丹東地區(qū)2014年5月11日至12日暴雨過(guò)程分析

徐金秀 李瑞晗 辛鑫 白華 單璐璐

摘要： 丹東位于遼寧半島東南部，是淮河流域以北降水最多的地區(qū)，年降水量860～1080mm。丹東地區(qū)有76.3%的暴雨（至少有一個(gè)站降水量≥50mm/d）出現(xiàn)在7 ～ 8 月份。2014年首場(chǎng)暴雨出現(xiàn)于5月11日。受江淮氣旋的影響，2014年5月11日10時(shí)～12日00時(shí)丹東局部地區(qū)出現(xiàn)暴雨的天氣過(guò)程，主要降水時(shí)段在14時(shí)～20時(shí)，受監(jiān)測(cè)站的限制，只監(jiān)測(cè)到丹東市區(qū)52.2mm，東港61.7mm，鳳城31.3mm，寬甸22.2mm。此次過(guò)程具有“南多北少”的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：降暴雨；環(huán)流特征；急流

中圖分類號(hào)： P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.10.064

1成因分析

1.1資料與方法

此次過(guò)程是典型的持續(xù)性降水，降水時(shí)段從5月11日10時(shí)一直延續(xù)到12日00時(shí)。本文針對(duì)5月10日20時(shí)至12日08時(shí)的詳細(xì)分析，利用高空地面實(shí)況、加密自動(dòng)站、探空資料、T639形勢(shì)場(chǎng)及物理量數(shù)值預(yù)報(bào)、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)等資料對(duì)此次過(guò)程的成因進(jìn)行了分析。

1.2 天氣尺度系統(tǒng)分析

1.2.1環(huán)流背景分析

在圖1中5月10日20時(shí)的500hpa高空?qǐng)D上，亞歐大陸為兩脊一槽型，中國(guó)中部地區(qū)的上空為低值槽區(qū)，兩側(cè)為高壓脊。槽線從北到南分四段短波槽，分別位于貝湖東側(cè)，河套地區(qū)，西南地區(qū)和云南地區(qū)。丹東處于低壓槽的前部。在圖2中5月11日08時(shí)的500hpa高空?qǐng)D上，河套地區(qū)的槽線原地加深，貝湖以東的冷空氣已移至蒙古國(guó)上空，冷空氣已經(jīng)逐漸開始影響丹東地區(qū)，配合著暖濕空氣產(chǎn)生降水。到20時(shí)位于蒙古國(guó)上空的低槽和位于河套東部地區(qū)的低槽融匯加深并東移、北抬，同時(shí)并有新鮮冷空氣補(bǔ)充南下，低窩位于東北地區(qū)的上空，丹東位于低槽前，但隨著冷空氣南下，降水減弱。12日08時(shí)，北段槽線東北抬，偏南氣流減弱，冷空氣大舉南下，降水結(jié)束。11日08時(shí)～11日20時(shí)丹東地區(qū)均位于300hPa高空急流區(qū)的右側(cè)。

由圖2可知，亞歐大陸中高緯低空呈經(jīng)向環(huán)流，江淮氣旋北上，配合高壓后部較強(qiáng)的偏南氣流共同作用，產(chǎn)生階段性明顯的降水天氣，此次降水屬于暖性降水。

圖2的10日20時(shí)850hpa天氣圖可知，此時(shí)低空急流已經(jīng)建立，丹東地區(qū)均處于低空急流軸的左前方，丹東上空風(fēng)速可達(dá)12m/s，至11日早20時(shí)風(fēng)速更達(dá)18m/s。在超低空925hPa位勢(shì)高度上，丹東地區(qū)存在高壓西側(cè)西南氣流形成的低空急流，11日08時(shí)、11日20時(shí)丹東站在該層風(fēng)速均達(dá)到14m/s，且風(fēng)速輻合，另外遼東地區(qū)一直處于風(fēng)速暖式切變控制之中，低空急流有利于暖濕氣流與能量的向北輸送，為暴雨提供充足的水汽和能量條件。

在圖3的第一張圖中，我國(guó)中部地區(qū)被高壓控制，東部地區(qū)處于低壓倒槽內(nèi)，遼寧省處于地面倒槽頂部，處于暖風(fēng)的北部。圖3第二張圖顯示，低壓東移并北上，丹東受暖鋒影響，開始降水。在圖3第三張圖中，暖鋒靠近并逐漸移出，降水減弱并消失。

綜上分析，降水原因?yàn)榻礆庑鄙?，從蒙古?guó)而下的冷空氣逐漸向南滲透與高壓后部暖濕氣流交匯；高層位于高空急流的右側(cè)，底層位于低空急流的左側(cè)；由于地面倒槽位置偏南，丹東位于倒槽的頂部，所以丹東南部更有利于暴雨的產(chǎn)生。

1.2.2探空資料分析

如圖4，丹東本站低層風(fēng)場(chǎng)曾順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，說(shuō)明底層有暖平流從低層到高層有風(fēng)的輻合，但各種對(duì)流穩(wěn)定度指數(shù)并不太有利于強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。這是因?yàn)榇舜芜^(guò)程主要由江淮氣旋攜帶暖濕空氣北上，降水性質(zhì)多為穩(wěn)定性降水。實(shí)況證明此次降水過(guò)程主要以強(qiáng)降水為主，并未伴隨雷電、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。從T-logP圖上可見500hpa以下均為濕層（相對(duì)濕度≥80%），濕度條件十分有利。從時(shí)間剖面圖上可見，11日08時(shí)、11日20時(shí)500hpa以下均為濕區(qū)，11日08時(shí)至11日20時(shí)高低層均有風(fēng)速大值區(qū)，高、低空急流均十分明顯。

1.3物理量診斷分析

1.3.1 動(dòng)力條件 10日20時(shí)，遼東地區(qū)850hPa與700 hPa高度都是強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，直至200hPa還有弱的上升運(yùn)動(dòng)，11日20時(shí)上升區(qū)北上，垂直速度的上升運(yùn)動(dòng)的中心位于海面，這與降水的位置南部對(duì)應(yīng)。

1.3.2 熱力條件 本次暴雨的落區(qū)和強(qiáng)度變化與850hpa能量鋒區(qū)的位置和強(qiáng)度變化有著密切關(guān)系。在11日08時(shí)的假相當(dāng)位溫（θse）場(chǎng)看出：降水之前，高能舌軸位置偏南，能量鋒區(qū)從長(zhǎng)江中下游地區(qū)，一直伸向遼寧的南部（大連旅順口區(qū)），丹東地區(qū)正好位于高能場(chǎng)的東北方向。到了11日20時(shí)，高能舌軸位置位于朝鮮半島，頂部位于遼寧東部與吉林南部的交界?？偟膩?lái)看，該高能舌東移北抬，與江淮氣旋北上有一定關(guān)系。因?yàn)榈涂占绷魇桥瘽窨諝獾闹饕斔驼撸且环N動(dòng)量、熱量和水汽的高度集中帶，對(duì)不穩(wěn)定能量的積累、輸送和釋放起到了關(guān)鍵作用。

θse的垂直分布反映了大氣層結(jié)的對(duì)流穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)θse隨高度的升高而增大時(shí)，表明大氣處于對(duì)流性穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)θse隨高度的升高而減小時(shí)，表明大氣處于對(duì)流性不穩(wěn)定狀態(tài)。從圖5可以看出，丹東地區(qū)沒(méi)有明顯的對(duì)流天氣，說(shuō)明此次降水是穩(wěn)定性降水，而在11日08時(shí)段至11日20時(shí)段，有對(duì)流不穩(wěn)定的階段，正是雨量較大的階段，由于高層冷空氣的滲透，造成了局部的對(duì)流不穩(wěn)度。

1.3.3 水汽條件 由圖6可知，11日白天08時(shí)之前，底層水汽輻合，高層水汽也輻合，沒(méi)有明顯的上升下沉運(yùn)動(dòng)，到了11日白天，高層由輻合變?yōu)檩椛?，低層水汽通量散度值逐漸增大，水汽輻合中心抬升到850hPa左右，同時(shí)高層輻散加強(qiáng)，且水汽副合北移，中高層的輻散增強(qiáng)有利于中低層的水汽幅合，中高層的水汽輻散對(duì)低層的水汽幅合起著重要作用。在11日20點(diǎn)前后低層輻合、高層輻散最強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)。

1.4 雷達(dá)回波分析

由圖7回波圖可知，回波強(qiáng)度最高達(dá)到40 dBz，回波強(qiáng)度不強(qiáng)，說(shuō)明對(duì)流強(qiáng)度徑流回波圖有速度的輻合區(qū)，從徑向速度圖上可見明顯的“S”型，低層存在暖平流，與之前暖性降水的結(jié)論相一致。最大回波強(qiáng)度達(dá)45～55 dBz， 回波頂高6～8km，移動(dòng)速度達(dá)40km/h，隨著西風(fēng)槽的臨近，冷空氣的加強(qiáng)，暖平流的層次逐漸降低，低層暖平流明顯減弱。如11日15時(shí)30分徑向速度圖，丹東站處于偏南流場(chǎng)中，零等速度線基本呈“人”字形，說(shuō)明已經(jīng)形成閉合的低中心。

2 預(yù)報(bào)技術(shù)的著眼點(diǎn)與難點(diǎn)

丹東夏季經(jīng)常處于副熱帶高壓邊緣，低層的東南氣流沿迎風(fēng)面上升，往往淫雨不止。副熱帶鋒區(qū)中一有擾動(dòng)即形成暴雨，當(dāng)遼東處在副高內(nèi)部或完全在西風(fēng)帶系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)，天氣轉(zhuǎn)好。降水和暴雨是發(fā)生在副熱帶高壓邊緣。此次預(yù)報(bào)的著眼點(diǎn)在丹東，其位于副高邊緣，低空的水汽及動(dòng)力條件配合的都是相當(dāng)好，主要注意關(guān)注北方的冷空氣位置和強(qiáng)度。在水汽充沛的前提下，冷空氣一擾動(dòng)就有可能產(chǎn)生暴雨。

此外，中尺度系統(tǒng)和局地地形的作用也是進(jìn)一步判斷暴雨落區(qū)的重要因素和難點(diǎn)。預(yù)報(bào)中在大尺度天氣形勢(shì)下如何進(jìn)行中尺度天氣分析和如何把握本地地形等局地因素，是判斷降雨量級(jí)和落區(qū)的難點(diǎn)。

3存在的不足及工作建議

地形等局地因素對(duì)暴雨量級(jí)的增幅是預(yù)報(bào)中的難點(diǎn)也是預(yù)報(bào)的不足之處，例如，此次寬甸地區(qū)出現(xiàn)了單點(diǎn)大暴雨均未準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出量級(jí)和落區(qū)。過(guò)分的依賴于數(shù)值預(yù)報(bào)，不能客觀的分析天氣形勢(shì)。

對(duì)此，預(yù)報(bào)員應(yīng)當(dāng)盡快熟練掌握中尺度天氣分析方法，注意合理運(yùn)用衛(wèi)星云圖、多普勒雷達(dá)產(chǎn)品、加密自動(dòng)氣象站等將有助于預(yù)報(bào)的精細(xì)化，將暴雨落區(qū)和量級(jí)預(yù)報(bào)提升到新的水平。

作者簡(jiǎn)介：徐金秀，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：天氣預(yù)報(bào)。