京津冀一次對流性暴雨的成因和可預(yù)報性分析

閆雪瑾

【摘? ?要】 利用常規(guī)觀測資料、地面加密自動站資料、ERA Interim再分析資料、多普勒天氣雷達資料、風(fēng)廓線雷達資料等資料，針對2016年8月12日影響京津冀的一次對流性暴雨進行了成因分析。僅供參考。

【關(guān)鍵詞】 暴雨;觸發(fā)機制;冷鋒;陣風(fēng)鋒

Analysis on the cause and predictability of a convective rainstorm in Beijing， Tianjin and Hebei

Yan Xuejin

[Abstract] Based on conventional observation data， ground encryption automatic station data， ERA Interim reanalysis data， Doppler weather radar data， wind profile radar data and other data， the cause of a convective rainstorm affecting Beijing and Tianji on August 12， 2016 was analyzed. For information only.

[Keywords]? heavy rain; trigger mechanism; cold front;gust front

1? 資料選取

利用常規(guī)觀測資料和ERA Interim 0.75°×0.75°分辨率再分析資料分析大尺度環(huán)流條件。利用地面加密自動站小時資料、北京、張北和石家莊多普勒天氣雷達資料和ERA Interim 0.125°×0.125分辨率再分析資料分析中小尺度特征。資料時間均為2016年8月12日02時至13日08時。

2? 降水實況和天氣背景概述

2016年8月12日，京津冀地區(qū)出現(xiàn)了一次暴雨天氣過程，共出現(xiàn)了174站暴雨，9站大暴雨，最大降水量出現(xiàn)在深州大屯，為136.0mm。此次過程是對流性質(zhì)的暴雨過程，降水分布不均，小時降水量大，最大值達95.3mm/h。因此，降水落區(qū)和量級預(yù)報難度很大。500hPa上08時在東北北部和蒙古國交界存在一個高空冷渦，渦底部有低槽東移。副高呈帶狀分布，588dagpm線位于40°N附近。地面上08時是西北高東南低的形勢，冷鋒壓到張家口、承德北部。700hPa和850hPa也有低渦低槽，垂直結(jié)構(gòu)后傾。20時700hPa我省中部地區(qū)形成了切變線，但切變強度很弱。地面上在晉冀蒙交界形成高壓中心，我省南部有倒槽發(fā)展（圖略）。

3? 對流環(huán)境條件

3.1? 對流有效位能CAPE和水汽條件

從北京（圖1a）和邢臺站溫度對數(shù)壓力圖（圖1b）上來看，CAPE值分別達到了2900J/kg和3800J/kg，大氣靜力不穩(wěn)定度在，有利于對流天氣的發(fā)生發(fā)展。從水汽的垂直分布來看，有上干下濕的層結(jié)，600hPa以下溫度露點差都在5℃以下，濕層深厚。兩個站的抬升凝結(jié)高度分別為972.4hPa和927.8hPa，0℃高度約為500hPa，暖云層深厚，有利于大的降水效率。總體來看，北部和南部的環(huán)境條件是相似的，能量充足、水汽充沛，下面主要討論北部和南部兩個暴雨區(qū)的觸發(fā)機制的區(qū)別。

3.2? 抬升觸發(fā)條件

3.2.1北部暴雨的觸發(fā)機制? 圖2（a）是用再分析資料計算12日02時的500hPa與925hPa的差動渦度平流，紅色實線是地面鋒面的位置，紅色虛線圈與雷達回波中雷暴的觸發(fā)點對應(yīng)（雷達圖略），從雷暴觸發(fā)點、鋒面及差動渦度平流中心的相對位置來看，北部暴雨區(qū)雷暴的觸發(fā)是發(fā)生在鋒面附近及鋒前低壓帶中的正渦度平流區(qū)，這說明北部暴雨區(qū)與天氣尺度系統(tǒng)的上升運動區(qū)是對應(yīng)。從圖2（b）中可以看到，05時，隨著鋒面的南壓，鋒面附近和鋒前低壓帶中不斷有對流觸發(fā)，對流的旺盛發(fā)展為河北北部和北京地區(qū)帶來了區(qū)域性的暴雨。

3.2.2 南部暴雨的觸發(fā)機制? 河北北部強降水產(chǎn)生后，在北京南部產(chǎn)生了明顯的冷池。隨著冷池的南壓，給河北中南部地區(qū)帶來了大范圍的降水。降水的分布很不均勻，這說明水平尺度達幾十、上百公里的中尺度的陣風(fēng)鋒上，有很多小尺度的系統(tǒng)。陣風(fēng)鋒是南部暴雨的主要觸發(fā)機制，同時，還存在兩個陣風(fēng)鋒相遇等現(xiàn)象，使得輻合抬升作用更強，造成局地暴雨。

除陣風(fēng)鋒以外，地形也是太行山東麓雷暴觸發(fā)的重要機制。19：00石家莊雷達1.5°仰角基本反射率因子（圖略），此時陣風(fēng)鋒位于靈壽東部、正定北部至無極一線。但在陣風(fēng)鋒前，石家莊市區(qū)和鹿泉南部已經(jīng)有雷暴單體觸發(fā)。東北風(fēng)和東南風(fēng)在鹿泉南部淺山區(qū)輻合，從地面加密自動站計算的散度來看，此處是輻合中心。19：24（圖略）陣風(fēng)鋒南壓到石家莊市區(qū)，局地觸發(fā)的單體雷暴得到發(fā)展，雷暴群的范圍擴大，反射率因子增強。

4? 結(jié)論與討論

2016年8月12日發(fā)生在京津冀地區(qū)的這次暴雨過程，發(fā)生在不穩(wěn)定能量充足、水汽充沛的環(huán)境條件下。

（1）北部暴雨區(qū)的觸發(fā)機制主要是鋒面及其前部的低壓輻合帶。是天氣尺度的觸發(fā)條件造成的。

（2）北部暴雨區(qū)產(chǎn)生了冷池，冷池前的陣風(fēng)鋒快速南下的過程中，觸發(fā)了河北中南部的對流，產(chǎn)生了暴雨。太行山東麓地區(qū)，在受到偏東風(fēng)或東北風(fēng)影響時，地形輻合也會觸發(fā)雷暴，使降水出現(xiàn)地形增幅。

（3）北部暴雨區(qū)有較為明顯的天氣尺度強迫，可預(yù)報性較好，南部暴雨區(qū)天氣尺度強迫弱，實際預(yù)報工作中出現(xiàn)了漏報。漏報原因是暴雨是由陣風(fēng)鋒、地形等中尺度系統(tǒng)觸發(fā)，而中尺度系統(tǒng)生命史較短，只能依賴短臨預(yù)報員根據(jù)實況快速判斷。

參考文獻：

[1] 《華北暴雨》編寫組，1992. 華北暴雨[M]. 北京：氣象出版社.

[2] 《河北省天氣預(yù)報手冊》編寫組，2017.《河北省天氣預(yù)報手冊》.北京：氣象出版社.

[3] 劉 璐， 冉令坤， 周玉淑等. 2015. 北京“7.21”暴雨的不穩(wěn)定性及其觸發(fā)機制分析[J]. 大氣科學(xué)， 39 （3）： 583-595.