桃仙機(jī)場2020年8月13日暴雨過程天氣分析

（遼寧省民航東北地區(qū)空中交通管理局氣象中心，遼寧沈陽市，110069）張 玉 王程昱

1 概述

2020年8月13日，沈陽桃仙機(jī)場經(jīng)歷了一場總降水量達(dá)到75.1mm的暴雨天氣。降水從8月13日07:17開始，直至20：26降水主題結(jié)束，降水期間出現(xiàn)多次中雨過程，并在14:17~14:27出現(xiàn)短時(shí)大雨，期間14：33~15：15還伴有雷暴。受天氣原因影響，共有3個航班復(fù)飛，1架次終止進(jìn)近，6架次返航備降。本文將簡要分析當(dāng)日天氣形勢以及暴雨成因。

2 天氣形勢

從13日00時(shí)（UTC，下同）的850hPa、700hPa及500hPa高度場（圖略）上可以看出，主要影響系統(tǒng)是位于蒙古東側(cè)的低渦云系，遼寧地區(qū)大部處于槽前偏南氣流，弱暖脊后部，在遼寧中部有氣旋性切邊存在。副高外圍588線位于遼寧東南部，日本海內(nèi)以及朝鮮半島中部。從此時(shí)的環(huán)流形勢可以看出，遼寧地區(qū)處于整個系統(tǒng)前沿，受暖濕氣流影響，并隨著系統(tǒng)移近，將逐步影響遼寧大部。到13日06時(shí)，隨著低渦的發(fā)展，在850hPa，遼寧中部的切變線北抬遼寧北側(cè)，高空槽東移至遼西地區(qū)，槽前氣流加強(qiáng)，遼寧中部出現(xiàn)急流；700hPa圖上，高空槽也移動至遼西附近，遼寧、吉林也出現(xiàn)明顯的急流，此時(shí)也是出現(xiàn)大雨的時(shí)間；500hPa，低渦中心略有東移，588線位置穩(wěn)定少動。到了13日12時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)東移，850hPa西南急流消失，高空槽壓在沈陽附近，預(yù)計(jì)不久將會移過，屆時(shí)本場主體降水也隨之結(jié)束，700hPa高空槽位置稍稍落后850hPa，槽前西南急流減小，并東移至遼寧、吉林東部，500hPa低渦中心繼續(xù)東移至內(nèi)蒙古東北部附近，588線略有北抬。

圖1 06時(shí)剖面圖

圖1為06時(shí)風(fēng)溫濕剖面圖，正是桃仙機(jī)場出現(xiàn)大雨的時(shí)間，從圖中可以看出，此時(shí)本場處于槽前西南急流區(qū)，上空濕度較大，西側(cè)濕度降低，且有一較弱溫度槽，與此后出現(xiàn)的雷暴有關(guān)。

天氣形勢圖說明：桃仙機(jī)場在8月13日處于高空槽前西南氣流中，隨著高空逐漸移進(jìn)，在中午以及午后，出現(xiàn)低空急流，其打通的通道為遼寧地區(qū)帶來一條強(qiáng)大而穩(wěn)定的水汽輸送帶，而且低空急流的建立，又使低層暖濕向上輸送，造成位勢不穩(wěn)定，是桃仙機(jī)場暴雨的主要成因。

3 水汽

圖2 00時(shí)、06時(shí)、12時(shí)水汽通量圖

上 面 三 張 為8月13日00時(shí)、06時(shí)、12時(shí) 的850hPa水汽通量圖，從中看出：大值區(qū)一直處于遼寧及其以南地區(qū)，最強(qiáng)區(qū)與槽前西南氣流位置相一致，也與此處的低空急流相對應(yīng)，并且隨著系統(tǒng)發(fā)展東移，水汽通量大值區(qū)亦逐步向東移動。桃仙機(jī)場午前位于水汽最強(qiáng)區(qū)的東北側(cè)；而到了06時(shí)，最強(qiáng)區(qū)向東移動，桃仙機(jī)場被覆蓋，而午后的降水也是最強(qiáng)；12時(shí)，最強(qiáng)區(qū)已經(jīng)移至遼寧東部，桃仙機(jī)場降水也隨后逐漸結(jié)束。

水汽通量圖說明，本次暴雨過程，主要是槽前西南氣流與副高外圍共同作用，依靠低空急流建立的水汽輸送帶，將水汽源源不斷的輸送到東北中南部地區(qū)，06時(shí)左右水汽最充足，大雨概率最大，與實(shí)況相符。

4 能量

從東北地區(qū)8月13日的CAPE值（圖略）中可以看出，東北大部CAPE值0~300之間，500以上的大值區(qū)處于渤海以及西南區(qū)域，說明此次過程，對流不穩(wěn)定能量發(fā)展并不十分旺盛，主體以降水天氣為主。13日午后出現(xiàn)的短時(shí)雷暴，考慮是層結(jié)并不穩(wěn)定，仍然具有一定的能量，以及日變化所共同引起的。

5 渦度

選取北緯41.6°，東經(jīng)116°~128°做渦度的00時(shí)、06時(shí)、12時(shí)的剖面圖，如圖3所示：

圖3 00時(shí)、06時(shí)、12時(shí)渦度剖面圖

從上述三張00時(shí)、06時(shí)、12時(shí)的渦度剖面圖當(dāng)中看出：在00時(shí)，強(qiáng)渦度中心在桃仙機(jī)場西側(cè)，本場上空渦度較小，高層偉大范圍的負(fù)渦度區(qū)，表明此時(shí)高層有一定程度的輻散，但沒有明顯的中心；06時(shí)，本場上空低層偉強(qiáng)的正渦度中心，而高層為負(fù)，副中心在本場上空偏東，說明此時(shí)地面符合，高層輻散，本場上層有較強(qiáng)的上升運(yùn)動，且有一定的傾斜性；12時(shí)，各層渦度的強(qiáng)度均已減弱，低層輻合也已經(jīng)偏東，本場上空上升運(yùn)動逐漸減弱至消失，說明此后強(qiáng)對流天氣將不再出現(xiàn)，與實(shí)況相符。

6 濕位渦

濕位渦在暴雨預(yù)報(bào)與分析中有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義[1,2]，選取北緯41.6°，東經(jīng)116°-128°做濕位渦的00時(shí)、06時(shí)、12時(shí)的剖面圖，如圖4所示：

桃仙機(jī)場位于東經(jīng)123°附近，從上述濕位渦剖面圖中看出，在00時(shí)，在900hPa以下，東經(jīng)120°附近為負(fù)的大值區(qū)，且梯度較大，06時(shí)，負(fù)的大值區(qū)中心在東經(jīng)122°附近，且中心值有所增大。我們知道，濕位渦對于暴雨落區(qū)有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，且會稍提前于暴雨出現(xiàn)，而在06時(shí)，濕位渦大值區(qū)在桃仙機(jī)場上層低空的出現(xiàn)，與此后不久的大雨實(shí)況對應(yīng)關(guān)系良好。到12時(shí)，大值區(qū)繼續(xù)東移至東經(jīng)123°附近，但強(qiáng)度和范圍也已明顯減小，降水隨后逐漸減小直至結(jié)束。

圖4 濕位渦剖面圖

圖5 濕位渦975hPa、925hPa圖

如圖5所示，在06時(shí)的975hPa以及925hPa的東北區(qū)域濕位渦圖上，可以看出：975hPa上，負(fù)的大值區(qū)主要在遼西一帶，925hPa上，負(fù)的大值區(qū)在；遼寧中部附近，與實(shí)況數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星云圖相比較，925hPa比較接近實(shí)況，對于預(yù)報(bào)，具有一定的指示意義。而850hPa濕位渦圖（圖略）額與當(dāng)時(shí)衛(wèi)星云圖的云形配合較好

7 結(jié)論

綜上所述，本次暴雨過程，主要是因高空槽引起，槽前低空急流建立水汽通道提供水汽來源，并提供強(qiáng)降水的觸發(fā)機(jī)制。出現(xiàn)大雨時(shí)，渦度呈現(xiàn)下正上負(fù)形勢，上升氣流明顯，對于強(qiáng)對流降水具有一定指示意義。濕位渦的負(fù)中心對于暴雨落區(qū)具有較強(qiáng)指示意義，925hPa的濕位渦負(fù)中心與暴雨落區(qū)配合較好，850hPa與云形配合較好。