2017年8月3—4日丹東地區(qū)大暴雨天氣過程分析

宋麗麗　李慧琳　高松影

摘要 利用常規(guī)氣象資料、FY2G衛(wèi)星云圖、自動(dòng)氣象站資料和NCEP（1°×1°）再分析資料，對(duì)2017年8月3—4日丹東地區(qū)大暴雨天氣過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明，此次降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)降水區(qū)的移動(dòng)具有階段性，并且降水空間梯度大。前傾槽為大暴雨提供有利的熱力不穩(wěn)定條件；臺(tái)風(fēng)“海棠”減弱后，低壓在北上過程中為降水提供充足的能量輸送和水汽輸送條件；臺(tái)風(fēng)“奧鹿”通過影響副高的位置和強(qiáng)度，間接影響此次降水。通過物理量分析得出，降水開始前有明顯的正不穩(wěn)定能量，降水過程中對(duì)流層底層有風(fēng)向和風(fēng)速的垂直切變，并且有上干下濕的結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)段低層水汽輻合，高層輻散，并伴隨強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，形成良好的抽吸結(jié)構(gòu)。以上條件均有利于暴雨的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 暴雨；前傾槽；臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨；物理量；遼寧丹東；2017年8月3—4日

中圖分類號(hào) P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）16-0182-03

丹東地區(qū)是淮河流域以北降水最多的地區(qū)，年降水量800～1 500 mm，其中暴雨占有重要地位。暴雨常常引發(fā)洪澇、泥石流和滑坡等氣象災(zāi)害。2017年8月3日夜間至8月4日夜間，丹東地區(qū)出現(xiàn)暴雨到大暴雨，局部特大暴雨天氣。強(qiáng)降雨造成鳳城地區(qū)多處道路被沖毀，降雨期間伴隨短時(shí)大風(fēng)，致使鳳城地區(qū)大片玉米出現(xiàn)倒伏。

1 天氣實(shí)況

2017年8月2日夜間至8月4日夜間，受10號(hào)臺(tái)風(fēng)“海棠”減弱后低壓和副熱帶高壓（副高）共同影響，遼寧省西部、東南部出現(xiàn)特大暴雨。強(qiáng)降水區(qū)的移動(dòng)具有階段性，8月2日夜間至8月3日白天，氣旋北上配合冷空氣，遼寧西部出現(xiàn)大暴雨到特大暴雨；8月3日夜間至8月4日夜間，高空槽快速東移，850 hPa切變線落后于高空槽，副高北上在海上形成高壓壩，東南部出現(xiàn)大暴雨到特大暴雨。

丹東地區(qū)處于東南部大暴雨區(qū)，8月3日夜間至8月4日夜間普降暴雨到大暴雨、局部特大暴雨（圖1），降水期間伴隨雷暴和短時(shí)大風(fēng)，過程平均降水量160.9 mm。84個(gè)自動(dòng)站中，出現(xiàn)暴雨的有17個(gè)站、大暴雨的47個(gè)站、特大暴雨的13個(gè)站。最大降水量出現(xiàn)在鳳城市的藍(lán)旗站，為379.1 mm；最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在鳳城市的沙里寨站，為94.9 mm。此次過程降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并且強(qiáng)降水區(qū)的移動(dòng)具有階段性（圖2），8月3日20：00至8月4日8：00，強(qiáng)降水落區(qū)位于丹東西部；8月4日8：00—20：00，強(qiáng)降水落區(qū)位于丹東西南部；8月4日20：00至8月5日8：00，強(qiáng)降水落區(qū)位于丹東東南部，并且各降水時(shí)段空間梯度較大。

2 環(huán)流背景

2.1 形勢(shì)場(chǎng)分析

由圖3可知，8月3日20：00 850 hPa低渦移動(dòng)至遼寧以北，500 hPa槽線和850 hPa切變線基本重合，位于遼寧中部，副高西伸北抬，西脊線穿過朝鮮半島，呈東北—西南走向，整個(gè)東南部處于850hPa低空急流區(qū)，丹東西部開始出現(xiàn)降水。8月4日8：00，副高整體穩(wěn)定少動(dòng)，西南邊緣伸至東南沿海地區(qū)，500 hPa短波槽快速向東北方向移動(dòng)，850 hPa切變線斷裂成2個(gè)部分，切變線東半部分移至40°N附近，與500 hPa高空槽形成前傾結(jié)構(gòu)，丹東西部強(qiáng)降水區(qū)趨于減弱，西南部開始出現(xiàn)集中降水時(shí)段。8月4日20：00，副高進(jìn)一步西伸北抬，丹東處于500hPa槽前西南氣流控制區(qū)，850 hPa切變線在遼寧中部，丹東地區(qū)雨勢(shì)暫時(shí)減弱。8月4日夜間，臺(tái)風(fēng)“奧鹿”加強(qiáng)北上，受其影響副高迅速東退，500 hPa高空槽繼續(xù)東移，850 hPa切變線向東南方向移動(dòng)，再加上夜間海陸熱力效應(yīng)和地形的影響，丹東東南部產(chǎn)生強(qiáng)降水。

2.2 臺(tái)風(fēng)“海棠”影響分析

在臺(tái)風(fēng)“海棠”殘余低壓北上過程中，東側(cè)形成急流帶，最大中心風(fēng)速達(dá)到28 m/s，為遼寧東南部降水帶來源源不斷的水汽（圖3）。此外，在低壓東側(cè)有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，不斷發(fā)展生成對(duì)流云團(tuán)，隨著低層云帶東北向輸入遼寧東南部地區(qū)（圖4），再加上中低層風(fēng)速的輻合，使東南部中尺度系統(tǒng)得以生成發(fā)展。與穩(wěn)定少動(dòng)的副高相互作用，使水汽和能量的輸送得以較長(zhǎng)時(shí)間維持，更有利于雨量的累積。

2.3 臺(tái)風(fēng)“奧鹿”影響分析

臺(tái)風(fēng)與中緯度系統(tǒng)（包括西風(fēng)槽、東北冷渦、西南渦、弱冷空氣、高低空急流及副熱帶高壓等）相互作用，使中緯度地區(qū)的暴雨突然增幅，且影響范圍大、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，稱之為臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨[1]。

由圖4（a）～（c）可知，8月3日夜間到8月4日白天臺(tái)風(fēng)“奧鹿”向西北方向移動(dòng)，由強(qiáng)臺(tái)風(fēng)減弱為臺(tái)風(fēng)，在其西北方向激發(fā)出正變高，使副高西伸加強(qiáng)[2-3]，暖濕氣流沿副高西側(cè)輸入遼寧東南部。臺(tái)風(fēng)與副高的相互對(duì)峙，使副高北邊緣穩(wěn)定少動(dòng)，從而使降水持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)。由圖4（c）～（d）可知，8月4日夜間，臺(tái)風(fēng)“奧鹿”繼續(xù)向西北方向移動(dòng)并加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，副高進(jìn)一步北抬后迅速南落，冷空氣南壓，丹東東南部地區(qū)再一次迎來強(qiáng)降水時(shí)段。

3 物理量場(chǎng)

3.1 不穩(wěn)定層結(jié)分析

由圖5可知，8月3日20：00 CAPE為1 467.3 J/kg，有明顯的正不穩(wěn)定能量。風(fēng)場(chǎng)的垂直切變表明，8月3日20：00至5日8：00，西南暖濕氣流（或西南偏西氣流）伸展的高度較高，幾乎伸展到對(duì)流層頂。8月3日20：00至4日20：00， 400、300 hPa有較明顯的偏北風(fēng)分量，使不穩(wěn)定能量得以積累發(fā)展，有利于降水強(qiáng)度的增強(qiáng)。8月4日8：00至5日8：00，對(duì)流層底部1 000、925 hPa均有明顯的風(fēng)向、風(fēng)速的垂直切變，有利于促進(jìn)強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生[4]。整個(gè)過程中，中低層基本處于飽和狀態(tài)，8月3日20：00，濕層伸展到400 hPa以上，濕層十分深厚，且中上層均有一干層，上干下濕的結(jié)構(gòu)有利于短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。

3.2 水汽通量散度和垂直速度

充足的水汽是暴雨產(chǎn)生的前提條件。此次暴雨天氣過程中最大降水量出現(xiàn)在藍(lán)旗站，8月4日8：00—15：00，藍(lán)旗站小時(shí)雨量均>20 mm，為強(qiáng)降水集中時(shí)段。8月3日白天，900 hPa以下存在水汽輻合區(qū)并不斷發(fā)展持續(xù)，水汽強(qiáng)輻合時(shí)段出現(xiàn)在8月4日8：00—20：00，輻合中心位于925 hPa，為-14×10-6 g/（s·m2·hPa），見圖6（a）。由圖6（b）可知，8月4日8：00—20：00，500 hPa以下存在上升運(yùn)動(dòng)，中心位于800 hPa，速度為-1.4 Pa/s。水汽強(qiáng)輻合時(shí)段和垂直上升運(yùn)動(dòng)時(shí)段的重疊區(qū)與強(qiáng)降水集中時(shí)段基本吻合。低層水汽輻合，高層輻散，并伴隨強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，形成良好的抽吸結(jié)構(gòu)，有利于暴雨的發(fā)生。

4 結(jié)論

（1）2017年8月3—4日，丹東地區(qū)的大暴雨過程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并且強(qiáng)降水區(qū)的移動(dòng)具有階段性，降水空間梯度大。

（2）形勢(shì)場(chǎng)方面，前傾槽使大氣層結(jié)熱力不穩(wěn)定，易形成強(qiáng)降水。臺(tái)風(fēng)“海棠”減弱后，低壓在北上過程中為降水提供了充足的能量輸送和水汽輸送條件，并與副高相互作用，使能量和水汽輸送得以較長(zhǎng)時(shí)間維持，更有利于雨量的累積。臺(tái)風(fēng)“奧鹿”通過影響副高的位置和強(qiáng)度，間接影響水汽和能量的輸送路徑，使降水持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)。

（3）物理量場(chǎng)方面，降水開始前有明顯的正不穩(wěn)定能量，濕層深厚，并在其上有干層疊加，形成上干下濕的結(jié)構(gòu)；降水過程中，對(duì)流層底層有風(fēng)向和風(fēng)速的垂直切變，中低層基本處于飽和狀態(tài)，以上條件均有利于短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。分析水汽通量散度和垂直速度可知，低層水汽輻合，高層輻散，并伴隨強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，形成了良好的抽吸結(jié)構(gòu)，有利于暴雨的發(fā)生。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 叢春華，陳聯(lián)壽，雷小途.臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨的研究進(jìn)展[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，2011，27（2）：264-270.

[2] 邢蕊.熱帶氣旋、副熱帶高壓及遠(yuǎn)距離降水間的關(guān)系研究[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2015.

[3] 任素玲，劉岷，吳國(guó)雄.西太平洋副熱帶高壓和臺(tái)風(fēng)相互作用的數(shù)值實(shí)驗(yàn)研究[J].氣象學(xué)報(bào)，2007，65（3）：329-340.

[4] 俞小鼎，姚秀萍，熊廷南.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006.