濟南2010年8月13～14日暴雨過程分析

王 華，張有菊，趙玉翠(山東省濟陽縣氣象局，山東濟陽251400)

暴雨是一種嚴重的災害性天氣，對人民的經濟財產和人身安全具有重大影響，因此，對暴雨的研究一直是氣象學家及氣象業(yè)務工作者們最關注的問題之一［1］。隨著資料的不斷更新，許多研究人員對一些典型的暴雨個例做了進一步的分析，得到的結論為準確的天氣預報奠定了堅實的基礎。濟南暴雨多出現在每年的6～9月，尤以7～8月份為最多，筆者在此綜合利用常規(guī)資料、NCEP再分析資料分析了2010年8月13～14日濟南市暴雨天氣過程的成因及中尺度特征。

1 降水實況背景

受副高邊緣和西風槽共同影響，8月13日下午濟南南部開始出現降雨，降雨持續(xù)到14日早晨，降水主要集中在13日22:00～14日02:00，02:00后降水逐漸減小，長清為暴雨(50.9 mm)，平陰(48.9 mm)、濟陽(44.0 mm)、歷城(43.6 mm)為大到暴雨，全市最大降雨量出現在歷城區(qū)的藥鄉(xiāng)，為100.4 mm。

2 天氣形勢及影響系統(tǒng)

2.1 高空環(huán)流形勢 13日08:00，高空500 hPa在貝湖南部有一低渦，我國從華北到黃河流域處于低渦底部寬廣低槽區(qū)，槽線在102°E附近，槽前以西西南風為主，副高由前期的塊狀分布逐漸變?yōu)閷拸V的帶狀分布，本站處于588 dagpm線西北側;低層弱低渦位于陜西中北部，700 hPa在河北中部到山西中部有一弱高壓，相比于500 hPa，700 hPa的312 dagpm線南北徑向度大，西南氣流輸送好;850 hPa，從風向上分析西南地區(qū)有弱的渦旋存在，西南急流輻合偏東，西風槽后風速與等溫線幾乎垂直，預示冷平流非常明顯。13日20:00，500 hPa西風槽東推至110°E，588 dagpm線東退到蘇北和山東交界處(圖1);700 hPa弱低渦演變成切變線，向河南與河北交界處伸展，850、925 hPa切變線位于山東南部，切變線南側風速較大，雖然達到急流標準，但對西南暖濕氣流的輸送還是非常有利。14日08:00，副高東退的速度減緩，588 dagpm線東移至蘇北;700 hPa切變線東北移至黃河東側，濟南為西北風，推測切變線在移動過程中相對濟南來說位置始終偏南偏東，與全省降水分布一致;850 hPa切變線北端與西風槽結合，槽線壓在濟南即將過境。

圖1 2010年8月13日20:00 500 hPa高空環(huán)流

2.2 地面氣壓場 13日17:00地面倒槽頂端到達魯西南地區(qū)，地面倒槽配合橫向切變線在濟南南部開始降水;20:00地面倒槽南落至山東南與河南交界處;14日02:00地面冷鋒到達魯西轉為冷鋒降水。由于冷空氣的加入，使得降水加大。

3 物理量場預報與實況對比分析

3.1 熱力條件 假相當位溫θse的水平分布、相當位溫密集區(qū)的存在易導致垂直渦度的顯著增長，可能是暴雨發(fā)生的先兆。從T639預報θse 14日02:00演變(圖2)可以看出，θse大值中心雖然偏南，但在山東中部到河北東部一直維持高能軸，濟南處于高能軸線附近，說明T639預報能量條件在濟南非常好。

圖2 2010年8月14日02:00 T639預報θse演變

3.2 動力條件

3.2.1 垂直速度。沿36.6°N 作13日20:00～14日08:00垂直上升速度剖面圖發(fā)現，13日20:00在114°E和115°E分別有2個上升中心，上升高度達400 hPa附近，濟南在500～620 hPa為很弱的上升區(qū)，其他層次均位于下沉區(qū);14日02:00上升區(qū)東移，強度增強，濟南正好位于強上升區(qū)的中心，上升區(qū)高度伸展至200 hPa附近，最大上升中心位于700 ～800 hPa，最大上升速度達 －2.1 ×10－3hPa/s(圖3)，濟南這個時次降雨最強;14日08:00在上升區(qū)東移的同時，濟南上空整層轉為下沉氣流，降雨也趨于結束。

圖3 2010年8月14日02:00垂直速度剖面

3.2.2 散度。從高低空散度配置來看，13日20:00濟南上空大致在750～600 hPa為輻合區(qū)，其他層次為輻散區(qū);14日02:00濟南地面至700 hPa為輻合區(qū)，大致在950～970 hPa有一輻合中心，700 hPa以上層次為輻散區(qū)，濟南處于輻散區(qū)的中心，低層輻合高層輻散的配置建立(圖4);14日08:00，有利于降水的高低空散度場配置消失。

3.3 水汽條件

3.3.1 低空急流。對山東而言，凡700 hPa或850 hPa圖上在40°N 以南、105°～130°E 范圍內出現偏南風、風速 ＞12 m/s的等風速軸且長度＞500 km，定為低空急流［2］。低空急流與暴雨的相互作用，就是經向垂直環(huán)流與暴雨的相互作用［3］。13日20:00，925 hPa超低空急流建立，山東西南部位于急流出口區(qū)的左側，但從高空急流來看，山東僅處于其右側，并不在最有利的急流入口區(qū)的右側。

圖4 2010年8月14日02:00高低空散度配置

3.3.2 水汽通量及其散度。13日20:00水汽通量中心位于河南東北部，對應的水汽通量散度輻合中心也位于河南東部略偏北些，濟陽市南部處于弱的水汽輻合區(qū)，在13日19:00～20:00平陰出現9 mm降水;14日02:00，水汽通量中心和水汽通量散度輻合中心均東北方向移至山東中部;14日08:00水汽通量中心和輻合中西繼續(xù)東北方向移動，濟南處于轉為水汽輻散區(qū)。

3.3.3 相對濕度。13日20:00濟南上空700 hPa及以下層次的相對濕度較小，低于80%，14日02:00濟南上空為相對濕度＞90%的高濕區(qū)，但高濕區(qū)緯向寬度窄;14日08:00＞90%的高濕區(qū)存在900 hPa以下，向上直到700 hPa相對濕度逐漸減小。

4 結論

(1)此次降水過程主要受副高邊緣切變和冷暖氣流共同影響，短時降水強度大，降水分布不均，局地性強，增加降水的落區(qū)預報和主要降水時段預報的難度。

(2)在副高穩(wěn)定維持形勢下，暴雨預報要密切關注低層或超低層切變線或中尺度輻合，要充分分析地面實況變壓與變溫的變化。

(3)此次暴雨產生在中、低層輻合，并有冷空氣從低層向地面迅速滲入造成強對流天氣影響，暴雨區(qū)低層有大量的水汽輸送和強烈的水汽輻合，中低層存在較強的不穩(wěn)定能量，冷空氣侵入觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放，產生短時強降水。

［1］高潔.“718”濟南短時特大暴雨的中尺度分析和數值研究［D］.南京:南京信息工程大學，2009.

［2］張少林.影響山東的主要天氣系統(tǒng)［Z］.山東省氣象局培訓材料.

［3］朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學原理和方法［M］.北京:氣象出版社，2000.