摘 要：利用自動加密站、MICAPS等氣象資料，分析了2019年5月27日發(fā)生在吉林省遼源市的暴雨天氣。結(jié)果表明：此次暴雨主要受高空槽、低空切變和低空急流的影響，地面輻合和鋒線是觸發(fā)機(jī)制。從水汽條件、動力條件、熱力和不穩(wěn)定條件等方面對此次過程進(jìn)行物理量診斷，5月中低層出現(xiàn)比濕超過10 g/kg的水汽條件時，可作為當(dāng)?shù)乇┯觐A(yù)報的一項指標(biāo)。分析紅外云圖特征，位于白城西邊界的斜壓葉狀云發(fā)展東移約22 h后，將在遼源市產(chǎn)生明顯降水。

關(guān)鍵詞：暴雨；低空切變；低空急流；紅外云圖

中圖分類號：P458 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–00-03

暴雨是吉林省的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，多發(fā)生在夏季，通常降水量大、降水時段集中且危害嚴(yán)重，尤其是突發(fā)性強(qiáng)降雨或持續(xù)的大范圍暴雨天氣過程造成的影響更大，常致使城市發(fā)生內(nèi)澇、農(nóng)田被淹沒、道路交通損毀等，出現(xiàn)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。目前暴雨預(yù)報仍是氣象工作的難點(diǎn)，會出現(xiàn)錯報、漏報等問題，因此開展暴雨天氣過程的發(fā)生演變診斷分析等是氣象預(yù)報工作的研究重點(diǎn)。

王松華等[1]分析了出現(xiàn)在吉林省的一次罕見大范圍暴雨天氣過程，認(rèn)為有利的大尺度環(huán)流背景可以促使暴雨天氣的發(fā)生，暴雨天氣發(fā)生時具備深厚的濕層和較強(qiáng)的水汽輻合，高輻散、低輻合會促使上升運(yùn)動強(qiáng)烈，而且高能舌和濕舌位置同時形成有利于暴雨出現(xiàn)的環(huán)境場。慕秀香等[2]利用多種探測資料及多普勒天氣雷達(dá)回波產(chǎn)品等，研究了吉林雙陽站出現(xiàn)的局地性大暴雨天氣的中尺度系統(tǒng)發(fā)展演變特征，指出低空中尺度切變線與地面中尺度輻合線共同形成局地性暴雨的中尺度系統(tǒng)，強(qiáng)對流不穩(wěn)定及快速入侵的冷空氣使得垂直風(fēng)切變短時間內(nèi)增強(qiáng)，雷達(dá)回波帶以及逆風(fēng)區(qū)正對應(yīng)著暴雨發(fā)生區(qū)域，對局地性暴雨的預(yù)報具有很好的指示作用。相關(guān)學(xué)者通過對吉林省2005—2007年6—8月期間共出現(xiàn)的19場區(qū)域性暴雨過程的TBB圖像進(jìn)行分類后得出，吉林境內(nèi)的區(qū)域性暴雨分為高空低渦類、高空槽類和副熱帶高壓后切變類，以及地面北方氣旋、南方氣旋和冷鋒或者輻合線類，不同的天氣系統(tǒng)出現(xiàn)的云型不同，總體上南方系統(tǒng)云團(tuán)強(qiáng)度高于北方系統(tǒng)等。

遼源市位于吉林省的中南部地區(qū)，處于長白山余脈與松遼平原的過渡地帶，境內(nèi)以山地為主。受復(fù)雜的地形影響，在夏季副熱帶高壓抬升至一定位置時，南北天氣系統(tǒng)極易在該地區(qū)上空交匯，帶來暴雨天氣。遼源地區(qū)屬于吉林省暴雨多發(fā)地區(qū)，年降水量集中在每年的6—8月，經(jīng)常有暴雨天氣出現(xiàn)[3]。利用常規(guī)的天氣觀測資料、自動氣象站加密觀測資料以及衛(wèi)星云圖演變等，對2019年5月27日出現(xiàn)的一次暴雨天氣開展分析，為做好突發(fā)性暴雨天氣預(yù)報預(yù)警服務(wù)提供經(jīng)驗參考。

1 降水實況

此次暴雨落區(qū)主要在吉林中部和遼寧省北部部分地區(qū)。遼源地區(qū)降水時段從6月26日夜間開始，截至27日下午全區(qū)降水基本結(jié)束（圖1）。全市平均降水量50.4 mm，其中市區(qū)平均降水量58.7 mm，東遼縣平均降水量50.8 mm，東豐縣平均降水量45.8 mm。全市共30個站點(diǎn)降水量超過50 mm，降水量達(dá)到25.0～

49.9 mm共有25個站點(diǎn)，最大降水量出現(xiàn)在龍山區(qū)葦塘村，為68.1 mm。降水期間出現(xiàn)了短時強(qiáng)降水、雷電等強(qiáng)對流天氣。27日03：00前后的降水強(qiáng)度最大，小時雨強(qiáng)超過20 mm/h。

2 大尺度環(huán)流特征

5月26日20：00，500 hPa高度場上有大槽從黑龍江北部延伸至華北地區(qū)，在其下游遼寧和吉林交界處有小槽波動（圖2a）。南北兩槽形成階梯槽形勢。伴隨冷空氣東移，兩槽于26日夜間合并加強(qiáng)，于27日08：00形成一個深厚而寬廣的大槽，影響著吉林省中部地區(qū)。27日夜間槽移出遼源地區(qū)，于28日進(jìn)一步加深成渦。

925、850和700 hPa處均存在明顯的冷式切變相配合，斜壓性不強(qiáng)，冷空氣深厚，不利于雷暴大風(fēng)和冰雹的出現(xiàn)。但是中低層的偏南急流較強(qiáng)，26日20：00各層的急流中心值超過22 m/s。急流將渤海灣上空的水汽和能量向遼源市上空輸送，強(qiáng)化了層結(jié)的不穩(wěn)定（圖2b）。

海平面氣壓場上，26日江淮流域有低壓系統(tǒng)北上發(fā)展，隨著槽前正渦度平流加強(qiáng)，在26日夜間， 形成一條自西南向東北狹長的低壓帶，并出現(xiàn)多個低壓中心，形成了類似氣旋族的形勢場。在遼源市上空存在一個地面輻合中心，并有冷鋒和暖鋒配合。由于高空引導(dǎo)氣流影響，地面系統(tǒng)移動緩慢，整個降水期間，遼源市均處于暖區(qū)，因此降水緩而均勻，降水效率較高。于27日08：00，輻合中心才移出遼源市，處于冷鋒后部，降水大大減弱。

因此，高空槽、低空切變和低空急流以及地面鋒線是此次降水過程的主要影響系統(tǒng)。

3 物理量診斷分析

3.1 水汽條件分析

充沛的水汽是產(chǎn)生暴雨的基本條件之一[4-5]。暴雨的發(fā)生，不僅需要當(dāng)?shù)厣峡沼休^多的水汽，還要有源源不斷的水汽輸送并在暴雨區(qū)輻合。此次暴雨過程700、850和925 hPa均存在較強(qiáng)的偏南急流，建立了水汽通道，將渤海的水汽源源不斷地向暴雨區(qū)輸送，為暴雨的發(fā)生發(fā)展提供了良好的水汽條件。5月26日20：00，850、925 hPa的比濕均＞10 g/kg。該值雖然低于遼寧省暴雨指標(biāo)14 g/kg，但其處于春末時節(jié)，水汽標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)有所降低。因此，在5月中低層出現(xiàn)比濕超過10 g/kg的水汽條件時，可作為當(dāng)?shù)乇┯觐A(yù)報的一項指標(biāo)，但其準(zhǔn)確性仍需驗證。暴雨發(fā)生前后對流層低層在遼源地區(qū)均存在水汽輻合，當(dāng)暴雨發(fā)生時，水汽輻合更為明顯，有利于水汽的增加（圖3）。

3.2 動力條件分析

在暴雨的形成過程中，水汽是很重要的條件，動力因子則是重要的觸發(fā)機(jī)制，必須具備強(qiáng)烈的抬升運(yùn)動才能形成暴雨，促進(jìn)對流天氣的發(fā)生發(fā)展[6]。5月26日20：00，遼寧東北部、吉林中部，位于高空急流中心右后側(cè)以及低空急流中心的左前方，此區(qū)域形成了高空輻散、低空輻合的高低空配置，有利于對流層中低層造成強(qiáng)烈上升運(yùn)動，促進(jìn)了暴雨天氣的發(fā)生和發(fā)展。

3.3 熱力分析

5月23—25日，遼源地區(qū)最高氣溫均超過30 ℃，其在5月屬于偏高的溫度。這樣的熱異常為暴雨的發(fā)生提供能量積累。假相當(dāng)位溫θse能很好地反映了氣團(tuán)與鋒區(qū)的活動，θse的高值區(qū)常常是高溫高濕區(qū)，而暴雨往往與θse的高能舌相聯(lián)系[7]。26日20：00，遼源地區(qū)700、850 hPa的θse均＞65 ℃，說明有較高能量在此積累，對應(yīng)此地的降水也更為強(qiáng)烈。

4 云圖特征分析

從云團(tuán)生命史演變特征來看，為明顯的斜壓葉狀云影響產(chǎn)生的降水（圖4）。26日01：00，白城西邊界存在鋒面云系處于發(fā)展階段，隨著南方氣旋的北上，暖濕空氣補(bǔ)充，使得云系發(fā)展加強(qiáng)，26日23：00已形成成熟的斜壓葉狀云，暖式輸送帶位于遼源市上空，此時降水開始。許健民院士曾經(jīng)提出，斜壓葉狀云發(fā)展東移12～24 h將產(chǎn)生明顯降水。此次過程在降水發(fā)生前22 h左右，斜壓葉狀云壓在白城西邊界，可以此作為斜壓葉狀云降水的上游指示位置，但其通用性仍需多個個例進(jìn)行驗證。

5 EC數(shù)值預(yù)報檢驗

由于預(yù)報工作中常參考EC的結(jié)果，因此此次過程主要檢驗了EC數(shù)值預(yù)報，發(fā)現(xiàn)72時效的EC風(fēng)場預(yù)報與實況接近吻合，而48時效和24時效的預(yù)報切變輻合位置偏北，在四平地區(qū)移速較慢，而到達(dá)遼源地區(qū)后移速預(yù)報過快，導(dǎo)致對降水預(yù)報的誤判[8]。此外，其風(fēng)場預(yù)報結(jié)果與降水落區(qū)存在差異，降水大值區(qū)位于風(fēng)場輻合北側(cè)，與理論相悖，因此降水預(yù)報結(jié)果可參考性較差。而此次過程，WRF的整體預(yù)報效果較好。在實際工作中，相關(guān)人員要結(jié)合實況，加強(qiáng)對數(shù)值預(yù)報的訂正，通過對比多個數(shù)值預(yù)報結(jié)果綜合分析，謹(jǐn)慎應(yīng)用。

6 結(jié)論

通過診斷分析遼源地區(qū)2019年5月27日出現(xiàn)的暴雨天氣過程，得到以下主要結(jié)論：

（1）此次暴雨降水是受高空槽、低空切變和低空急流影響發(fā)生的，主要觸發(fā)機(jī)制是地面輻合和鋒線；遼源市為暖區(qū)降水，降水效率較高。

（2）此次暴雨過程中不僅在當(dāng)?shù)赜休^多的水汽積累，還有源源不斷的水汽輸送并在暴雨區(qū)輻合，為暴雨的發(fā)生發(fā)展提供良好的水汽條件。5月中低層出現(xiàn)比濕超過10 g/kg的水汽條件時，可作為一項暴雨預(yù)報的指標(biāo)。

（3）低空急流的有效配置，形成高空輻散、低空輻合的抽吸作用，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動，成為暴雨發(fā)生的動力機(jī)制。

（4）前期遼源地區(qū)出現(xiàn)高溫天氣，積聚能量。高溫、高濕舌伸向遼源地區(qū)為暴雨提供了充足的熱力條件。

（5）位于白城西邊界的斜壓葉狀云發(fā)展東移約22 h后，將在遼源地區(qū)產(chǎn)生明顯降水。但其通用性仍需多個個例進(jìn)行驗證。

（6）EC風(fēng)場預(yù)報優(yōu)于降水量預(yù)報，要更多參考風(fēng)場并根據(jù)實況訂正；臨近時效的預(yù)報結(jié)果有時會比長時效的預(yù)報效果差；在預(yù)報工作中，相關(guān)人員應(yīng)對比多個數(shù)值預(yù)報結(jié)果，與實況訂正后，謹(jǐn)慎應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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