2019年6月一次暴雨天氣過(guò)程成因分析

白 明

(呼倫貝爾市氣象局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008)

1 實(shí)況天氣

2019年6月26日07時(shí)～27日07時(shí)呼倫貝爾市241個(gè)監(jiān)測(cè)站共192個(gè)站出現(xiàn)降水，其中，大暴雨(100mm～249.9mm)4個(gè)站，暴雨(50mm～99.9mm)13個(gè)站，大雨(25mm～49.9mm)60個(gè)站，中雨(10mm～24.9mm)35個(gè)站，小雨(0.1mm～9.9mm)80個(gè)站。最大降水量出現(xiàn)在莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗騰克為184.6mm，最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在阿榮旗興安鎮(zhèn)26日17時(shí)～18時(shí)35.4mm/h(圖略)。

2 環(huán)流形勢(shì)和影響系統(tǒng)

環(huán)流形勢(shì)及影響系統(tǒng)分析。2019年6月26日08時(shí)，500hPa高度場(chǎng)上貝湖附近有一深厚低渦，同時(shí)副高北抬，對(duì)低渦東移形成阻塞之勢(shì)。低渦與副高之間強(qiáng)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(shì)。此時(shí)呼倫貝爾市500hPa整體受高度脊控制，至26日20時(shí)低渦前部分裂短波槽影響呼倫貝爾市，出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降雨天氣也與短波槽降水特點(diǎn)相吻合(見圖1a)。地面處于氣旋中心，有強(qiáng)烈上升運(yùn)動(dòng)，隨著地面氣旋南下呼倫貝爾受東南氣流影響，帶來(lái)的暖濕水汽加強(qiáng)降雨發(fā)生，同時(shí)東南氣流在經(jīng)過(guò)大興安嶺時(shí)爬坡，明顯的上升運(yùn)動(dòng)使農(nóng)區(qū)降水大大加強(qiáng)，此次降雨的極值也出現(xiàn)在該地區(qū)(見圖1b)。

圖1 (a)2019年6月26日20時(shí)500hPa高空形勢(shì)；(b)2019年6月26日20時(shí)海平面氣壓場(chǎng)地面填圖

3 天氣學(xué)成因分析

3.1 水汽條件

大氣中水汽含量與暴雨的強(qiáng)度有密切的關(guān)系。相對(duì)濕度表示當(dāng)時(shí)空氣中水汽的飽和程度，比濕能直接反映當(dāng)時(shí)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，本文將從這些方面對(duì)26日的暴雨天氣的水汽條件進(jìn)行分析。26日整日呼倫貝爾市850hPa水汽均在100%(見圖2a)，表明呼倫貝爾市上空水汽始終處于飽和狀態(tài)，只要有上升動(dòng)力條件就能使空氣中水汽凝結(jié)為水滴降落；26日08時(shí)850hPa，呼倫貝爾市上空比濕為10g/kg，中部偏南地區(qū)達(dá)12g/kg(見圖2b)，至26日20時(shí)比濕仍為10g/kg，比濕不變表明此期間呼倫貝爾市上空水汽含量變化不大，而此期間呼倫貝爾市大部地區(qū)始終處于降水狀態(tài)，說(shuō)明在此期間呼倫貝爾市上空有強(qiáng)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26日08時(shí)，850hPa水汽通量12g/(s·hPa·m)(見圖2c)，至20時(shí)850hPa水汽通量為16g/(s·hPa·m)(見圖2d)，水汽的補(bǔ)充輸送為降雨的持續(xù)提供有利的條件，也為27日全市的降雨奠定水汽基礎(chǔ)(27日最大為大雨量級(jí)，筆者不詳細(xì)描述)。

圖2 (a)2019年6月26日08時(shí)850hPa相對(duì)濕度；(b)2019年6月26日08時(shí)850hPa比濕(c)2019年6月26日08時(shí)850hPa水汽通量；(d)2019年6月26日20時(shí)850hPa水汽通量

3.2 動(dòng)力條件

3.2.1 高低空急流。本次暴雨發(fā)生時(shí)無(wú)高空急流出現(xiàn)，高空只存在一個(gè)明顯的渦旋式切變，為空氣的上升運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，而850hPa無(wú)論08時(shí)還是20時(shí)均存在一個(gè)明顯的為南風(fēng)急流，中心風(fēng)速最大達(dá)20m/s，呼倫貝爾市位于低空急流出口區(qū)的左側(cè)，為輻合區(qū)(見圖3a)，且在出口區(qū)位置存在偏東風(fēng)與急流形成風(fēng)場(chǎng)切變，使得該位置上升運(yùn)動(dòng)相互疊加(見圖3b)，在本地產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，有利于暴雨的產(chǎn)生。

圖3 (a)2019年6月26日08時(shí)850hPa風(fēng)場(chǎng)；(b)2019年6月26日20時(shí)850hPa風(fēng)場(chǎng)

3.2.2 散度和渦度。上升運(yùn)動(dòng)將水平輸送來(lái)的水汽向上輸送，同時(shí)，使空氣絕熱冷卻達(dá)到飽和，從而凝結(jié)成水滴下落。垂直速度和渦度將直接反映出上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱，筆者從這兩方面對(duì)此次暴雨的上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。26日08時(shí)，呼倫貝爾市850hPa垂直速度中心為-5.5m/s，到26日20時(shí)垂直速度增加至-9.5m/s，上升運(yùn)動(dòng)有一個(gè)明顯的加強(qiáng)過(guò)程(見圖4a)。26日08時(shí)，850hPa為負(fù)渦度區(qū)，中心數(shù)值為40/s，至26日20時(shí)變?yōu)橹行臄?shù)值80/s的正渦度中心，渦度有一個(gè)明顯的發(fā)展加強(qiáng)過(guò)程，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈(見圖4b)。強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)為此次暴雨的產(chǎn)生提供了良好的動(dòng)力條件。

圖4 (a)2019年6月26日20時(shí)850hPa垂直速度；(b)2019年6月26日20時(shí)渦度場(chǎng)

3.3 層結(jié)條件分析

本次暴雨發(fā)生時(shí)，存在一個(gè)明顯的不穩(wěn)定能量貯存過(guò)程，表現(xiàn)為T-lnp圖上溫度層結(jié)曲線與露點(diǎn)曲線呈現(xiàn)出向上分開的喇叭口狀，同時(shí)存在一個(gè)明顯的上干下濕的不穩(wěn)定層結(jié)條件，利于貯存能量的爆發(fā)產(chǎn)生暴雨(見圖5a、b)。

在衛(wèi)星云圖上，26日15時(shí)表現(xiàn)為一個(gè)帶狀云系自西向東影響呼倫貝爾市，呼倫貝爾市處于云系尾部，且隨著降雨及地面氣旋的移動(dòng)減弱，云系強(qiáng)度也有所減弱(見圖6a、b)。在雷達(dá)圖上，以海拉爾雷達(dá)為例，雷達(dá)降水回波與云系移動(dòng)相一致，表現(xiàn)為一個(gè)帶狀混合回波自西南向東北移動(dòng)影響呼倫貝爾市，最大回波強(qiáng)度50dbz左右，速度場(chǎng)變現(xiàn)均勻，零速度線呈S型彎曲，有暖濕氣流存在，也與天氣圖中風(fēng)場(chǎng)表現(xiàn)相一致(見圖6c、d)。

圖5(a)26日08時(shí)海拉爾T-lnp圖；(b)26日20時(shí)海拉爾T-lnp圖

圖6 (a)26日15時(shí)紅外云圖；(b)26日20時(shí)紅外云圖；

4 結(jié)論

①500hPa貝加爾湖低渦東移，西太平洋副高北抬對(duì)低渦繼續(xù)東移形成阻塞之勢(shì)，兩者之間強(qiáng)盛的西南氣流為本地帶來(lái)水汽。②強(qiáng)烈的低空急流將渤海附近水汽帶至呼倫貝爾市，使本地水汽得到大量補(bǔ)充，有利于暴雨的維持。③高空持續(xù)正渦度使高空槽脊地面氣旋發(fā)展，上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。④不穩(wěn)定層結(jié)有利于貯存的不穩(wěn)定能量釋放，有利于降雨的加強(qiáng)。⑤本次降雨自西向東影響呼倫貝爾市，并在移動(dòng)過(guò)程中加強(qiáng)，對(duì)水汽條件、動(dòng)力條件及不穩(wěn)定層結(jié)條件的把握有助于降雨的預(yù)報(bào)，同時(shí)在對(duì)數(shù)值模式的檢驗(yàn)中EC降雨預(yù)報(bào)依然最為穩(wěn)定。