2017年6月河北強對流天氣過程分析

吳 陽，唐麗彬

（寬城滿族自治縣氣象局，河北 承德 067600）

河北省地處我國華北地區(qū)、漳河以北，東面瀕臨渤海，境內地形地貌復雜多樣，兼有高原、山地、丘陵、盆地和平原。河北省屬于溫帶大陸性季節(jié)氣候，四季分明，其中年平均降水量484.5mm，一年中降水量集中在6-9月，汛期降水頻繁，局地性暴雨時有發(fā)生，遇暴雨等強對流天氣，突發(fā)性搶、來勢猛且降水時間集中，可預報時效較短，預報工作難度較大。強對流性天氣對人民生命財產安全、城市功能、環(huán)境與資源等造成較大程度的破壞，給市民正常生活、城市經濟社會發(fā)展帶來一定影響。受冷渦影響，2017年6月下旬初，張家口東部、承德、保定、廊坊、唐山西部和北部、石家莊、邢臺北部、滄州、衡水出現(xiàn)暴雨，局部大暴雨，降雨時局地伴有冰雹、短歷時強降水、雷暴大風等強對流天氣。文章針對此次強降雨天氣過程進行分析，旨在為做好強對流天氣預報分析提供參考。

1 強對流天氣過程及影響

2017年6月21～23日河北省平均降雨量43mm。降雨量分布在唐山、保定、衡水三市大部，承德西南部，廊坊中北部，滄州、石家莊、邢臺、邯鄲四市局部降雨超過50mm。其中承德、唐山、保定三市局部降雨超過100 mm，其他地區(qū)降雨量一般不足50mm。據(jù)統(tǒng)計，降雨量超過25mm的籠罩面積14.6萬km2，超過50 mm的籠罩面積6.8萬km2，超過100mm的籠罩面積5100km2。最大點雨量為興隆縣王坪石207mm。

此次降水過程持續(xù)時間長，降水強度較大，對流天氣強，受降雨影響，部分河道出現(xiàn)明顯漲水過程。北三河水系潮白河趕水壩站（香河縣）21日21時最大過水流量1507m3/s，青龍灣減河土門樓站（香河縣）22日8時過水流量1127 m3/s；大清河水系胭脂河新房站（阜平縣）21日20時20分最大流量57.7m3/s，其他河道水勢平穩(wěn)。6月22日8時，全省大、中型水庫總蓄水量32.94億m3，比常年同期多蓄水14.21億m3。

2 環(huán)流形勢

6月21日20時，500 hPa高空亞歐大陸中高緯度地區(qū)表現(xiàn)出了“兩槽一脊”型，強大的阻塞高壓控制著貝加爾湖一帶，深厚冷渦對我國華北地區(qū)造生影響，冷中心溫度為-14℃，冷渦中心高空階梯槽落后于溫度槽，在冷渦作用下槽后大量冷空氣開始向南方地區(qū)入侵，并繼續(xù)對長江中下游地區(qū)產生影響。中低緯度地區(qū)副熱帶高壓呈東西帶狀分布，588線位于河北省南部地區(qū)，北側形成較大的氣壓梯度，西南氣流發(fā)展較為旺盛。同時，副熱帶高壓西側短波槽不斷東移，中低層處西南急流快速發(fā)展起來，河北省東部地區(qū)出現(xiàn)了暖式切變生長，地面形勢場上有低壓發(fā)生發(fā)展。22日08時，副熱帶高壓繼續(xù)維持少動，短波槽在東移過程中，不斷在上游地區(qū)生成新的短波槽，低空急流逐漸加強并北抬，850hPa風速為20m/s左右，河北省北部地區(qū)有冷暖空氣交匯逐漸形成東北—西南走向的切變線。隨后副熱帶高壓有所東退，上游短波槽不斷從河北南部地區(qū)移出，700 hPa和850 hPa切變線轉為東西走向，850 hPa急流強度加強且在河北中部地區(qū)形成出口區(qū)，地面場上低壓發(fā)展東移，在有利的天氣背景下，河北省出現(xiàn)持續(xù)強降雨，并在22日形成較強的強對流天氣過程。

3 物理量場診斷分析

3.1 水汽條件

21日20時850 hPa露點溫度場上，河北省南部地區(qū)上空850hPa低空處露點溫度處于12～16℃，水汽源源不斷進行補充以及擾動的共同作用促進了強降雨天氣的出現(xiàn)。22日08時河北省上空850hPa和500hPa處的溫度露點差在0～4℃之間，河北大部分地區(qū)上空具備充足的水汽條件，對于強降水天氣的出現(xiàn)較為有利。結合21日20時850 hPa比濕場，南部地區(qū)的比濕梯度場方向恰好同風向相反，水汽輸送有利于強降水天氣的出現(xiàn)，一直到22日20時，河北省大部分地區(qū)上空850 hPa的比濕數(shù)值在12g/kg以上，尤其東北部地區(qū)，出現(xiàn)較強降水。

結合22日08時850hPa水汽通量散度場，有強的水汽通量輻合中心出現(xiàn)在華北地區(qū)，在低空風切變的作用下南方水汽不斷向華北地區(qū)輸送，華南地區(qū)上空存在1個更強的水汽輻合中心，使得水汽輸送較強，支持長時間大范圍的降水，也是此次河北省暴雨天氣持續(xù)的主要原因。之后隨著低渦的移動降水落區(qū)也在發(fā)生變化，河北省強降雨天氣過程逐漸消弱并結束。

3.2 動力條件

對這次河北省出現(xiàn)的冷渦降雨來說，冷渦中心附近的強對流活動有很大的優(yōu)勢存在，在溫度平流和渦度平流共同作用下，上升速度不斷加強發(fā)展。結合21日20時850hPa溫度平流場，河北省北部主要以溫度平流為主，對不穩(wěn)定能量的產生提供了有利條件。22日08時，850 hPa低空處逐漸由負渦度轉為正渦度并與出現(xiàn)強對流降水的區(qū)域正好對應。850、700和500hPa垂直速度場上，河北省上空上升區(qū)域的邊緣位置同上升氣流始終保持一致，上升速度達到了-2～-5 hPa/s，有利于水汽輸送和高低空的能量交換。結合22日08時不同高空處的垂直速度場，上升運動強度有所下降，850hPa低空處上升運動基本停止，這正好對應了主要降水時段。

3.3 熱力條件

結合K指數(shù)和SI指數(shù)開展分析，22日08時K指數(shù)由河北東北部逐漸向西北部地區(qū)增大，西部地區(qū)的K指數(shù)大都超過了30℃，SI指數(shù)從東部到西部地區(qū)逐漸減小，河北省大部分地區(qū)SI指數(shù)均在0℃以下，是強對流天氣出現(xiàn)的有利條件。當SI指數(shù)在0℃以上時，即使產生大量的不穩(wěn)定能量，但也不足以促進對流天氣發(fā)生。同時，由于河北省大部分地區(qū)上空開始僅存在著較小的不穩(wěn)定能量，而且暖濕空氣不夠強，在迅速釋放不穩(wěn)定能量產生降雨后，位勢不穩(wěn)定層結開始重新加強建立，造成22日出現(xiàn)了強對流天氣。

4 結語

①22日08時，副熱帶高壓穩(wěn)定維持，有短波槽不斷東移，河北省上游地區(qū)生成新的短波槽，低空急流不斷加強，并逐漸向北抬升，隨后副熱帶高壓東退，700 hPa和850 hPa切變線呈現(xiàn)東西走向，850 hPa急流強度加強且在河北省中部地區(qū)形成出口區(qū)，地面場上低壓發(fā)展東移，河北省在之前強降雨過程中，又出現(xiàn)了強對流天氣。

②22日08時河北省大部分地區(qū)上空850 hPa和500 hPa處的溫度露點差為0～4℃，具備充足的水汽條件，有利于強降水天氣發(fā)生發(fā)展。

③河北省處于上升區(qū)域的邊緣位置處，與上升氣流始終保持一致，上升速度在-2～-5 hPa/s，為水汽輸送和高低空的能量交換提供了有利條件。

④降水前期河北上空不穩(wěn)定能量相對較小，暖濕空氣不夠強，但在不穩(wěn)定能量釋放后，位勢不穩(wěn)定層結又重新加強建立起來，這也是河北省強降雨過程中出現(xiàn)強對流天氣的主要原因。