2017年8月3日沈陽局地暴雨過程分析

朱國明，胡壯，張思瑤

摘要：利用實況氣象觀測資料、歐洲中期天氣預報中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts， ECMWF）細網(wǎng)格預報產(chǎn)品和雷達探測產(chǎn)品，針對2017年8月3日沈陽地區(qū)局地暴雨過程進行分析。結果表明：降水云團主要分布在低渦附近、低渦北部和底部的急流區(qū)中。高空850 hPa低空急流提前12 h建立，為此次降水過程提供了良好的水汽條件。不同數(shù)值模式預報的降水量級及降水落區(qū)存在差異，但均預報出了三個降水區(qū)域。

關鍵詞：局地暴雨；急流；ECMWF模式

中圖分類號： P458 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.20.083

暴雨是東北地區(qū)主要的氣象災害，其具有空間尺度小、持續(xù)時間短、降水強度大和成因復雜等特點，這一直是預報中的難點和重點[1-8]。遼寧具有暴雨局地性強、降水強度大等特點，專家學者們一直在不斷的研究和探討，試圖探究遼寧暴雨特點，提高預報準確率。楊磊等[9]對遼寧省清原縣2013年8月16日特大暴雨過程的多尺度對流系統(tǒng)進行了分析，指出地面輻合線觸發(fā)的對流單體受其兩側(cè)風場的強弱影響，中低層西南風的加強有利于新生單體的垂直風切變和水汽條件，雷達回波依次經(jīng)過清原地區(qū)形成“列車效應”，導致該地區(qū)特大暴雨。朱國明等[10]針對沈陽城區(qū)一次暴雨過程的水汽條件進行了分析，指出850 hPa 以下沈陽城區(qū)上空水汽含量占整層的80%以上，強降水發(fā)生前，地面周圍的濕度分布不均勻，水汽以南北向輸送為主。強降水發(fā)生時，地面U、V 方向上水汽通量快速減小。在強降水發(fā)生后，地面和高空水汽輸送均發(fā)生了變化?？山邓康拇笮≈饕侨Q于水平水汽通量輻合的大小，水汽局地變化對可降水量的貢獻較小。肖光梁等[11]針對2013 年8月16日～17日發(fā)生在撫順市清原縣的特大暴雨過程進行水汽特征分析，指出次暴雨過程的底層和中層的水汽來源主要為南海和孟加拉灣以及西太平洋兩條通道。本文利用實況氣象觀測資料、歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）細網(wǎng)格預報產(chǎn)品和雷達探測產(chǎn)品，針對2017年8月3日沈陽局地暴雨過程進行分析，尋求預報著眼點。

1 降水過程概述

2017年8月3日07時～4日06時，沈陽地區(qū)出現(xiàn)大雨局部暴雨天氣（圖1a），以對流性降水為主，并伴有雷暴和短時強降水，降水量分布不均勻，強降水落區(qū)主要集中在沈陽西北部地區(qū)（新民、康平和法庫）。全市7個國家氣象觀測站平均降水量26.5mm，全市245個氣象觀測站平均降水量17.1mm，市區(qū)（市內(nèi)五區(qū)、沈北、蘇家屯、渾南）158個氣象觀測站平均降水量8.8mm，市內(nèi)五區(qū)65個氣象觀測站平均降水量僅為4.9mm（圖1b），鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）（康平、法庫、新民、遼中）87個氣象觀測站平均降水量32.1毫米。最大降水量出現(xiàn)在新民柳河溝，為93.1mm，最大降水強度出現(xiàn)在法庫十間房，為44.3mm/h。

2 環(huán)流背景分析

分析2017年8月3日08時ECMWF模式預報500hPa高度場、850hPa風場和850 hPa相對濕度場的分析場（圖2a），500hPa存在淺槽，在朝鮮半島附近存在阻塞高壓，850 hPa存在閉合的低渦系統(tǒng)，低渦中心位于華北地區(qū)，遼寧省上空低空急流建立；分析2017年8月3日20時ECMWF模式預報500hPa高度場、850 hPa風場和850hPa相對濕度場的分析場（圖2b），朝鮮半島阻塞高壓加強，淺槽和低渦系統(tǒng)沿阻塞高壓東移北上，且低渦強度加強，850hPa低渦中心移至吉林省和內(nèi)蒙古交界處，850 hPa切變線位于遼寧省中部地區(qū)。從環(huán)流背景場上分析，850 hPa低空急流提前12小時就已建立，為此次降水過程提供了良好的水汽條件。

分析不同時刻海平面氣壓場，2017年8月3日08時，地面為華北氣旋控制，中心強度為997.5 hPa，沈陽位于華北氣旋頂前部，以東南風為主，有利于水汽的輸送。2017年8月3日14時，華北氣旋東移北上，且中心強度加強到995 hPa，沈陽位于華北氣旋前部，以偏南風為主。2017年8月3日20時，華北氣旋進一步東移北上，氣旋中心位于內(nèi)蒙古與吉林省交界處，中心強度降為997.5 hPa，沈陽位于華北氣旋底前部，以西南風為主，3日08時～20時沈陽地區(qū)在偏南風暖濕氣流輸送期間，局地激發(fā)了對流云團。2017年8月4日02時，氣旋移至黑龍江省和吉林省交界處，沈陽位于氣旋的底部或底后部，偏南風的暖濕輸送區(qū)移至遼寧省東部，沈陽地區(qū)降水結束。

3 降水系統(tǒng)特征

分析遼寧地區(qū)2017年8月3日05時06分（圖3a）和8月3日08時06分（圖3b）雷達回波拼圖，結合700 hPa風場和相對濕度場可知，降水云團由三部分組成，一部分云團由低渦附近的輻合抬升產(chǎn)生；一部分云團由低渦北部的西南急流激發(fā)；另一部分由低渦底部的西南急流激發(fā)，未來對流云團東移發(fā)展，給沈陽城區(qū)帶來了局地暴雨天氣過程。

4 降水系統(tǒng)演變

分析2017年8月2日20時起報ECMWF模式預報2017年8月3日14時和8月3日20時850 hPa風場和相對濕度場可知（圖4），850 hPa低渦位于42°N附近，向東北方向移動，低渦底部的西南急流，配合暖濕空氣，自西向東影響沈陽地區(qū)。2017年8月3日20時，西南急流位于沈陽上空，并在沈陽城區(qū)上空存在西南風和偏南風的輻合，有利于在沈陽城區(qū)上空的水汽堆積，為沈陽地區(qū)激發(fā)強對流云團提供水汽條件。

5 多模式降水產(chǎn)品對比分析

分布2017年8月2日20時起報ECMWF、美國全球預報系統(tǒng)（Global Forecast System， GFS）、日本數(shù)值模式和東北中尺度數(shù)值模式預報未來12～36小時累計降水量，雖然不同模式預報的降水量級及落區(qū)存在差異，但各家數(shù)值模式均預報出了三個降水區(qū)域，分別由低渦系統(tǒng)、低渦底部的西南氣流和低渦北部的西南氣流產(chǎn)生。

6 結語

本文利用實況氣象觀測資料、歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）細網(wǎng)格預報產(chǎn)品和雷達探測產(chǎn)品，針對2017年8月3日沈陽局地暴雨過程進行分析，結果表明：

一是受華北氣旋影響，2017年8月3日沈陽地區(qū)出現(xiàn)大雨局部暴雨天氣，以對流性降水為主，降水云團由三部分組成，一部分云團由低渦附近的輻合抬升產(chǎn)生，一部分云團由低渦北部的西南急流激發(fā)，另一部分由低渦底部的西南急流激發(fā)。高空850 hPa低空急流提前12小時建立，為此次降水過程提供了良好的水汽條件。

二是不同數(shù)值模式預報的降水量級及降水落區(qū)存在差異，但均預報出了三個降水區(qū)域，分別由低渦系統(tǒng)、低渦底部的西南氣流和低渦北部的西南氣流產(chǎn)生。

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作者簡介：朱國明，本科學歷，工程師，研究方向：氣象預報。