赤峰市一次大暴雨過程分析

訾耀海

摘 要：基于常規(guī)氣象觀測資料及雷達資料對2016年7月20日下午至夜間赤峰市寧城縣八里罕鎮(zhèn)142.3mm、天義鎮(zhèn)111.7mm的大暴雨天氣過程進行分析。通過分析，進一步了解暴雨過程的環(huán)流形勢，水汽輸送及截流。阻擋形勢對降水維持的重要性在這次過程中表現(xiàn)的尤為明顯。風垂直切變在暴雨發(fā)生時的重要性在這次過程中也體現(xiàn)的較為突出。高空冷渦的存在與低層暖濕空氣攜帶的不穩(wěn)定能量充分釋放使得水汽高效率的凝結(jié)，從而形成暴雨。

關(guān)鍵詞：低空急流；中性層結(jié)；零度層亮帶；水汽通量散度；比濕

中圖分類號：P458.1+21.1 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170733207

受厄爾尼諾衰減年氣候異常影響，赤峰市2016年汛期出現(xiàn)前期干旱嚴重，后期雨水充沛的天氣形勢。赤峰大暴雨歷年來出現(xiàn)較少，氣候異常年大暴雨形勢特征值得認真分析。20日下午到21日赤峰市南部出現(xiàn)大暴雨，同時河北、北京等地出現(xiàn)了大暴雨，均受中心位于太行山附近的高空冷渦影響所致。赤峰位于冷渦東北部暖區(qū)降水區(qū)域。冷渦與副高穩(wěn)定維持及地面西北側(cè)的地面高壓形成的水汽截流，造成大暴雨區(qū)降水穩(wěn)定維持，降水時間相對較長，雨強穩(wěn)定，形成赤峰及華北大范圍區(qū)域性大暴雨。

1 天氣背景分析

2016年7月20日20：00，500hpa副熱帶高壓588線位于從廣西到朝鮮半島一線，河套到銀川為一高壓脊，兩高之間存在一冷渦系統(tǒng)，中心位于太行山一帶。副熱帶高壓外圍水汽從南海源源不斷向北輸送到河北，再經(jīng)山東半島通過渤海轉(zhuǎn)向輸送到赤峰。700hpa形勢與500hpa接近，冷渦中心與500hpa一致，低空急流強盛，同時從冷渦中心向東北至赤峰引出一條較清楚的暖式切變線。850hpa冷渦中心仍然與500hpa冷渦中心保持一致，水汽通道與500hpa、700hpa大體一致，暖式切變線較700hpa有所收縮，切變線從冷渦中心出發(fā)到北京即止，沒有伸展到赤峰，赤峰地區(qū)為14～10m/s的東南風風速輻合區(qū)域。925hap 渤海東南風風速明顯加強到20m/s以上的超強東南風急流，且赤峰西南及承德為20℃冷中心，山西以西的32℃暖中心異常強大，24℃冷槽從河北伸到河南。地面圖上有地面倒槽伴生的明顯暖鋒的存在，從赤峰伸展出來到山西內(nèi)蒙交界的較強的地面高壓在暖鋒下游形成明顯的阻擋形勢，大大有利于925hpa超強東南風急流帶來的水汽截流，這一地面高壓的阻擋形勢一直持續(xù)12h后才減弱，形成高效率的水汽截流。

2 探空分析

2016年7月20日20：00赤峰（54218）實況探空圖上，狀態(tài)曲線、層結(jié)曲線及露壓曲線基本平行，這種層結(jié)稱為中性層結(jié)，即既不加速也不減速。在降水發(fā)生后大部分情況都是中性層結(jié)，同時探空圖中找不到自由對流高度，說明自由對流高度非常低，925hpar超過20m/s的東南風超低空急流攜帶的水汽到赤峰后直接勻速上升高效凝結(jié)致雨。風垂直切變從925～400hpa均為順轉(zhuǎn)，進一步確認降水性質(zhì)為暖區(qū)降水，同時驗證暖鋒的存在。此外，925hpa渤海的東南風超低空急流超過20m/s，到赤峰變?yōu)?m/s東風，存在較強的風速輻合，而赤峰850hpa東南風風速為14m/s，說明925hpa的東南風超低空急流到赤峰有較強的輻合上升趨勢。

3 物理量分析

925hpa水汽通量散度上秦皇島、北京、赤峰均在大值區(qū)，水汽主要看低層水汽，當925hpa有超低空急存在時，水汽通量散度925hpa較850hpa與暴雨落區(qū)對應(yīng)關(guān)系更好。赤峰850hpa比濕超過13g/kg，700hpa比濕超過8g/kg，均超過暴雨標準指標。在暴雨預(yù)報中比濕的判斷對是否能出暴雨起到至關(guān)重要的作用。一般850hpa比濕超過12g/kg，700hpa比濕超過5g/kg均可以預(yù)報暴雨以上降水量級。

4 雷達回波分析

選取2016年7日20日19：19雷達產(chǎn)品37號組合反射率圖上大部地區(qū)反射率因子回波為黃色，沒有紅色積云狀回波，以層狀性降水回波為主，說明系統(tǒng)比較穩(wěn)定，屬于連續(xù)的穩(wěn)定性降水。一圈一圈的黃色高帶是不同仰角零度層亮帶的疊加，從19.5度仰角20號反射率因子產(chǎn)品可以明顯看出零度層高帶的存在，對應(yīng)于37號產(chǎn)品最內(nèi)一圈黃色亮帶，根據(jù)距離和高度分析，零度層亮帶高度約5km，零度層亮度厚度約為500m左右。與探空資料0℃高度5003.1m對比基本接近。在2.4°仰角的平均徑向速度圖上零速度線呈“S”型，順轉(zhuǎn)暖平流，與探空垂直切變監(jiān)測一致。在低空存在“牛眼對”，即超過24m/s的東南風超低空急流或低空急流明顯，中高層轉(zhuǎn)為南風，風向隨高度順轉(zhuǎn)，與探空監(jiān)測結(jié)果相一致。在沿徑向剖面上，反射率因子降水回波高度在9km以下，強回波在5km以下并已經(jīng)及地，意謂著降水正在進行。

5 結(jié)論

暴雨預(yù)報應(yīng)注意否具備暴雨的大形勢；考慮暴雨落區(qū)時應(yīng)綜合分析850hpa和700hp2個層次的切變線，尤其要關(guān)注強降水回波所在高度700hpa的切變形勢；暴雨預(yù)報應(yīng)著重考慮水汽輸送條件，具體考慮比濕的大小、水汽通量散度大值中心位置；暴雨發(fā)生時往往具有較強的暖平流存在，低層一般會伴有低空急流或超低空急流；地面阻擋形勢值得關(guān)注，這將涉及水汽截流和降水的持續(xù)時間。