山西晉中市2011—07—02—03大暴雨成因分析

田曉婷

摘 要：利用常規(guī)天氣圖、衛(wèi)星云圖、新一代天氣雷達(dá)等資料對2011-07-02—03日發(fā)生在山西省中南部的大范圍強(qiáng)降水過程進(jìn)行了綜合分析。

關(guān)鍵詞：暴雨；副熱帶高壓；水汽通量；氣壓場

中圖分類號：P458.1+21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0100-02

2011-07-01夜間至2011-07-03，受西風(fēng)槽和副高邊緣暖濕氣流的影響，晉中市出現(xiàn)了大范圍的強(qiáng)降水天氣。2011-07-01T08：00—2011-07-03T08：00，晉中市8個(gè)縣44個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雨量超過50 mm，4個(gè)縣10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過100 mm，其中，最大降水量出現(xiàn)在左權(quán)的石匣水庫，降水量為178.5 mm。此次降水過程具有強(qiáng)降水時(shí)段集中、區(qū)域集中和降水量大等特點(diǎn)。左權(quán)縣、榆社縣日降水量分別為為127.5 mm、144.3 mm，達(dá)到大暴雨量級，超過歷史上日最大降水量極值。

1 物理量場診斷分析

1.1 水汽條件分析

從700 hPa的水汽通量的情況來看，2011-07-01T20：00，水汽通量高值區(qū)位于河套南部，數(shù)值大于12 g/s·hPa·m，我市的水汽通量值在4～6 g/ s·hPa·m之間；2011-07-02T08：00，高值區(qū)范圍東移增大，我市的水汽通量值在6～8 g/ s·hPa·m之間，水汽輸送量增大；2011-07-03T08：00，高值區(qū)從我省南側(cè)移過，輸送到我市的水汽量逐漸減小，強(qiáng)降水出現(xiàn)在水汽通量大梯度區(qū)，偏向干區(qū)一側(cè)。

從850 hPa的水汽通量散度的情況來看，2011-07-01T20：00，我市處于水汽平流的干平流區(qū)，但是風(fēng)輻合。由于水汽平流對水汽的貢獻(xiàn)小于風(fēng)的散度，所以水汽通量輻合。2011-07-02T08：00，我市處于濕平流區(qū)，且風(fēng)輻合，水汽通量輻合。2011-07-02T20：00，水汽通量輻合。2011-07-02白天是我市此次降水的最強(qiáng)時(shí)段。

1.2 動力條件分析

渦度是衡量空氣質(zhì)塊旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的物理量，可以用來分析氣壓場的發(fā)展變化。通過分析2011-07-01T08：00—2011-07-02T20：00的500 hPa渦度可知，我市所在地均為正渦度平流輸送，到2011-07-03T08：00為負(fù)渦度平流。2011-07-02T08：00—2011-07-02T20：00的700 hPa和850 hPa渦度為正渦度，說明這一時(shí)段渦旋強(qiáng)度和上升氣流旺盛，正是該地區(qū)強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)段。

從散度場地高低空配置來看，2011-07-01T20：00—2011-07-02T08：00，我市700 hPa以上為輻合場，700 hPa以下為輻散場，低層輻散高層輻合沒有形成很強(qiáng)烈的上升運(yùn)動。2011-07-02T20：00，我市低層輻合高層輻散有上升運(yùn)動。

上升運(yùn)動是形成暴雨的關(guān)鍵，因?yàn)樯仙\(yùn)動的大小反映了水汽凝結(jié)速度的快慢。從垂直速度來看，2011-07-01T20：00—2011-07-03T08：00，我市低層輻合高層輻散有上升運(yùn)動；2011-07-02T20：00，最大上升運(yùn)動區(qū)移到我省中南部上空附近；2011-07-03T08：00，大的上升運(yùn)動區(qū)移出我?。?011-07-03T20：00，在我市的垂直速度負(fù)值區(qū)轉(zhuǎn)為正值區(qū)，我市的強(qiáng)降水過程結(jié)束。

1.3 熱力條件分析

就k指數(shù)而言，2011-07-01T20：00，我市東山地區(qū)k指數(shù)大于36，有利于對流性天氣的發(fā)生；2011-07-02T08：00，我市大部分地區(qū)k指數(shù)在36以上；2011-07-02T20：00，我市南部k指數(shù)仍大于36，北部和東部山區(qū)小于36；到2011-07-03T08：00，我市的k指數(shù)在32以下，降水基本結(jié)束。

2 衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波分析

2.1 衛(wèi)星云圖

2011-07-01T20：00—2011-07-03T08：00，我省受東北冷渦尾部切變線云系和河套低渦云系的影響，7月2日凌晨到午后，云系在自西向東移動的過程中南北向穩(wěn)定少動。在這個(gè)過程中，西南方向的暖濕空氣源源不斷地向我省輸送水汽，與西北方向來的冷空氣在我省交匯，從而形成山西中部的持續(xù)性強(qiáng)降水。2011-07-02T14：00以后，云系主要是由多個(gè)對流單體結(jié)合成一個(gè)快速發(fā)展的中尺度對流系統(tǒng)（MCC）造成的，使我省南部產(chǎn)生了暴雨。到2011-07-03T08：00，降水云系移出我省，降水基本結(jié)束。

2.2 雷達(dá)回波

壽陽降水從2011-07-02T18：00開始，到2011-07-03T06：00結(jié)束，強(qiáng)降水集中在2011-07-03T02：00—07：00時(shí)段。

從2011-07-02T00：00開始，降水回波區(qū)逐漸進(jìn)入晉中，表現(xiàn)為層狀-積云混合性降水的回波特征，回波強(qiáng)度在30～40 dBZ之間。到2011-07-02T02：00，在壽陽一帶有一強(qiáng)度為40～50 dBZ的強(qiáng)回波區(qū)生成，主要表現(xiàn)為在大片層狀云降水區(qū)中，有少量對流雨團(tuán)，降水中心集中在中尺度對流雨團(tuán)內(nèi)，回波幾乎停滯不動，持續(xù)時(shí)間也較長，致使壽陽2011-07-02T00：00—07：00出現(xiàn)了79 mm以上的暴雨。

從祁縣、平遙、和順、左權(quán)、榆社的降水時(shí)間來看，降水基本從2011-07-02T03：00開始，到2011-07-03T00：00明顯減弱，強(qiáng)降水集中在2011-07-02T06：00—13：00時(shí)段。

2011-06-02T05：00—13：00，混合性降水中的強(qiáng)對流回波區(qū)維持在我市南部（祁縣、平遙、介休、和順、左權(quán)、榆社）一帶，回波整體移動緩慢，強(qiáng)度在35～45 dBZ之間，局部達(dá)50 dBZ；2011-06-02T14：00，回波強(qiáng)度有所減弱，并偏向東南移動， 強(qiáng)降水趨于平緩；2011-06-02T20：00，回波開始呈現(xiàn)層狀云降水特征，強(qiáng)度在20～30 dBZ之間，雨區(qū)強(qiáng)度減弱，并開始東移南壓；2011-06-03T08：00，僅東山有零散回波；到2011-06-03T10：00，降水過程結(jié)束。

一般來說，在熱力不穩(wěn)定的條件下，垂直風(fēng)切變的增強(qiáng)將導(dǎo)致風(fēng)暴進(jìn)一步加強(qiáng)和發(fā)展。切變環(huán)境能夠使上升氣流傾斜，并使其中的降水質(zhì)點(diǎn)脫離上升氣流，而不會因拖曳作用減弱上升氣流的浮力。垂直風(fēng)切變可以增強(qiáng)中層干冷空氣的吸入，加強(qiáng)風(fēng)暴中的下沉氣流和低層冷空氣外流，再通過強(qiáng)迫抬升，使流入的暖濕氣流更強(qiáng)烈地上升，從而加強(qiáng)對流。