2013年6月15—16日河套地區(qū)強(qiáng)降水天氣過程診斷分析

鐘遠(yuǎn)茂　鄭志剛　王黎　李強(qiáng)

摘 要 2013年6月15-16日河套地區(qū)出現(xiàn)了一次較為明顯的強(qiáng)降水天氣過程，基于此，利用常規(guī)氣象觀測(cè)資料、雷達(dá)、衛(wèi)星等資料對(duì)此次降水過程進(jìn)行診斷與分析。該降水過程在“兩槽一脊“的環(huán)流背景下產(chǎn)生的；良好的水汽輸送，高空短波槽對(duì)西北渦起到引導(dǎo)作用使其逐漸北上對(duì)河套地區(qū)產(chǎn)生一定程度的影響以及相對(duì)強(qiáng)烈的水汽輻合條件等是河套地區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)降水天氣過程的主要原因。另外，高層輻散、低層輻合的配置對(duì)大雨天氣的形成起到有利作用；暖平流及正渦度平流為產(chǎn)生與維持河套地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造了較為有利的動(dòng)力條件。在一定條件下，河套地區(qū)特殊的地形條件能夠使上升運(yùn)動(dòng)逐漸加強(qiáng)，并延長(zhǎng)降水時(shí)間。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)降水；天氣過程；診斷；河套地區(qū)

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

河套地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的西部，通常包括有賀蘭山東部、陰山南部、呂梁山西部及長(zhǎng)城北部的大部分地區(qū)。河套地區(qū)地勢(shì)較高，多風(fēng)沙天氣，屬于溫帶大陸性氣候，降水稀少但蒸發(fā)強(qiáng)烈。特殊的地理與氣候條件為該地區(qū)災(zāi)害性天氣的發(fā)生創(chuàng)造了有利條件[1]。2013年6月15-16日河套地區(qū)發(fā)生了入夏以來首次相對(duì)明顯的降雨天氣，河套大部分地區(qū)出現(xiàn)小到中雨，陰山至烏拉特中期等地區(qū)出現(xiàn)大雨，其中烏拉特中旗溫更地區(qū)的降水量最大，為42.3 mm。此次降水天氣過程不僅對(duì)草原的旱情起到了有效的緩解作用，同時(shí)也對(duì)農(nóng)區(qū)作物的需水量進(jìn)行了補(bǔ)充[2]。本文著重分析2013年6月15-16日河套地區(qū)強(qiáng)降雨天氣過程，以期為暴雨天氣的預(yù)警預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供一定的理論依據(jù)。

1 主要影響系統(tǒng)

6月14-15日500 hPa亞歐中高緯度持續(xù)維持“兩槽一脊”的天氣形勢(shì)，在烏拉爾山地區(qū)高空槽持續(xù)分裂，短波槽逐漸南下并向東移動(dòng)，在鄂霍次克海地區(qū)也有冷渦呈現(xiàn)出逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)還有閉合的高壓脊系統(tǒng)位于兩槽之間，副熱帶高壓表現(xiàn)為較為明顯的西伸北跳。在青海短波槽前西南氣流的影響下，孟加拉灣為河套地區(qū)的水汽輸送提供了有利條件，河套地區(qū)溫度露點(diǎn)差低于2 ℃，水汽處于飽和狀態(tài)。

6月15日08：00河套地區(qū)700 hPa副熱帶高壓與新疆地區(qū)的閉合高壓相互對(duì)峙，并在柴達(dá)木盆地有西北渦出現(xiàn)，截至到該日20：00，在500 hPa短波槽逐漸向東移動(dòng)的過程中，西北渦將會(huì)逐漸北上，進(jìn)而對(duì)河套地區(qū)產(chǎn)生一定程度的影響。孟加拉灣在西北渦的東側(cè)向河套地區(qū)輸送西南暖濕氣流，河套及其南部的部分地區(qū)的露點(diǎn)溫度差小于2 ℃，符合強(qiáng)降水天氣過程需要具備的水汽條件。

2 物理量分析

2.1 動(dòng)力條件

在6月15日20：00500 hPa河套地區(qū)處于短波槽之前，與槽區(qū)相對(duì)應(yīng)的位置處正好屬于正渦度中心，其數(shù)值能夠達(dá)到60×10-5s-1，河套地區(qū)南部至甘肅省南部的大部分地區(qū)為西南風(fēng)，且風(fēng)力高于12 m/s，這一現(xiàn)象表明有較為明顯的正渦度平流在500 hPa高空槽前的對(duì)流層中層往河套地區(qū)輸送，并且還有24 ℃的暖中心出現(xiàn)在河套地區(qū)的東北部，由暖中心至河套地區(qū)都表現(xiàn)為相對(duì)一致的偏東風(fēng)，風(fēng)力通常維持在4～6 m/s，表明有暖平流在對(duì)流層低層往河套地區(qū)輸送。正渦度平流與暖平流的輸送為產(chǎn)生與維持河套地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造了相對(duì)有利的動(dòng)力條件。

在6月15日20：00低于400 hPa的為正渦度，高于400 hPa的為負(fù)渦度，并且在200 hPa的周圍位置處出現(xiàn)有-48×10-5s-1的負(fù)渦度中心。在850 hPa上有-2.2×10-5s-1的輻合中心，在250 hPa上存在有1.8×10-5s-1的輻散中心。低層正渦度、高層負(fù)渦度的配置對(duì)于增強(qiáng)低層氣旋性渦旋環(huán)流、高層反氣旋性渦旋環(huán)流，并逐步形成低層輻合、高層輻散的環(huán)流機(jī)制極為有利，同時(shí)還為觸發(fā)強(qiáng)降水天氣過程提供了良好的上升運(yùn)動(dòng)條件。

2.2 水汽條件

2.2.1 水汽通量與水汽通量散度

2013年6月15日由低緯至高緯持續(xù)有水汽輸送，并且由850 hPa逐漸延伸到400 hPa周圍，在850 hPa、42.5°N的附近位置處出現(xiàn)輸送中心，該中心值為12 g/（cm·hPa·s）。河套地區(qū)850 hPa的水汽通量通常在8～12 g/（cm·hPa·s），水汽輸送較為強(qiáng)烈。對(duì)于水汽通量散度而言，在37.5°～42.5°N的位置處都會(huì)出現(xiàn)水汽輻合，其中心出現(xiàn)在850 hPa、40°N的附近位置處，數(shù)值為-56 g/（cm·hPa·s），而該中心的右前側(cè)正好為河套地區(qū)，并有大量的水汽積聚在這一區(qū)域，強(qiáng)烈的水汽輻合也為河套地區(qū)強(qiáng)降雨天氣過程的發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。

2.2.2 水汽含量與水汽飽和程度

水汽含量及水汽飽和程度對(duì)降水的強(qiáng)度起決定性作用，對(duì)比濕進(jìn)行分析能夠獲取水汽含量，另外可以使用相對(duì)濕度來代表空氣的飽和程度。6月15日20：00，850 hPa的比濕為14 g/kg，飽和比濕為19 g/kg，該數(shù)值與當(dāng)?shù)貜?qiáng)降雨的指標(biāo)相符，但850 hPa的相對(duì)濕度低于80%，主要表現(xiàn)為由于850 hPa的溫度高，導(dǎo)致飽和水汽壓與水汽壓之間存在有較大的距離。在700～400 hPa的空氣相對(duì)濕度能夠達(dá)到90%，飽和水汽壓與水汽壓幾乎相互重合，空氣處于飽和狀態(tài)，這一深厚濕層對(duì)于形成強(qiáng)降雨天氣過程極為有利。

2.3 能量與大氣層結(jié)條件

K指數(shù)作為預(yù)報(bào)強(qiáng)降水天氣過程的一個(gè)指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于分析強(qiáng)降水天氣過程及中小尺度強(qiáng)對(duì)流天氣過程中，能夠使不穩(wěn)定能量的蓄積程度及大氣層結(jié)的穩(wěn)定性得到較好的反映。通常情況下，K指數(shù)越大，大氣層結(jié)的穩(wěn)定性會(huì)越弱。對(duì)K指數(shù)進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，在6月15日08：00河套地區(qū)受到28～32 ℃的大值區(qū)影響，到20：00，K指數(shù)逐漸增加到40 ℃，同時(shí)層結(jié)的不穩(wěn)定性也有所增強(qiáng)，導(dǎo)致這一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)降水的可能性大大增加。

假相當(dāng)位溫θse能夠使大氣的溫濕特征得到較好的反映，在干、濕絕熱中都具備保守性的特點(diǎn)，θse的數(shù)值越大就表明氣團(tuán)的高濕高溫性越高。選擇上下兩層之間θse的差值作為對(duì)流性穩(wěn)定度指數(shù)，用Iconve表示，Iconve=（θse上-θse下），當(dāng)Iconve大于0代表對(duì)流性的穩(wěn)定性較強(qiáng)；當(dāng)Iconve小于0時(shí)代表對(duì)流性的穩(wěn)定性較弱。在這里選取Iconve=θse500-θse850來反映大氣對(duì)流的穩(wěn)定性。Iconve作為大暴雨天氣過程預(yù)報(bào)的重要指標(biāo)之一，當(dāng)Iconve小于0時(shí)為暴雨天氣的形成提供了有利條件。對(duì)Iconve進(jìn)行計(jì)算得出，在6月15日08：00河套地區(qū)Iconve的數(shù)值位于-10～-8 ℃，大氣層結(jié)不夠穩(wěn)定；截止到20：00，Iconve的大值中心逐漸向東移動(dòng)并有所增加，導(dǎo)致大氣層結(jié)的不穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，降水的區(qū)域逐漸向東移動(dòng)并且強(qiáng)度有所增加。上述分析表明，Iconve大值區(qū)能夠作為預(yù)報(bào)強(qiáng)降水落區(qū)的指標(biāo)之一，該數(shù)值的大小能夠?yàn)轭A(yù)報(bào)降水量級(jí)提供一定的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]梁寶元，劉君，梁鳳娟.2013年河套地區(qū)一次明顯降水天氣過程的診斷分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（17）.

[2]蔡敏，陳挺，陳敏.2013年5月15-16日福建省平潭縣暴雨過程診斷分析[J].北京農(nóng)業(yè)，2014（15）.

（責(zé)任編輯：劉昀）