng)

圖7a為爬流矢量模，可以看出，高值區(qū)分布在遼寧東部長(zhǎng)白山余脈的喇叭口地形處，地形特征為山地平原過渡區(qū)，中心爬流達(dá)到18 m·s -1 ，該區(qū)域爬流運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，爬流大值分布區(qū)域與降水落區(qū)形成很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從爬流緯向（圖7b）及經(jīng)向（圖7c）分布特征可看出，東南方向超低空急流進(jìn)入喇叭口地形，爬流的緯向分量為從東至西、經(jīng)向分量為南至北為主要方向，并且南北向上量級(jí)可達(dá)到14 m·s -1 ，東西向上量級(jí)為10 m·s -1 ，這說明在爬流運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，爬流經(jīng)向分支起主導(dǎo)作用。

從圖7d可見，繞流分布比較分散，沿著長(zhǎng)白山脈東、西兩側(cè)分布，存在多個(gè)大值區(qū)域，而位于（124.25°E、40.5°N）暴雨中心位置對(duì)應(yīng)一個(gè)繞流大值區(qū)。從繞流的緯向、經(jīng)向（圖7e-f）分布可看出，長(zhǎng)白山其他區(qū)域普遍為由南至北的繞流，而暴雨中心區(qū)域緯向分布特征較明顯，存在由東至西的繞流，因此該緯向的繞行可造成局地相對(duì)渦度增大有利于局地渦旋形成，繪制沿40.5°N經(jīng)暴雨中心的緯向相對(duì)渦度和沿124.25°E經(jīng)暴雨中心的經(jīng)向相對(duì)渦度垂直剖面圖 （圖8），可看出暴雨中心出現(xiàn)正相對(duì)渦度大值區(qū)，緯向較為明顯，此區(qū)域可能會(huì)有“氣旋性小環(huán)流”或“局地渦旋”產(chǎn)生。因此繞流緯向分支對(duì)此次過程貢獻(xiàn)較大。

3.2 爬流、繞流的流場(chǎng)分布

為進(jìn)一步分析爬流和繞流對(duì)此次暴雨的影響，對(duì)兩者的流場(chǎng)分布（圖9）情況進(jìn)行診斷。圖9a可見偏南方向氣流，進(jìn)入喇叭口地形后，在暴雨中心位置產(chǎn)生較強(qiáng)的爬流運(yùn)動(dòng)，而此區(qū)域?yàn)榈匦胃叨忍荻却笾祬^(qū)，引起大氣強(qiáng)烈抬升，造成局地上升運(yùn)動(dòng)。圖9b、c顯示，共有三支氣流匯聚于喇叭口區(qū)域，其中一支氣流從南部海區(qū)引導(dǎo)水汽沿喇叭口西側(cè)山壁進(jìn)入，另兩支氣流遇到長(zhǎng)白山東南側(cè)山脈地形阻擋，接近山脈氣流不能越過抬高的地形時(shí)，在水平方向偏轉(zhuǎn)繞過山脈繼續(xù)西進(jìn)，一支形成東南氣流沿喇叭口東側(cè)山壁匯入喇叭口深處，另一支受喇叭口西側(cè)山壁阻擋折轉(zhuǎn)為西南氣流，并卷入到東南氣流中形成局地小環(huán)流。三支氣流通過繞流匯聚在暴雨中心喇叭口附近，在地形作用下形成局地“氣旋性小環(huán)流”或“氣流匯合區(qū)”，風(fēng)向輻合及狹管效應(yīng)引起的風(fēng)速增大進(jìn)一步增強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，為局地暴雨提供較強(qiáng)的增幅。有專家指出喇叭口地形容易有局地渦旋發(fā)生發(fā)展，這種渦旋屬于局地性中小尺度，生命史短，厚度薄，移動(dòng)速度快，水平尺度10 km以上至幾十公里，鉛直厚度為300～600 m（吳翠紅等，2013）。

3.3 次級(jí)環(huán)流及暴雨成因分析

由于繞流與地形高度梯度呈垂直向，因此僅爬流會(huì)引起氣流強(qiáng)迫垂直運(yùn)動(dòng)，根據(jù)前面2.2中的公式計(jì)算，圖10為爬流所引起的強(qiáng)迫垂直運(yùn)動(dòng)及空間分布特征。從圖10a可見爬流所引起的垂直運(yùn)動(dòng)位于地形坡地上，爬流所強(qiáng)迫的垂直運(yùn)動(dòng)由下至上逐漸減弱，大值區(qū)位于山地坡面上，最強(qiáng)的垂直速度可達(dá)到0.08 m·s -1 ，而從圖10b可見整個(gè)山地區(qū)域爬流極值中心處于雨帶中心位置。因此地形的爬流運(yùn)動(dòng)對(duì)降水區(qū)域及強(qiáng)度有至關(guān)重要性。

次級(jí)環(huán)流圈中的垂直上升運(yùn)動(dòng)是影響降水的重要條件，也是通過地形對(duì)暴雨直接作用的重要環(huán)節(jié)，圖11為暴雨成熟期沿124.25°E經(jīng)暴雨中心的垂直運(yùn)動(dòng)特征。圖11a為經(jīng)向環(huán)流圈，39°—41°N為上升運(yùn)動(dòng)，41°N以北氣流開始下沉，圖11b為緯向環(huán)流圈，124°E以西氣流上升，上升至500 hPa以上，低層850 hPa以下124°E以東區(qū)域氣流下沉運(yùn)動(dòng)形成緯向閉合環(huán)流圈，綜合來看，次級(jí)環(huán)流上升支均發(fā)生于坡地區(qū)域。由前面分析可得，偏南方向低空、超低空急流在平原到山地過渡地帶引起爬流，強(qiáng)迫垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展，同時(shí)繞流產(chǎn)生局地渦旋對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展起到一定正貢獻(xiàn)，在兩者共同作用下，垂直上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)烈，坡地區(qū)域次級(jí)環(huán)流上升支利于觸發(fā)對(duì)流，從3 km高度上的遼寧省雷達(dá)組合反射率因子拼圖可以看到（圖12），15日01時(shí)前后沿遼寧省東南部的山地平原過渡區(qū)，出現(xiàn)強(qiáng)度在40dBz以上的塊狀對(duì)流回波，說明山坡地帶有對(duì)流發(fā)展，不穩(wěn)定能量釋放，導(dǎo)致此次山地突發(fā)性暴雨的出現(xiàn)。

4 結(jié)論與討論

針對(duì)2021年7月14—15日發(fā)生在遼寧省東部長(zhǎng)白山南部山區(qū)的一次突發(fā)性暴雨過程，首先對(duì)天氣形勢(shì)及降水強(qiáng)度進(jìn)行基本分析，其次根據(jù)爬、繞流分解原理，利用ERA5再分析資料計(jì)算出爬、繞流分量，重點(diǎn)分析地形強(qiáng)迫所產(chǎn)生的爬流和繞流在此次過程當(dāng)中的作用，得到結(jié)論如下：

（1） 在東北冷渦東南部、副熱帶高壓后部的背景下，偏南低空、超低空急流的建立為此次山地突發(fā)性暴雨提供較好的觸發(fā)條件，此次暴雨恰好出現(xiàn)在平原到山地過渡地帶，降水的階段性變化與低空急流的強(qiáng)度、位置、方向存在一定關(guān)系，暴雨區(qū)處于偏南低空急流急流核位置，當(dāng)急流發(fā)展最鼎盛時(shí)，雨強(qiáng)最大。

（2） 地形條件通過爬流和繞流運(yùn)動(dòng)為此次過程提供較強(qiáng)的降水增幅作用。爬流主要以南北方向?yàn)橹鲗?dǎo)，山地平原過渡區(qū)的地形高度差強(qiáng)迫氣流產(chǎn)生爬流運(yùn)動(dòng)，促使空氣加強(qiáng)垂直方向上的抬升，爬流較強(qiáng)的區(qū)域主要出現(xiàn)在平原、山地交界處，這與暴雨落區(qū)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以東西方向?yàn)橹鲗?dǎo)的繞流對(duì)暴雨區(qū)域局地渦旋的形成具有一定貢獻(xiàn)，并且繞流對(duì)暖濕氣流在降水中心起到匯聚的作用，并間接為空氣抬升提供增幅效果。

（3） 偏南方向低空、超低空急流在平原到山地過渡地帶引起爬流，強(qiáng)迫垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展，同時(shí)繞流產(chǎn)生局地渦旋對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展起到一定正貢獻(xiàn)，在兩者共同作用下，坡地區(qū)域次級(jí)環(huán)流上升支觸發(fā)對(duì)流發(fā)展，不穩(wěn)定能量釋放，導(dǎo)致此次山地突發(fā)性暴雨發(fā)生。

最后需要指出的是，前人對(duì)于地形與暴雨的關(guān)系研究多集中在海拔較高的山脈或高原，對(duì)于低海拔地形與低空急流相互作用觸發(fā)暴雨產(chǎn)生的動(dòng)力機(jī)制研究較少，因此在以后的研究中可將類似的典型個(gè)例進(jìn)行合成分析，通過氣候統(tǒng)計(jì)方式探究山區(qū)低空急流的時(shí)空分布特征及其與山地突發(fā)性暴雨的關(guān)系，以及低空急流對(duì)山地突發(fā)性暴雨的作用機(jī)制。

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（責(zé)任編輯 何明瓊）