2018年7月11日滿洲里暴雨成因分析

郭永輝

【摘? ?要】 2018年7月11日，滿洲里地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣過程，本文對該次暴雨的產(chǎn)生的環(huán)流背景、水汽條件、動力條件、不穩(wěn)定能量等方面進行分析。結(jié)果表明高空天氣系統(tǒng)的調(diào)整為本次暴雨產(chǎn)生提供有利的環(huán)流背景，高低空急流的耦合作用為本次暴雨提供有利的動力條件，同時低空急流帶來渤海附近的水汽為本次暴雨的持續(xù)和短時強降水的產(chǎn)生提供可能，不穩(wěn)定能量的貯存與釋放加劇了暴雨的產(chǎn)生。最后本文得出此次暴雨產(chǎn)生的機理模型，對本次暴雨進行較為明了的說明。

【關(guān)鍵詞】貝加爾湖低渦;副熱帶高壓;水汽輸送;高低空急流耦合;多對流單體

Analysis on the cause of heavy rain in manzhouli on July 11， 2018

Guo Yonghui

（Manzhouli meteorological bureau， Inner Mongolia? ? 021400）

[Abstract] On July 11， 2018， there was a rainstorm weather process in manzhouli region. The paper analyzed the circulation background， water vapor condition， dynamic condition， unstable energy and other aspects of the rainstorm. Results show that high altitude weather system is adjusted for the heavy rain provide favorable circulation background， height of air jet coupling provide favorable dynamic conditions for the heavy rain， and low level jet near bohai sea water vapor for the continuous and short supply of the heavy rain of heavy rain in May， the unstable energy storage and release contributed to the heavy rain. Finally， the paper obtains the mechanism model of the rainstorm and explains the rainstorm.

[Keywords] baikal lake low vortex;subtropical high pressure;water vapor transport;high and low air jet coupling;multi-convection cell

我國是一個多暴雨國家，但滿洲里地區(qū)暴雨較少，年平均暴雨次數(shù)不足0.3次。暴雨作為氣象災(zāi)害的一種，出現(xiàn)就會給人民的生命財產(chǎn)帶來損失。滿洲里屬于東北地區(qū)，因此本文主要討論在東北地區(qū)大氣候背景下該次暴雨產(chǎn)生的原因。鄭秀雅等（1992）[1]對東北暴雨進行系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，指出西風(fēng)帶、副熱帶高壓和熱帶環(huán)流的相互作用對東北夏季暴雨起著主要作用，而東北暴雨也主要分為臺風(fēng)暴雨、氣旋暴雨和冷渦暴雨這三種形式。朱乾根等（1992）[2]總結(jié)了東北地區(qū)暴雨的環(huán)流特征：500hpa上位于110～120E之間的長波槽與位于30N以北的副熱帶高壓脊相結(jié)合，且中低層存在西南風(fēng)急流，在急流北端產(chǎn)生暖鋒式切變，在這種形勢下，地面氣旋活動頻繁，當它移入東北時，常產(chǎn)生暴雨，當有臺風(fēng)北上進入長波槽前時，常產(chǎn)生特大暴雨。丁一匯等（2009）[3]研究認為，東北地區(qū)雖然處于中高緯度，受西風(fēng)帶影響，但中低緯的環(huán)流系統(tǒng)的相互作用仍對東北暴雨的產(chǎn)生有十分重要的影響。2018年7月11日，滿洲里地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣，尤其互市貿(mào)易區(qū)4小時降雨達57.3mm，最大小時雨強25.4mm，出現(xiàn)短時強降水現(xiàn)象。本次暴雨在滿洲里比較罕見，值得深入分析，為今后本地區(qū)的暴雨預(yù)報提供一定依據(jù)。

1? 暴雨產(chǎn)生的環(huán)流背景及水汽條件

1.1? 暴雨產(chǎn)生的天氣環(huán)流背景

2018年7月11日08時，500hPa高度場上貝湖附近有一深厚低渦，同時副高北抬，最北已伸至東北地區(qū)，低渦與副高之間強盛的西南氣流形成了有利于東北地區(qū)出現(xiàn)暴雨的環(huán)流形勢。此時我市500hPa受高度脊控制，至11日20時高空低渦東移，而副高穩(wěn)定少動，高空鋒區(qū)加強。850hPa我市處于氣旋中心，明顯的偏南低空急流也與高空鋒區(qū)相一致，將渤海附近水汽帶至本地。

1.2? 本次暴雨滿洲里地區(qū)異常充沛的水汽

大氣中水汽含量與暴雨的強度有密切的關(guān)系。比濕能直接反映當時空氣中水汽的含量，而水汽通量則能直接表明外部往本地的水汽輸送情況，本文將從這兩方面對11日的暴雨天氣的水汽進行分析。11日08時850hPa，滿洲里上空比濕為10g/kg，至11日20時比濕仍為10g/kg，比濕不變表明此期間滿洲里上空水汽含量變化不大，而此期間互貿(mào)區(qū)降水已達45.6mm，說明在此期間滿洲里有強烈的水汽輸送，水汽通量也恰恰表明此期間滿洲里水汽輸送很大，在11日08時，850hPa水汽通量18g/（s·hPa·m），至20時850hPa水汽通量為10g/（s·hPa·m），水汽輸送開始減弱，而此時降水也開始減弱。

2? 暴雨產(chǎn)生的強烈的動力條件

2.1? 高低空急流

本次暴雨高低空均有急流出現(xiàn)，300hPa有明顯的西南風(fēng)急流，急流中心風(fēng)速達32m/s，我市位于高空急流出口區(qū)的右側(cè)，為輻散區(qū)，有利于上升運動，而850hPa為南風(fēng)急流，中心風(fēng)速16m/s，我市位于低空急流出口區(qū)的左側(cè)，為輻合區(qū)，高空輻散區(qū)與低空符合區(qū)相互耦合，高低空上升運動相互疊加，在本地產(chǎn)生強烈的上升運動，有利于暴雨的產(chǎn)生。

2.2? 垂直速度和散度

上升運動將水平輸送來的水汽向上輸送，同時使空氣絕熱冷卻達到飽和，從而凝結(jié)成水滴下落。垂直速度和散度將直接反映出上升運動的強弱，本文從這兩方面對此次暴雨的上升運動進行分析。11日08時，滿洲里850hPa垂直速度為-3m/s，到11日20時垂直速度增加至-18m/s，上升運動有一個明顯的加強過程。11日08時，850hPa為正散度區(qū)，至11日20時變?yōu)橹行臄?shù)值-50x10-5s-1的輻散中心，上升運動強烈。強烈的上升運動為此次暴雨的產(chǎn)生提供了良好的動力條件。

3? 不穩(wěn)定層結(jié)

3.1? 差動溫度平流

11日20時500hPa存在-15℃冷中心，高空冷渦與西太平洋副高之間強盛的西南氣流與等溫線的交角幾乎垂直，500hPa存在強盛的冷平流，此時850hPa風(fēng)仍為南風(fēng)，但850hPa我市受溫度脊控制，偏南低空急流不僅帶來大量的水汽，也帶來強烈的暖平流。這種500hPa冷平流、850hPa暖平流的高低層溫度平流差異造成滿洲里局地的大氣層結(jié)不穩(wěn)，有利于暴雨的產(chǎn)生。

3.2? 不穩(wěn)定能量

不穩(wěn)定能量在暴雨產(chǎn)生前會有一個積累過程，表現(xiàn)為Δθse或者K指數(shù)的逐日增大，或者T-lnP圖上的正能量面積逐日增大的過程[4]。此次暴雨滿洲里地區(qū)K指數(shù)最大達36℃，臨近俄羅斯30965站T-lnP圖上這種不穩(wěn)定能量的貯存表現(xiàn)的更為明顯，表現(xiàn)為溫度層結(jié)曲線與露點曲線上下靠攏中間分開的棗核狀（圖4）。這種不穩(wěn)定能量的貯存在強烈的上升運動下得以釋放，有利于暴雨的產(chǎn)生。

4? 衛(wèi)星云圖及雷達

在衛(wèi)星云圖上，11日17時表現(xiàn)為一個對流單體在我市穩(wěn)定少動，東南部大片渦旋云系開始形成并向北移動。至20時本地對流云團與北抬渦旋云系合并，表現(xiàn)為一個類似逗點云系的形式，而我市恰好處于逗點云系的頭部位置。此后云圖逗點表現(xiàn)更加明顯。在雷達圖上，本站雷達北部有明顯多對流單體，最大回波強度65dBZ，并且速度在雷達西北位置有明顯氣旋式切變，該中氣旋存在也對本次降雨有明顯的加強作用。

5? 結(jié)論與討論

（1）500hPa貝加爾湖低渦東移，西太平洋副高北抬至東北地區(qū)且穩(wěn)定少動，兩者之間鋒區(qū)加強，強盛的西南氣流為本地帶來水汽。（2）前期本地區(qū)多降水，短時間的晴朗天氣使地面水汽蒸發(fā)，導(dǎo)致下濕上干的不穩(wěn)定層結(jié)條件，同時也保證了本地充足的水汽條件。（3）強烈的低空急流將渤海附近水汽帶至我市，使本地水汽得到大量補充，有利于暴雨的維持。（4）高空輻散與低空輻合相互耦合，為我市帶來強烈的上升運動。（5）前期不穩(wěn)定能量的貯存在強烈上升運動下得以釋放，有利于降雨的加強。（6）本地對流云團與東南方向渦旋云系匯合發(fā)展成逗點云系，我市處于逗點云系的頭部，在雷達圖上強度表現(xiàn)的更加明顯，最大回波強度達到65dbz，同時西北部的中氣旋也為此次暴雨的產(chǎn)生提供有利的條件。

暴雨的產(chǎn)生機制涉及諸多方面，本文從天氣尺度對環(huán)流形勢、水汽輸送、動力條件及不穩(wěn)定能量的釋放等方面對本次暴雨進行分析，對于中小尺度的問題還需進一步分析。

參考文獻：

[1] 鄭秀雅，張廷治，白人海.1992.東北暴雨.北京.氣象出版社.229.

[2] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.2011.天氣學(xué)原理與方法.北京.氣象出版社.363-364.

[3] 丁一匯，張建云， 許小峰.2009.暴雨洪澇.北京.氣象出版社.59-83.

[4] 顧潤源，孫永剛，韓經(jīng)緯，等.2012年.內(nèi)蒙古自治區(qū)天氣預(yù)報手冊.北京.氣象出版社.174-175.

[5] 廖曉農(nóng)，倪允琪，何娜，等.2013. 導(dǎo)致“7.21”特大暴雨過程中水汽異常充沛的天氣尺度動力過程分析研究.氣象學(xué)報.71（6）：997-1011.