烏蘭察布市一次大到暴雨過程的診斷分析

張百萍　劉燁焜

摘 要 通過對2010年9月20日-21日（全市11個站）24 h，10個站降大-暴雨、1個站大雨進(jìn)行診斷分析，結(jié)果表明，強(qiáng)盛的冷暖氣流交匯是造成這場強(qiáng)降水的關(guān)鍵所在。切變線及河套氣旋是這次過程的主要影響系統(tǒng)。臺風(fēng)的登陸及副高外圍來自孟加拉灣西南風(fēng)給這次暴雨帶來了源源不斷的水汽。同時，700 hPa中尺度低渦進(jìn)一步促使暖濕氣流的抬升及不穩(wěn)定能量釋放，對暴雨的形成產(chǎn)生了積極作用。

關(guān)鍵詞 暴雨；切變線；地面倒槽；臺風(fēng)；內(nèi)蒙古烏蘭察布市

中圖分類號：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）30--02

僅以烏蘭察布市一個縣的受災(zāi)為例，暴雨致使興和縣的7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，145個村委會，401個自然村，2 490人遭受洪澇災(zāi)害的襲擊，農(nóng)作物受災(zāi)面積67.33 hm2。淹沒人工草灘20 hm2。造成農(nóng)業(yè)損失60萬元，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)420萬元[1]?？梢钥闯?，在本該收獲的季節(jié)，卻由于暴雨襲擊給廣大農(nóng)牧民帶來這樣大的損失令人惋惜，因此完全有必要探求這次強(qiáng)降水過程的發(fā)生發(fā)展的環(huán)流背景及物理機(jī)制，以便對今后類似天氣過程的預(yù)報做到及時準(zhǔn)確，為廣大農(nóng)牧民防洪抗災(zāi)提供氣象保障。

1 環(huán)流特征分析

1.1 500 hPa環(huán)流形勢

9月18日08：00高空500 hPa歐亞大陸為一槽一脊，在北緯70°N、東經(jīng)110°N有一由極地南下的深厚的冷渦，低渦中心為520 hPa，而冷中心為-8 ℃。在貝湖以西存在一個鋒區(qū)，在5個緯距內(nèi)有3根等溫線，而與之配合的等高線非常密集，烏拉爾山存在一高壓脊；同時在北緯25°N，東經(jīng)125°E附近，存在一個臺風(fēng)，臺風(fēng)中心為580 hPa。到9月19日08：00，貝湖附近大致在北緯55°的鋒區(qū)迅速南壓到北緯50°以南。同時低渦也向東南方向移動，位于海上的臺風(fēng)也在加強(qiáng)，由內(nèi)圈為580 hPa加深到576 hPa。到20日08：00，冷渦進(jìn)一步發(fā)展并東南向移動，偏北風(fēng)沿烏拉爾山高壓脊將冷空氣帶下，貝湖附近的鋒區(qū)已南壓到烏蘭察布市上空，位于50°N以南。而此時位于海面上的臺風(fēng)也已登陸。此時副高東伸到115°E，脊位于北緯30°N，臺風(fēng)帶來的暖濕氣流及來自孟加拉灣、南海的暖濕氣流沿副高外圍一直輸送到40°N附近，在河西走廊一帶，受新疆一帶冷空氣的影響，生成一個低槽，低槽沿西南氣流不斷向烏蘭察布市移來，為暴雨的發(fā)生提供了持續(xù)的動力抬升條件。

1.2 700 hPa環(huán)流形勢，

9月19日08：00，700 hPa大的環(huán)流形勢與500 hPa相似。貝湖附近的冷渦在冷平流及正渦度平流作用下一面加深一面東移，西伯利亞一帶存在著強(qiáng)盛的暖平流，使得烏拉爾山的高壓脊北挺，沿高脊的偏北氣流將極地冷空氣帶到北緯50°附近，此時，位于洋面的臺風(fēng)已在迅速向西南方向移動并登陸，沿著副高外圍的偏南氣流與臺風(fēng)外圍氣流匯合不斷向烏蘭察布市輸入，使烏蘭察布市上空有源源不斷的水汽來源，為這次暴雨提供了很好的水汽條件。

1.3 海平面氣壓場環(huán)流形勢分析

在9月19日14時，在貝湖以北有發(fā)展成強(qiáng)盛一個冷高壓，高壓中心值為1 032.5 hPa。在河套西南地區(qū)存在一個氣旋，氣旋中心為1 007.5 hPa，正位于高空鋒區(qū)南側(cè)，低壓后部不斷有冷空氣補(bǔ)充，使得地面低壓不斷發(fā)展加強(qiáng)，并沿高空引導(dǎo)氣流北上。到了20日08：00，低壓已加深為鋒面氣旋，中心值為997.5 hPa，，而地面高壓在高空強(qiáng)冷平流作用下，強(qiáng)度加強(qiáng)，空間尺度加大，高壓前沿已到北緯40°N附近與河套氣旋頂部相接，在河套氣旋頂部已有降水發(fā)生。到了20日14：00河套氣旋主體已移近烏蘭察布市，此時烏蘭察布市降水11個站全部出現(xiàn)已經(jīng)降水。到了21日08：00，河套氣旋已移出烏蘭察布市，降水終止。

1.4 集寧站地面三線圖分析

T-Td在20日02：00達(dá)到飽和，但由于冷空氣沒有到來，所以此時沒有發(fā)生降水，到了20日是10：00左右隨著冷高壓的南壓，降水開始發(fā)生，到了20日20：00降水達(dá)到最大值，隨著冷高壓的進(jìn)一步南壓，21日08：00冷高壓壓過烏蘭察布市，此時氣壓升高，T-Td加大，降水結(jié)束。

2 物理量場分析

2.1 水汽條件分析

中層的水汽主要來自孟加拉灣及南海隨著西南風(fēng)源源不斷的輸送到烏蘭察布市；20日08：00，從850 hPa風(fēng)場圖可以看出；低層的水汽主要來自臺風(fēng)，東南風(fēng)將臺風(fēng)水汽輸送到烏蘭察布市，兩股不同路經(jīng)的水汽匯聚到烏蘭察布市，為烏蘭察布市暴雨的發(fā)生的具備充分的水汽條件[2]。

9月20日08時850～500 hPa相對濕度場可以看出：8 500 hPa濕度在60%～70%，700 hPa濕度在50%～75%，500 hPa濕度在70%～90%；20日20：00，8500 hPa濕度在全市大部地區(qū)在90%以上，700 hPa濕度也在90%以上，500 hPa濕度在70%～90%。中低層濕度一直處于較大值中，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了有利的水汽條件。

9月20日20：00，850 hPa及200 hPa水汽通量散度可以看出：低層在烏蘭察布市上空有濕度的輻合，高層有濕度的輻散，高低層水汽這樣配置非常有利暴雨的產(chǎn)生。

2.2 動力抬升條件分析

9月20日08：00，850～300 hPa散度場：在烏市以東850 hPa有-20×10-6S-1，300 hPa在烏蘭察布市有10×10-6S-1；到20：00，850 hPa -20×10-6S-1移到烏蘭察布市上空，300 hPa在烏蘭察布市依然有10×10-6S-1散度值，表明在烏蘭察布市抽吸效應(yīng)十分明顯，有利于暴雨的產(chǎn)生。

9月20日08：00，850～300 hPa 垂直速度場：850～500 hPa只有弱上升運(yùn)動，到了20：00，850～500 hPa在烏蘭察布市都處在負(fù)值中，但負(fù)值不大，三度空間的氣流都處在上升運(yùn)動中有利于系統(tǒng)加強(qiáng)，為強(qiáng)降水的發(fā)生提供了有利的動力條件。

2.3 穩(wěn)定度條件分析

500 hPa烏蘭察布市有冷平流存在，700 hPa及850 hPa烏蘭察布市在弱暖脊控制下，存在著上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)。從500 hPa 與700 hPa及850 hPa的實況場看，切變線南側(cè)低層的氣流是來自低緯的暖濕氣流，氣流非常潮濕，切變線北側(cè)500 hPa 的氣流是來自高緯的干冷空氣，兩股性質(zhì)完全不同的氣流上下疊置，將會形成強(qiáng)位勢不穩(wěn)定的大氣層結(jié)。

20日08：00，烏蘭察布市K指數(shù)為20～28。20：00，烏蘭察布市大部地區(qū)為24～28，逐漸增大K指數(shù)預(yù)示著不穩(wěn)定區(qū)在水汽條件都滿足的狀態(tài)下有較大的不穩(wěn)定能量釋放，將有較大的降水發(fā)生。

3 衛(wèi)星云圖演變情況分析

降水云系隨西南氣流不斷向西北抽，并隨地面系統(tǒng)的加強(qiáng)而加強(qiáng)。而較強(qiáng)對流云團(tuán)沿副高外圍的偏南氣流不斷南補(bǔ)充到冷鋒云系中。同時，臺風(fēng)外圍的云系沿東風(fēng)補(bǔ)充到副高外圍的對流云團(tuán)中，然后一同合并到鋒面云系中，使得冷鋒云系越來越強(qiáng)。20日午后，對流云系隨著不穩(wěn)定能量的加強(qiáng)，更加強(qiáng)盛，造成烏蘭察布市暴雨天氣。

參考文獻(xiàn)

[1]朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學(xué)原理與方法[M].北京：氣象出版社，1992.

[2]壽紹文，勵申申，王善華，等.天氣學(xué)分析[M].北京：氣象出版社，2002.

（責(zé)任編輯：劉昀）