2016年8月17—18日烏蘭察布市強(qiáng)降雨天氣過程分析

蘇建堂

摘 要 2016年8月17—18日，烏蘭察布市等內(nèi)蒙古中西部地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣過程，利用自動(dòng)站觀測(cè)資料、常規(guī)觀測(cè)資料等對(duì)此次天氣過程分析得出：副熱帶高壓、中低層切變線及河套氣旋等是主要影響系統(tǒng)；暴雨區(qū)上空濕層深厚，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，同時(shí)具備較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量，這些都是烏蘭察布市出現(xiàn)強(qiáng)降雨的重要物理量場(chǎng)特征。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)降雨；環(huán)流形勢(shì)；物理量場(chǎng)

中圖分類號(hào)：P458.1+21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.077

我國(guó)幅員遼闊，地形較為復(fù)雜，暴雨的時(shí)空分布具有明顯的地方性差異。暴雨是我國(guó)主要的災(zāi)害性天氣之一，強(qiáng)暴雨引發(fā)的洪澇、山體滑坡、泥石流等災(zāi)害會(huì)影響工農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著全球氣候變暖現(xiàn)象不斷加劇，各種極端災(zāi)害性事件頻繁出現(xiàn)，其中暴雨天氣災(zāi)害也呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)[1-2]。烏蘭察布市處于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，地處中溫帶，屬于大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，境內(nèi)受大青山橫亙于中部，形成前山地區(qū)溫暖、雨量較多、后山多風(fēng)的特殊氣候條件，年平均氣溫0～18 ℃，年降雨量集中在7—9月，易出現(xiàn)暴雨等強(qiáng)降雨天氣過程。針對(duì)烏蘭察布市2016年8月中旬出現(xiàn)的一次強(qiáng)降雨天氣過程進(jìn)行分析，為做好此類天氣預(yù)報(bào)及防災(zāi)服務(wù)提供參考。

1 強(qiáng)降雨天氣實(shí)況及影響

2016年8月中下旬，受副熱帶高壓外圍低層切變系統(tǒng)影響，內(nèi)蒙古多地區(qū)出現(xiàn)暴雨、大暴雨天氣過程，此次強(qiáng)降雨天氣過程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，降水強(qiáng)度大且影響范圍廣，有70個(gè)站點(diǎn)降水量達(dá)到100 mm以上，暴雨引發(fā)洪澇，導(dǎo)致近5萬人受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失近億元。8月17日8：00—18日8：00，烏蘭察布市察右中旗降水量59.5 mm、商都縣降水量62.6 mm，兩站降水量均超過極端降水閾值。

2 環(huán)流形勢(shì)分析

大范圍的持續(xù)強(qiáng)降水通常是西風(fēng)帶、熱帶及副熱帶環(huán)流系統(tǒng)穩(wěn)定的環(huán)流形勢(shì)相互作用的結(jié)果。由圖1可知，此次強(qiáng)降水過程中，副熱帶高壓位置偏北，且穩(wěn)定少動(dòng)，烏蘭察布市等內(nèi)蒙古中西部地區(qū)處于副高邊緣

584 dagpm線一帶。我國(guó)南方地區(qū)受到臺(tái)風(fēng)低壓北上移動(dòng)，低壓北側(cè)有一東南氣流沿副高邊緣西行，并逐漸轉(zhuǎn)變成為西南氣流，經(jīng)陜西向內(nèi)蒙古中西部地區(qū)輸送暖濕氣流，冷暖空氣在暴雨區(qū)輻合，為強(qiáng)降雨發(fā)生發(fā)展提供充沛的水汽和不穩(wěn)定能量。700 hPa及850 hPa分別存在一切變線，呈現(xiàn)出“人”字型，兩切變線幾乎重疊在一起。700 hPa暖濕切變線下游有一“鉤鼻子”狀高壓，阻擋中低層水汽堆積，高壓上游暖濕切變線移動(dòng)速度緩慢，促使暴雨持續(xù)維持。與此同時(shí)，700 hPa暖濕切變線南緣出現(xiàn)了西南急流大風(fēng)速輻合帶，風(fēng)速在16 m·s-1以上，對(duì)應(yīng)著300 hPa高空急流出口的右側(cè)，形成強(qiáng)烈抽吸作用，垂直上升運(yùn)動(dòng)開始強(qiáng)烈發(fā)展，促使烏蘭察布市等內(nèi)蒙古中西部地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣過程。

3 物理量場(chǎng)分析

3.1 水汽條件

此次強(qiáng)降雨天氣過程中，17日2：00左右，暴雨區(qū)中低層處于高濕環(huán)境，850 hPa水汽通量中心值為14～

16 g·cm-1·hPa-1·s-1，水汽條件充足，同時(shí)，700 hPa水汽通量中心值也達(dá)到了8～10 g·cm-1·hPa-1·s-1。到17日8：00，水汽通量大值區(qū)影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，強(qiáng)度加強(qiáng)，800 hPa以下水汽通量值均達(dá)到16 g·cm-1·hPa-1·s-1以上，700 hPa水汽通量增至10 g·cm-1·hPa-1·s-1，這種現(xiàn)象一直持續(xù)到18日2：00左右，同時(shí)水汽通量大值區(qū)延伸至500 hPa附近。充足的水汽條件成為烏蘭察布市等地出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣過程的重要條件之一。

此次強(qiáng)降雨過程存在著兩種不同性質(zhì)的降水。1）17日2：00—18日2：00，該過程屬于暖區(qū)降水，降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且雨強(qiáng)較大。2）18日2：00—8：00，屬于鋒區(qū)降水過程，降水時(shí)間較短，但雨強(qiáng)大（圖2）。16日20：00，850 hPa、700 hPa和500 hPa比濕分別為12～14 g·kg-1、2～4 g·kg-1和4～6 g·kg-1，同時(shí)500 hPa以下為南風(fēng)。

17日2：00，各層比濕出現(xiàn)明顯增加，850 hPa比濕上升為14 g·kg-1以上，尤其是700 hPa比濕增加幅度較大，達(dá)到了10～12 g·kg-1，由于烏蘭察布市屬于北部干旱區(qū)，出現(xiàn)較大比濕值極為少見，這種高濕的環(huán)境促使降水效率雨強(qiáng)增大，中低層濕層深厚具備充足的水汽，是暴雨發(fā)生發(fā)展的有利條件，隨后暴雨天氣爆發(fā)。

3.2 動(dòng)力條件

8月17日2：00，陰山山脈南麓一帶上空穩(wěn)定維持較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，500～600 hPa存在著一散度輻合中心，中心值大值區(qū)正對(duì)應(yīng)著上升運(yùn)動(dòng)中心大值區(qū)，幾乎重疊在一起，形成高層輻散、中低層輻合的形勢(shì)，具備強(qiáng)烈的抽吸作用，引發(fā)較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，源源不斷地將低層水汽輸送至高空，水汽不斷上升過程中，隨著溫度的降低發(fā)生凝結(jié)并釋放潛熱，引起強(qiáng)對(duì)流天氣。17日8：00，烏蘭察布市上空仍具備較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，中低層及高層配置形勢(shì)維持，散度輻合中心垂直于上升運(yùn)動(dòng)中心，重疊中心位于800 hPa，但強(qiáng)度增大，同時(shí)850～800 hPa為南風(fēng)，風(fēng)速達(dá)到12 m·s-1，形成低空急流，導(dǎo)致800 hPa上升運(yùn)動(dòng)中心與散度輻合中心強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng)，降水強(qiáng)度也就隨之加強(qiáng)。

3.3 不穩(wěn)定條件

17日8：00，烏蘭察布市上空具備明顯的對(duì)流不穩(wěn)定性，K指數(shù)為34 ℃，對(duì)流有效位能達(dá)到258.8 J·kg-1，沙氏指數(shù)為0.05，抬升指數(shù)是-1.4 ℃，此時(shí)比濕也較大，

700 hPa和850 hPa分別為11.76 g·kg-1和16.35 g·kg-1，溫度露點(diǎn)差也均在1 ℃左右，可見該地區(qū)中低層濕層深厚。17日20：00，對(duì)流有效位能開始上升，達(dá)到了1 563.8 J·kg-1，同時(shí)K指數(shù)也出現(xiàn)明顯的增大，達(dá)到了40 ℃，沙氏指數(shù)和抬升指數(shù)則進(jìn)一步出現(xiàn)減小，影響烏蘭察布市等地的對(duì)流不穩(wěn)定能量進(jìn)一步的增強(qiáng)，與此同時(shí)，700 hPa比濕也出現(xiàn)了加大現(xiàn)象，達(dá)到12 g·kg-1以上，850 hPa比濕則增至18 g·kg-1以上，內(nèi)蒙古中西部地區(qū)上空暖云層厚度加大，這些都是有助于降水增強(qiáng)的有利條件。

4 結(jié)論

1）2016年8月17—18日，烏蘭察布市等內(nèi)蒙古中西部地區(qū)出現(xiàn)罕見的強(qiáng)降水天氣過程，副熱帶高壓、中低層切變線、地面中尺度輻合線等是此次強(qiáng)降雨過程主要影響系統(tǒng)，暴雨區(qū)正處于副熱帶高壓邊緣584 dagpm線邊緣，中低層切變呈“人”字型并對(duì)應(yīng)，700 hPa暖切變下游受“鉤鼻子”高壓阻擋致使大量水汽堆積等，這些特征都是內(nèi)蒙古河套地區(qū)出現(xiàn)的典型暴雨模式。

2）較高的環(huán)境相對(duì)濕度及深厚濕層，抬升凝結(jié)高度相對(duì)偏低，自由對(duì)流高度提升。熱帶及副熱帶暖濕空氣不斷向該地區(qū)輸送暖濕氣流，使得暴雨區(qū)具備充足的水汽和不穩(wěn)定能量，濕層深厚；中低層輻合、高層輻散配置，有利于上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈發(fā)展；不穩(wěn)定能量積聚觸發(fā)新的對(duì)流，引發(fā)強(qiáng)降雨。這些物理量特征都與強(qiáng)降雨有很好的對(duì)應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 常煜，李秀娟，陳超，等.內(nèi)蒙古一次暴雨過程中尺度特征及成因分析[J].高原氣象，2016，35（2）：432-443.

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（責(zé)任編輯：趙中正）