牡丹江地區(qū)“7.19”大暴雨天氣成因分析

任愛臣,劉玉嬌

（1.牡丹江市氣象局，黑龍江 牡丹江 157000；2.海林市氣象局，黑龍江 海林 157100）

1 引言

短時強降水是牡丹江地區(qū)夏季主要災(zāi)害性天氣之一，也是預(yù)報工作者重點關(guān)注的問題之一。牡丹江屬丘陵地帶，三面環(huán)山，地形復(fù)雜，每次天氣系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律都不盡相同，因此很難準確地預(yù)報降雨的落區(qū)及強度。本文利用常規(guī)氣象資料、自動區(qū)域站降水資料、相關(guān)物理量場及衛(wèi)星云圖資料，對2017年7月18-20日發(fā)生在牡丹江地區(qū)的暴雨天氣過程進行總結(jié)分析，進而總結(jié)經(jīng)驗、查找不足。

2 天氣實況

7月18日夜間-20日08時牡丹江地區(qū)出現(xiàn)了強降雨、雷暴、大風(fēng)、冰雹等強對流天氣。此次強降水主要集中在19日凌晨，中心位于牡丹江中部，包括牡丹江市區(qū)、海林大部、寧安北部、林口南部、穆棱中部、東寧部分地區(qū)，截止到20日08時有15個雨量點降雨量超過100 mm，最大降雨量為155.0 mm，50個雨量站點降雨量超過50 mm。其中海林城區(qū)和靠山村19日01-04時3 h降雨量分別達60.5 mm和81.6 mm；60 min區(qū)間內(nèi)最大降雨量為41.7 mm。

本次降水過程的特點是：降水范圍廣，強度大，歷時長。

3 暴雨成因分析

7月上旬，牡丹江地區(qū)受副熱帶高壓影響，氣溫普遍偏高，前期的高溫氣候背景為此次暴雨產(chǎn)生提供了有利的熱力條件。

3.1 高空環(huán)流形勢

高空有利的環(huán)流形勢是形成暴雨的主要因素之一。從500 hPa歐亞大陸環(huán)流來看，過程前期是兩脊一槽的環(huán)流形勢，高緯度地區(qū)有兩個冷中心，一個位于烏拉爾山脈附近，一個位于新西伯利亞群島附近。副熱帶高壓588線西伸北抬至85°E，47°N附近，黑龍江省受暖脊系統(tǒng)控制。18日20時，烏拉爾山脈附近的冷中心東移至新西伯利亞，貝加爾湖附近的西北急流將新西伯利亞上空的冷空氣更好的輸送到黑龍江省。到了19日08時，副高已南退至朝鮮半島附近，同時新西伯利亞群島附近的冷空氣分裂南下，高空槽東移加深，形成一個閉合中心。高空強冷空氣的持續(xù)輸送，為本次強對流天氣的發(fā)生發(fā)展提供了有利的不穩(wěn)定條件。

850 hPa上牡丹江地區(qū)一直受暖脊系統(tǒng)的控制，熱力條件較好。18日08時在牡丹江以南有西南急流的存在，將渤海附近的水汽輸送到牡丹江地區(qū)，為本次強降水的發(fā)生發(fā)展提供了有利的水汽條件。18日20時黑龍江省中部的切變線，開始逐漸影響牡丹江地區(qū)。低層切變輻合作用，觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放。

3.2 地面形勢

18日08時地面低壓系統(tǒng)位于大興安嶺地區(qū)，牡丹江市處于低壓前西南氣流中，有較好的水汽輸送條件。到了18日20時，地面低壓系統(tǒng)加深南壓，地面冷鋒開始影響牡丹江地區(qū)，它的存在觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的爆發(fā)。19日05時該低壓中心北移減弱，同時在日本海北部有一新生低壓中心形成，為本次過程的持續(xù)發(fā)展提供了充足的水汽。

4 物理量診斷分析

4.1 水汽條件

水汽條件是形成降水的主要條件之一，其中大氣濕層的厚度、水汽的輸送通道及其水汽的輻合輻散對降水的強度及降水量有重要的影響[1]。從比濕條件看，18日20時850 hPa上牡丹江地區(qū)比濕值在15 g/kg左右，中心值為18 g/kg，位于哈爾濱地區(qū)，低層水汽條件較好。從850 hPa水汽通量散度場分析，18日20時牡丹江地區(qū)水汽通量散度在-45 g/（cm2hPa s）左右，負值中心位于黑龍江省東北部地區(qū)，低層大量的水汽輻合為強對流過程的發(fā)展和維持提供了充足的水汽(圖 1)。

圖1 18日20時850 hPa（a）比濕和（b）水汽通量散度

4.2 不穩(wěn)定層結(jié)條件

沙氏指數(shù)（SI）與對流性天氣有如下關(guān)系：當SI＞3時，發(fā)生雷暴的可能性很小或沒有；當0＜SI＜3時，有發(fā)生陣雨的可能性；當-3＜SI＜0時，有發(fā)生雷暴的可能性；當-6＜SI＜-3時，有發(fā)生強雷暴的可能性；當SI＜-6時，有發(fā)生嚴重對流型天氣的危險。從18日20時哈爾濱站探空資料獲得牡丹江上游地區(qū)的沙氏指數(shù)（SI）為-7.82，可以判斷發(fā)生強雷暴的可能性很大。由此可見，當時的大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，一旦有擾動就會導(dǎo)致不穩(wěn)定能量的釋放，產(chǎn)生強雷暴天氣。

5 衛(wèi)星云圖

紅外云圖上，從黑龍江省北部到河套地區(qū)一直有一條冷鋒云系的存在。在其南端冷平流較強的位置不斷有中尺度云團生成，沿鋒區(qū)移至牡丹江地區(qū)，隨著低壓系統(tǒng)向東北方向移動。在東移過程中，零星的雷暴單體進入輻合上升區(qū)后發(fā)展成雷暴群，進而影響牡丹江地區(qū)。

6 預(yù)報預(yù)警服務(wù)

為做好此次天氣過程的氣象服務(wù)工作，全市氣象部門加強天氣會商，密切監(jiān)測天氣形勢變化，根據(jù)天氣形勢和地域特點制作重大氣象信息專報，及時發(fā)布各類預(yù)報和預(yù)警服務(wù)信息。同時向當?shù)卣拖嚓P(guān)部門進行專題匯報，與國土、水利、交通、海事等多部門應(yīng)急聯(lián)動、共享雨情汛情，及時發(fā)布地質(zhì)氣象災(zāi)害三級預(yù)警，啟動牡丹江城市排澇三級應(yīng)急響應(yīng)。并采取紙質(zhì)文件、傳真、電子郵件、短信、微信群以及大喇叭聲訊系統(tǒng)等多種形式向社會公眾提供預(yù)報預(yù)警服務(wù)。在災(zāi)害性天氣防范過程中，氣象服務(wù)到位，政府組織有力，本次大暴雨過程中全市未出現(xiàn)人員傷亡情況。

7 小結(jié)

（1）本次過程是高空槽與地面低壓共同作用的結(jié)果。高層冷平流與低層暖平流交匯，形成大氣層結(jié)不穩(wěn)定，有利于強對流的發(fā)生發(fā)展。低層切變和地面冷鋒的抬升作用觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放，造成此次強對流天氣。

（2）過程前期西南急流的存在將渤海附近的水汽輸送到牡丹江地區(qū)和后期海上低壓系統(tǒng)的形成，均為本次過程的發(fā)生發(fā)展與維持提供了充足的水汽條件。

（3）在本次災(zāi)害性天氣預(yù)報預(yù)警服務(wù)中，政府主導(dǎo)、部門聯(lián)動、社會參與的氣象災(zāi)害防御機制成效顯著，氣象現(xiàn)代化建設(shè)成果在預(yù)防強降雨和大風(fēng)中得到彰顯。但是對小尺度系統(tǒng)的降水強度及落區(qū)的預(yù)報仍是難點，在以后的工作中還有待提高。

[1]朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理[M].北京：氣象出版社，2000.