衛(wèi)輝市一次強對流天氣過程分析

賈振河 袁向春

摘?要：利用高空地面資料，分析了2018年5月15日河南省北中部強對流天氣過程。分析結(jié)果表明：本次過程的大尺度影響系統(tǒng)為高空槽，切變轉(zhuǎn)線為本次強對流過程主要影響系統(tǒng)，地面沒有明顯冷空氣參與;地面輻合線和地面輻合中心是此次強對流天氣的重要觸發(fā)機制;“上干冷、下暖濕”的不穩(wěn)定層結(jié)合大的不穩(wěn)定能量是產(chǎn)生本次雷雨大風(fēng)和暴雨主要原因。

關(guān)鍵詞：強對流?中尺度輻合線?急流

一、過程概況

2018年5月15日河南省北中部出現(xiàn)強對流天氣過程，大風(fēng)出現(xiàn)時間多在15日14～21時，其中衛(wèi)輝市最大瞬時風(fēng)速達(dá)31.9m/s，新鄉(xiāng)等豫北地區(qū)出現(xiàn)暴雨，河南省北中部有30個自動雨量站降雨量在100mm以上，最大出現(xiàn)在衛(wèi)輝市，達(dá)136.5mm。強降水集中出現(xiàn)在兩個時段，15日08～09時和 15日下午到夜里，衛(wèi)輝市最大小時降水出現(xiàn)在17～18時1小時降水量達(dá)65.7mm。本文利用常規(guī)探測資料，對本次強對流天氣過程進(jìn)行分析。

二、天氣形勢分析

（一）500hPa形勢分析

5月14日20時500hpa環(huán)流形勢（圖1）中緯地區(qū)為兩槽一脊型，副高588線位于華南一帶，低槽位于漢中、宜賓到騰沖一線，15日08時低槽東移至安康、達(dá)川到重慶一線，15日20時低槽繼續(xù)東移北上鄭州、宜昌至貴陽一線，并且在鄭州、太原和盧氏形成低渦，16日08時低槽繼續(xù)東移北上至鄭州、南陽到宜昌一線，到16日20時低槽移出河南省。

（二）700hPa影響系統(tǒng)

7月14日20時（圖2c）低槽位于武都、成都到騰沖一線，河南省處在槽前西南氣流中，陽城、安陽到菏澤為一切變線，西南急流在貴陽、恩施到盧氏一線，鄭州西南風(fēng)8m/s，河南省北中部t-td在15～28℃，水汽條件較差，鄭州與太原之間有暖切變存在。15日08時低槽東移，槽前西南急流東移北抬至桂林、南陽到鄭州一線，鄭州至延安有暖切變存在，鄭州t-td為13℃，到15日20時暖切變消失，低槽位于北京到邢臺，西南急流東移北抬，鄭州站風(fēng)速減弱為10m/s，河南北中部位于濕區(qū)，16日08時低槽東移南下，鄭州站轉(zhuǎn)為西北風(fēng)。

（三）850hPa影響系統(tǒng)

7月14日20時（圖2c）河南省處在西南氣流中，鄭州t-td為7℃，15日08時邢臺至太原有暖切變線生成，河南北中部濕度明顯增大，鄭州t-td為1℃，鄭州站風(fēng)速為9m/s，鄭州到邢臺有明顯的風(fēng)速輻合，15日20時暖切變線仍維持，16日08時隨著冷空氣南下暖切變線轉(zhuǎn)為冷槽，20時低槽東移南下，鄭州站轉(zhuǎn)為西西北風(fēng)。

（四）地面影響系統(tǒng)

從15日08時地面圖可以看出，在焦作地區(qū)有一輻合中心，從焦作到新鄉(xiāng)和焦作到郟縣分別有一輻合線，對應(yīng)著焦作、新鄉(xiāng)、鄭州、洛陽等地出現(xiàn)降水，其中輻合中心附近焦作雨量最大、雨強最大，到11時輻合線消失，全省基本無強降水，14時在濮陽、新鄉(xiāng)到鄭州一線有輻合線生成，其中濮陽地區(qū)輻合線兩側(cè)風(fēng)速明顯大于其他地區(qū)，其后以濮陽為中心的強降水開始，20時以后輻合線減弱，強降水逐漸減弱。

綜合高空、地面形勢分析可以看出，15日08～09時，以焦作站為代表的強降水主要是由高空低槽和低層暖切變和急流造成，地面輻合中心是強對流的觸發(fā)機制;而以濮陽為代表的大暴雨主要是受500hpa低槽東移和700hpa、850hpa暖切變轉(zhuǎn)變?yōu)槔洳塾绊?，并?00hpa有西南急流和850hpa風(fēng)速輻合配合，而地面輻合線是強對流的觸發(fā)機制，700hpa暖切變?yōu)槔洳蹠r間為15日下午前后，而850hpa暖切變轉(zhuǎn)為冷槽是15日20時以后，700hpa、850hpa暖切變線轉(zhuǎn)換冷槽時間相差12小時左右。

三、物理量分析

（一）水汽條件分析

從15日08時鄭州t-td可以看出，850hPa為1℃，700hPa為13℃，鄭州附近為上干下濕，從925hPa水汽通量散度場看出河南有水汽輸送，綜合高空低槽和低層暖切變和急流及地面輻合中心，造成15日14時衛(wèi)輝市附近產(chǎn)生強對流。15日20時到16日08時，整層水汽持續(xù)改善，從水汽通量散度場（圖略）分布也可知：在暴雨前高中低層衛(wèi)輝市處在水汽輻合區(qū)中心附近，水汽輸送條件較好。

（二） 動力條件分析

分析散度場可知：15日20時，925hPa上空位于三門峽、洛陽到濟(jì)源一帶的上升氣流中心開始向東北移動，同時850hPa以上均為正散度，到16日08時，從地面到700hPa均為負(fù)散度。上升氣流在向東北方移動，導(dǎo)致近地面上升速度加快。

（三） T-lnp圖特征

通過分析15日08時到16日08時鄭州站的T-lnp圖（圖4）可知：從前到后，從底層到高層，大氣濕度是逐漸增加的，在暴雨發(fā)生時，大氣處于飽和狀態(tài)，水汽供應(yīng)充分，為強對流天氣的產(chǎn)生提供了有利條件。從不穩(wěn)定能量的演變過程可以看出，15日08時，鄭州cape達(dá)1904.4，16日08時，cape達(dá)48.7，強對流天氣發(fā)生時不穩(wěn)定能量達(dá)最大值，為強對流產(chǎn)生提供了充足的能量，有利于產(chǎn)生大風(fēng)和短時強降水天氣。強對流天氣過后，不穩(wěn)定能量快速釋放，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。

由表1可以看出，鄭州站K指數(shù)在15日白天開始增大，夜間猛增至45℃，Si指數(shù)從15日白天開始到夜里一直在下降，這與強對流天氣發(fā)生在夜間相吻合。

四、結(jié)論

此次過程是一次伴有短時強降水、雷雨大風(fēng)的強對流天氣過程，地面沒有明顯冷空氣參與。

此次過程是在高空槽、低空切變線和低空西南急流以及地面輻合線等共同影響下產(chǎn)生的，高空低槽和中低空切變線提供了有利的輻合上升環(huán)境場，高低空構(gòu)成了“上干冷、下暖濕”的不穩(wěn)定層結(jié)。低空西南急流提供了充分的水汽。

地面輻合線和地面輻合中心是此次強對流天氣的重要觸發(fā)機制。

強對流過程的水汽、不穩(wěn)定能量和抬升觸發(fā)機制三條件在此次過程中配合較好，是造成此次暴雨、大暴雨并伴有強對流天氣過程發(fā)生發(fā)展的主要原因。

700hpa和850hpa暖切變轉(zhuǎn)變?yōu)槔洳凼潜敬螐妼α鬟^程主要影響系統(tǒng)。

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