東港市龍王廟鎮(zhèn)2017年8月4～5日特大暴雨天氣分析

徐金秀，白華，辛鑫，吳秀任

（丹東市東港市氣象局，遼寧丹東118300）

東港市位于遼東半島東端，南鄰黃海，東臨鴨綠江，地勢北高南低，呈階梯狀分布。南部為退海平原，沿海系潮間帶灘涂，中部為低丘坡崗，北部為山地丘陵。龍王廟鎮(zhèn)位于東港市的西北部，境域東西長9.5公里，南北寬7.5公里，全鎮(zhèn)總面積達79平方公里。鎮(zhèn)域地勢東高西低，北部地勢起伏多為山地丘陵，西南部為在洋河沖積平原，地勢平坦，以東北部的臥虎山最高，海拔176米。龍王廟鎮(zhèn)的北部為鳳城市藍旗鎮(zhèn)，藍旗鎮(zhèn)的68%為森林，地勢明顯高于龍王廟鎮(zhèn)。大洋河自北向南流經(jīng)藍旗、龍王廟鎮(zhèn)。

地形作用對中小尺度系統(tǒng)形成暴雨具有很大影響。例如地形的強迫作用對雨帶的產(chǎn)生有重要影響，山前平坦地區(qū)為多雨帶，相對山脊為雨量低值帶[1]；冀春曉等通過 MM5模式對0414號臺風Rananim登陸期間，探討地形對臺風降水、臺風結構特征變化的影響，在有無特殊地形時降水量差絕對值可達 200mm以上[2]；還有人認為地形抬升作用和喇叭口地形對暴雨分布有很大影響[3]；駱榮宗明確指出，地形對降水的兩種作用：一是半環(huán)形地形和狹谷地帶對邊界層氣流有明顯的輻合抬升作用，降水系統(tǒng)可以在該地形發(fā)生發(fā)展、停滯。二是氣流碰到高山產(chǎn)生分支和匯合現(xiàn)象，在匯合地區(qū)派生出地形性準定常的中小尺度天氣系統(tǒng)[4]；也有研究表明，強降水中心位于迎風坡上甚至山頂鄰域。由此可見，地形對強降水影響比較復雜，仍需要進一步作機理分析。本文主要根據(jù)2017年8月4～5日特大暴雨為例，結合常規(guī)觀測資料和區(qū)域自動站資料進行分析，就當?shù)氐匦螌Ρ┯暧绊戇M行探討，總結該地多發(fā)暴雨的主要天氣系統(tǒng)和地形影響成因，以期為今后農(nóng)事活動進行指導。

1 天氣過程分析

1.1 降水分布情況

圖1

東港市2017年8月4～5日普降大暴雨到特大暴雨，由圖1可知，從8月3日20時～5日08時，龍王廟鎮(zhèn)總降水量354.2毫米。主要降水時段出現(xiàn)在4日08時至4日16時。小時最大降水量為68.7毫米，出現(xiàn)在4日09時。大洋河沿岸鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災嚴重。截至8月8日08時，東港市龍王廟鎮(zhèn)農(nóng)作物受災面積17152公頃，其中成災面積6327公頃，緊急轉移安置人口4657人，直接經(jīng)濟損失5.6678億元。

丹東地區(qū)最大降水量出現(xiàn)在鳳城市藍旗鎮(zhèn)，位于龍王廟鎮(zhèn)的北部，大洋河流經(jīng)藍旗為378.1毫米。此次降水過程降水量自東向西遞減，且降水量差異較大。而龍王廟鎮(zhèn)附近（除藍旗）其他自動站，降水量較龍王廟相差100多毫米。由此可以看出龍王廟鎮(zhèn)特殊的地形在此次降水過程中起到了很大的增幅作用。

1.2 天氣形勢分析

從2017年8月3日20時 500 hPa（圖略）高空圖上可以看出，亞洲中緯度環(huán)流呈現(xiàn)兩脊一槽形勢：西西伯利亞上空為狹長的高壓脊，亞洲東海岸為另一高壓脊，兩脊之間為蒙古低壓，蒙古低壓不斷發(fā)展加強、南壓，且不斷有小槽分裂東移。西風槽位于河套附近，588等位勢線位于長江口到朝鮮半島一線，丹東地區(qū)位于584等位勢線和580等位勢線之間，受副熱帶高壓西北邊緣偏南氣流影響。4日08時丹東地區(qū)處于槽前西南氣流中，東北地區(qū)上空發(fā)展出現(xiàn)淺槽，觸發(fā)副高西北側高溫高濕不穩(wěn)定能量的釋放，造成丹東地區(qū)出現(xiàn)暴雨到大暴雨局部特大暴雨天氣。3日20時700 hPa（圖略）高空圖上可以看到，丹東位于負的垂直速度區(qū)內(nèi)，急流正在逐漸建立，到了4日08時，丹東位于槽前偏南氣流中，有較短的高空急流存在，急流的軸線劃過丹東的上空，龍王廟位于急流入口區(qū)的左側。從8月3日20時850 hPa（圖略）高空圖上，遼西地區(qū)存在明顯的暖式切變；到了4日08時切變線移動到遼寧的中部，在丹東地區(qū)上空的急流也已經(jīng)形成，有明顯的輻合。925 hPa同樣存在低空急流。綜上所述，此次過程有很好的水汽輸送。3日20時，850 hPa負的變溫區(qū)在遼寧西部，說明冷空氣的侵入不明顯，主要的冷空氣還是以小股擾動為主。丹東此次大暴雨主要時間段是在4日白天。地面圖中（圖略）可以看出，自3日08時開始影響降水的地面倒槽已經(jīng)生成,倒槽內(nèi)低壓已經(jīng)形成，丹東地區(qū)在4日08時至4日20時處于地面低壓底部，冷鋒前部，這一時段也是主要降水時段。在這樣有利的天氣背景下,高低空系統(tǒng)的完美配合，上升運動加劇,弱冷空氣的入侵以及副熱帶高壓邊緣溫濕氣流的共同，產(chǎn)生了此次大暴雨天氣。

2 地形影響研究

根據(jù)地形影響氣流理論[5]：

圖2

由以上公式可知，山越高，氣流的平均速度越小，大氣層結越穩(wěn)定，氣流越不容易翻越山體。

如果山體較窄，氣流在遇到山體時被迫上升，此時氣流所能達到的高度為U/N；如果山體比較寬，氣流在翻山的過程中，地轉偏向力的作用明顯，此時氣流所能到達的高度的量級為Rossby變形深度與山高之比為。氣流是否能夠翻越山體的分界大致在Ro～1之間。如果在山體較窄的情況下，氣流能否翻山由山的高度起決定性作用；如果山體比較寬闊，由山的坡度起決定性作用。

綜上所述，當Fr〉1.3時，山體迎風坡一側將有可能成為“死水區(qū)”。當Fr比較小的時候，氣流容易翻越山體，在迎風坡一側產(chǎn)生垂直上升運動。

龍王廟南部為退海平原平均海拔在10米左右，北部圍繞著月牙形山區(qū)，平均海拔為200米左右，龍王廟主要地形為丘陵，是沿海灘涂到山地的過渡區(qū)域。由于山體比較寬闊，氣流在經(jīng)過東港市南部之后，龍王廟的地勢對氣流有抬升作用，迎風坡的抬升對降水產(chǎn)生了很大的增益作用。

另外，從圖2可以看到龍王廟北部為月牙形山體，氣流進入這一區(qū)域，容易在山體的阻擋下，產(chǎn)生一些回流，由于半圓形的回流再與新進入的氣流產(chǎn)生了輻合，致使輻合加強。另外，有些氣流也有可能在山邊做氣旋性旋轉，形成地形切變線，隨著進入的氣流氣旋逐漸加強，對降水也有一定的增益作用；在龍王廟的南部狹長的山區(qū)丘陵，由于山體比較窄，所以氣流在經(jīng)過山體的時候，繞過山體，分成兩股氣流，在繞過山體以后在龍王廟鎮(zhèn)內(nèi)匯合，兩股氣流有一定的輻合作用，從而對降水起到了增益作用。

3 結語

2017年8 月4 ～5日降水過程是由于弱冷空氣入侵，副熱帶高壓附近的暖濕氣流，共同作用觸發(fā)了此次暴雨天氣。低空急流提供了很好的水汽條件，副熱帶高壓的穩(wěn)定增加了龍王廟鎮(zhèn)強降水的持續(xù)時間。

龍王廟由于是退海平原與森林之間的過渡地帶，特殊的地勢對氣流有一定的抬升作用，引起了降水的增益。

龍王廟北部為月牙形山體，小部分氣流受到山體的阻擋，有的產(chǎn)生回流，有的在山邊形成氣旋性旋轉，對降水也有一定的增益作用。

龍王廟南部較窄的山體，對進入龍王廟的氣流有一定的分流作用，分流后匯合，輻合上升，也對強降水產(chǎn)生了增益作用。

[1]龐茂鑫,斯公望.我國東南部地形對降水量分布的氣候影響[J].熱帶氣象學報,1993,9(01)：370-374.

[2]冀春曉,薛根元,趙放.臺風Rananim登陸期間地形對其降水和結構影響的數(shù)值模擬實驗 [J].大氣科學,2001,31(02):233-244.

[3]蔡英群,黃巖彬,姜善賜,等，臺風登陸后引發(fā)的閩東內(nèi)陸暴雨分析[J].氣象科技,2004,32(增刊)：29-32.

[4]駱榮宗.9012號臺風中尺度螺旋雨帶與暴雨的觀測分析[J].熱帶氣象學報，1997,13(02)：173-179.

[5]Pierrhumbert and Wyman.Upstream effects of meso_sca emountains.AmosSci,1985,42:977-1003.