齊齊哈爾2013年7月3日暴雨成因分析

祝玉梅，周顯偉，劉長成

（齊齊哈爾市氣象局，黑龍江 齊齊哈爾161006）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，暴雨帶來的災(zāi)害越來越嚴(yán)重。2013年齊齊哈爾市遭遇了1998年以來最大的洪澇災(zāi)害，尼爾基水庫上游發(fā)生了50 a一遇特大洪水，嫩江干流全線發(fā)生了20 a一遇洪水，主要江河水位、流量的連續(xù)上漲，使多地發(fā)生了洪澇災(zāi)害，直接經(jīng)濟(jì)損失近700萬元。近年來，隨著中尺度自動(dòng)觀測資料和衛(wèi)星云圖及多普勒雷達(dá)的應(yīng)用，對(duì)暴雨的分析研究越來越精細(xì)，一些中小尺度系統(tǒng)特征被揭示[1]，短時(shí)臨近預(yù)報(bào)技術(shù)有了較大進(jìn)步[2]。研究表明暴雨的發(fā)生發(fā)展是在一定的大尺度環(huán)流背景下由中尺度對(duì)流系統(tǒng)直接觸發(fā)而產(chǎn)生的[3]。高低空急流在暴雨的發(fā)生、發(fā)展以及增幅中起著至關(guān)重要的作用。林毅等[4]研究了高低空急流在閩西北大暴雨過程中的作用。

2013年7月2日08時(shí)至3日08時(shí),黑龍江西南部和吉林西部普降暴雨，其中齊齊哈爾全區(qū)均有降水，訥河、克山兩個(gè)縣達(dá)到暴雨，其他各縣都在大雨以上（除泰來外），由于部分縣鎮(zhèn)降雨強(qiáng)度較大、時(shí)間長，致使許多鄉(xiāng)村農(nóng)田被淹和房屋倒塌，路面、橋涵、排水設(shè)施、樹木、花卉等城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施損毀,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和人民財(cái)產(chǎn)安全帶來了較嚴(yán)重的影響。本文利用常規(guī)觀測資料、黑龍江省地面加密雨量點(diǎn)資料、國家氣象衛(wèi)星中心提供的FY-2C衛(wèi)星TBB資料、NCEP再分析資料和齊齊哈爾雷達(dá)回波資料對(duì)2013年7月3日齊齊哈爾地區(qū)暴雨過程進(jìn)行分析，試圖找出此類天氣的形成機(jī)理，為今后的暴雨天氣提供有益的預(yù)報(bào)思路。

2 天氣形勢場特征

7月1日20時(shí)500 hPa高度場上,歐亞中高緯地區(qū)為西低東高型，貝加爾湖以東大興安嶺被深槽控制，而且槽后有明顯的冷平流，促使槽未來繼續(xù)發(fā)展加深，使冷空氣從貝加爾湖北側(cè)輸送到大興安嶺南麓上空，黑龍江省東部和北部為一強(qiáng)大高壓脊，阻止系統(tǒng)東移，使冷空氣在大興安嶺南麓西側(cè)堆積。

2日08時(shí)500 hPa上位于大興安嶺的低槽進(jìn)一步發(fā)展，使得聚集的冷空氣向東南已經(jīng)擴(kuò)散到黑龍江省西部齊齊哈爾地區(qū)，庫頁島的強(qiáng)大高壓脊持續(xù)阻擋，使得系統(tǒng)移動(dòng)緩慢，使得降水時(shí)間較長。200 hPa風(fēng)場（圖略）上看，齊齊哈爾位于蒙古國和我國內(nèi)蒙古交界處的一條準(zhǔn)東西向強(qiáng)勁西風(fēng)急流出口區(qū)的左側(cè)輻散區(qū)，最大風(fēng)速在70m/s以上。

槽位置看，各層位置變化不大，齊齊哈爾位于槽前。溫度層結(jié)看，槽前500 hPa有弱冷平流，700 hPa無明顯溫度平流，850、925 hPa有暖平流，下暖上冷，層結(jié)不穩(wěn)定條件較好。

02日02時(shí)地面圖上（圖略），齊齊哈爾市位于地面低壓前部，齊齊哈爾地區(qū)處于低壓橫軸的前部，低壓向齊齊哈爾移近的同時(shí)會(huì)繼續(xù)發(fā)展加強(qiáng)。隨著引導(dǎo)氣流海平面氣壓場北上，暖鋒逐漸北抬，齊齊哈爾處于暖鋒前南氣流中，地面風(fēng)力較小，擾動(dòng)較弱，有利于地面偏南氣流的堆積，風(fēng)向、風(fēng)速及水汽輻合均明顯加強(qiáng)，使不穩(wěn)定能量堆積，促使上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。

01日20時(shí)沿47.2°N垂直剖面圖上，低層有較強(qiáng)的暖濕氣流從渤海和日本海輸送到齊齊哈爾地區(qū)，并且有水汽通量的輻合，致使齊齊哈爾地區(qū)925 hPa比濕達(dá)到12 g/kg，齊齊哈爾地區(qū)低層上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)。

3 衛(wèi)星云圖分析

利用氣象衛(wèi)星云圖能夠直觀地看到各種天氣系統(tǒng)下產(chǎn)生的云系演變情況，同時(shí)也可以幫助識(shí)別云系對(duì)應(yīng)的天氣系統(tǒng)[4]。本文利用每小時(shí)一次的FY-2E衛(wèi)星資料，對(duì)影響2013年7月2-3日齊齊哈爾地區(qū)暴雨的中尺度對(duì)流混合體進(jìn)行初步分析。2日08時(shí)紅外云圖上，在內(nèi)蒙古的東北部和黑龍江西部都為大面積層狀云帶，云頂亮溫TBB≥-35℃，范圍較大，強(qiáng)度不強(qiáng)，中心值為-40℃。隨著暖鋒西移北抬，在齊齊哈爾訥河處開始有對(duì)流單體生成，并逐漸向南擴(kuò)大發(fā)展加強(qiáng)，02日20時(shí)在齊齊哈爾訥河站形成范圍較小對(duì)流云團(tuán)，云頂亮溫TBB=-45℃，此時(shí)訥河地區(qū)開始產(chǎn)生強(qiáng)降水。在03日08時(shí)（圖略），隨著高空急流轉(zhuǎn)向和低空急流被阻斷，暴雨區(qū)的水汽輸送減弱，對(duì)流混合體也開始減弱東移，冷云面積減小，云頂亮溫TBB低值中心由-45℃升到-35℃，說明對(duì)流開始減弱，03日20時(shí)對(duì)流云團(tuán)主體移出齊齊哈爾地區(qū)，齊齊哈爾暴雨區(qū)主體降水過程結(jié)束。

4 探空資料分析

由2013年7月1日20時(shí)齊齊哈爾探空站上空的溫、濕、風(fēng)的特征（圖略）可知，CAPE（濕對(duì)流有效位能）為 1 095 J·kg-1，K 指數(shù) 36 ℃，沙氏指數(shù)-1.15，層結(jié)不穩(wěn)定；計(jì)算各種對(duì)流參數(shù)可得，850 hPa與500 hPa的溫度差達(dá)到 25 ℃，θse（850hPa-500hPa）達(dá)到 8.78 ℃，大氣上冷下暖的結(jié)構(gòu)非常明顯；500 hPa以下風(fēng)隨高度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，有暖平流活動(dòng)，高層偏西風(fēng)輸送的干冷空氣與低層偏南暖濕空氣在齊齊哈爾北部疊加，大氣層結(jié)不穩(wěn)定加劇，為對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展提供較大的不穩(wěn)定能量、水汽條件和觸發(fā)條件。

5 雷達(dá)反射率產(chǎn)品分析

分析這次暴雨過程的反射率產(chǎn)品，時(shí)間長、層狀降水回波是造成這次齊齊哈爾地區(qū)暴雨過程的主要因素。自7月02日07時(shí)齊齊哈爾雷達(dá)站東部開始有強(qiáng)度為30 dBz層狀回波移入，逐漸西移過程中,19時(shí)在訥河站附近有對(duì)流單體生成并逐漸加強(qiáng)，21時(shí)對(duì)流單體減弱,3日20時(shí)層狀回波整體移出齊齊哈爾地區(qū)。雷達(dá)反射率因子分析這次降水主要是層狀回波，強(qiáng)回波中心強(qiáng)度在35 dBz左右，高度在4 km左右，降水持續(xù)時(shí)間長是這次暴雨形成的主要原因。速度圖上底層有“牛眼”的存在，底層的風(fēng)速較大，為降水持續(xù)輸送水汽。

6 結(jié)論

（1）高空弱冷空氣、低空暖濕氣流與地面低壓暖鋒配合，為短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生提供了動(dòng)力和水汽條件。

（2）850 hPa切變線的存在為降水區(qū)提供了充沛的水汽和不穩(wěn)定能量的堆積，在高空冷空氣的觸發(fā)下釋放是產(chǎn)生大暴雨的主要原因。

（3）近地層偏東氣流與低空偏南氣流形成了垂直風(fēng)切變，加強(qiáng)了對(duì)流的發(fā)展，使暴雨得以維持。

[1]卓鴻,趙平,任健,等.2007年濟(jì)南"718"大暴雨的持續(xù)拉長狀對(duì)流系統(tǒng)研究[J].氣象學(xué)報(bào),2011,69(2):263-276.

[2]俞小鼎,周小剛.雷暴與強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展[J].氣象學(xué)報(bào)，2012，70（3）:311-337.

[3]陶詩言．中國之暴雨[M]．北京：科學(xué)出版社,1980：51-64．

[4]林毅,劉銘,劉愛鳴.高低空急流在閩西北大暴雨過程中的作用及數(shù)值模擬[J].氣象科學(xué),2006,26(4):449-455.