2013年夏季東北地區(qū)的一次暴雨過程分析

張佳興

摘 要：本文利用micaps資料和NCEP再分析資料等，對2013年8月14—17日東北地區(qū)的一次暴雨過程進行分析。結(jié)果表明，本次暴雨過程是由低渦和副熱帶高壓共同作用造成的，低槽不斷向東移動，經(jīng)過東北地區(qū)，并配合強盛的高低空急流與低層切變線等系統(tǒng)，為東北地區(qū)中南部帶來持續(xù)降水。本次暴雨過程的水汽主要來自西太平洋和南海，由副高外圍氣流及西南低空急流輸送到東北地區(qū)。暴雨中心位于低層輻合與高層輻散交匯區(qū)，垂直上升運動明顯。

關鍵詞：暴雨;冷渦;切變線;急流;水汽輸送;東北地區(qū)

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）06-0130-03

Analysis of a Rainstorm Process in Northeast China in the Summer of 2013

ZHANG Jiaxing

（Zhalantun Meteorological Bureau，Zhalantun Inner Mongolia 162650）

Abstract： This paper used micaps data and NCEP reanalysis data to analyze the process of a rainstorm in Northeast China from August 14-17， 2013. The results showed that this rainstorm process was caused by the combined action of low vortex and subtropical high， the low trough continued to move eastward， passing through the northeast region， and in conjunction with the strong high-low-level jet stream and low-level shear line systems， bringing continuous precipitation to the central and southern parts of the northeast region. The water vapor in the rainstorm process mainly came from the western Pacific and the South China Sea， and was transported to the northeastern region by the airflow outside the subtropical high and the low-level jet stream in the southwest. The center of the rainstorm was located at the intersection of the low-level convergence and the high-level divergence， and the vertical upward movement was obvious.

Keywords： rainstorm;cold vortex;shear line;jet stream;water vapor transport;Northeast China

東北地區(qū)夏季降水占全年降水的56.7%～76.7%，大范圍暴雨或特大暴雨過程的降水貢獻很大，局地性暴雨占多數(shù)[1]。東北地區(qū)暴雨主要出現(xiàn)在6-9月，集中在7月和8月，遼寧省中南部是典型多發(fā)區(qū)[2]。在空間分布上，暴雨數(shù)量由東北地區(qū)西北部到東南部逐漸遞增，大范圍和區(qū)域性暴雨集中在東北地區(qū)中南部，而局地暴雨分布范圍很廣，地區(qū)之間差別較小[3]。東北地區(qū)暴雨的影響系統(tǒng)有很多，孟慶濤等[4]指出，臺風系統(tǒng)、東北低渦和西風槽前系統(tǒng)是東北地區(qū)大范圍暴雨的重要影響系統(tǒng)，超過一半的個例都與臺風有關，而在此次天氣過程中，臺風尤特于2013年8月13日從廣東登陸，帶來大量的水汽，并使華南地區(qū)受低壓系統(tǒng)控制。

1 降水實況

在此次天氣過程中，強降水過程主要集中在兩個時段：14日14：00到15日08：00，降雨量最大落區(qū)位于吉林省南部，暴雨區(qū)位于吉林省南部與內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧省的交界區(qū)域;16日08：00到17日08：00，暴雨中心位于吉林省東南部和遼寧省東北部，吉林省全部、遼寧省東北部、河北省北部以及內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部都有暴雨過程。此次暴雨過程是2013年最強的一次降雨過程，此前累計降雨量較多，導致產(chǎn)生洪水。由于山洪暴發(fā)，吉林省樺甸市紅石鎮(zhèn)70多戶居民房屋進水，14人遇難。2013年8月15—17日，遼寧省撫順市普降暴雨到特大暴雨，洪災造成撫順市清原、新賓、撫順三縣23個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，204個村受災，截至19日05：00，撫順市死亡人數(shù)增至54人，失蹤97人。遼寧省受災嚴重，截至2013年8月23日，強降雨共造成63人死亡，101人失蹤，180萬人受災。

2 高空環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)分析

2.1 500 hPa高空環(huán)流形勢分析

第一個降水階段，13日08：00，貝加爾湖東側(cè)形成強度為561 dagpm的冷渦，并伴有-12 ℃的冷中心。14日08：00，冷渦中心維持在黑龍江省北部漠河上空，與低渦相伴的槽南伸至30°N附近，槽后不斷有極地的冷空氣補充，使得低渦在移動過程中不斷加深，東北地區(qū)的雨區(qū)主要位于槽前，即冷渦的底前部;西太平洋副熱帶高壓呈塊狀分布，588線北界接近40°N，副熱帶高壓脊與鄂霍次克海上的高壓相疊加，副高外圍的暖濕氣流可以向北輸送到華北地區(qū)及東北地區(qū)南部。14日20：00，冷渦依然維持在黑龍江省北部，槽移動到大興安嶺東側(cè)，東北地區(qū)中南部位于槽前，隨著高空槽東移，降水區(qū)域結(jié)束。16日，中緯度地區(qū)以平直西風氣流為主，08：00，蒙古高原中東部有一弱短波槽活動，該短波槽在16日下午到夜間移過東北地區(qū)，并造成一次區(qū)域性暴雨過程。

2.2 850 hPa影響系統(tǒng)

經(jīng)分析，850 hPa風場圖上，14日14：00，吉林省中部、遼寧省北部上空有明顯的西南低空急流，中心風速達到20 m/s。14日20：00，急流加強到18 m/s，急流區(qū)域擴大到遼寧省全部和吉林省中東部，低空急流可以將中低緯度熱量和水汽源源不斷輸送到東北地區(qū)，而東北地區(qū)中南部處于低空急流的前端，有利于水汽輻合抬升。16日08：00，內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部有一個切變線產(chǎn)生，其呈東西向。遼寧省全部、吉林省中南部上空對流層低層有低空急流，急流軸呈東北西南向，急流中心區(qū)域風速可達20 m/s。16日20：00，隨著低渦向東北移動，切變線北抬到黑龍江省北部地區(qū)，低渦東南象限的西南急流繼續(xù)加強，影響整個東北地區(qū)東部，中心風速達到22 m/s。受切變線和急流共同影響，吉林省中部多個站出現(xiàn)短時強降水，從6 h雨量分析可以看到，多站出現(xiàn)50 mm以上強降水。

2.3 地面影響系統(tǒng)

14日08：00地面氣壓場中，東北地區(qū)處于一個低壓帶的控制之下，低壓中心位于黑龍江省北側(cè)，地面冷鋒位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東部、大興安嶺東側(cè)、吉林省中東部和遼寧省西部。到14日20：00，東北地區(qū)依然處在低壓的控制下，冷鋒向東移動到黑龍江省和吉林省西部，冷鋒的鋒前有降水。14—15日，西北地區(qū)東部的低壓系統(tǒng)不斷東移，并強烈發(fā)展;中心位于東北地區(qū)北部的低壓系統(tǒng)一直維持在東北地區(qū)。15—16日，華北氣旋向東北方向移動，華北氣旋與位于東北地區(qū)北部的低壓合并。

3 水汽條件分析

3.1 水汽通量

本次暴雨過程的水汽源地主要有兩個，一個是南海，另外一個是西太平洋。14日20：00，東北地區(qū)降水存在兩個水汽通道：南海上臺風外圍的水汽由偏南氣流經(jīng)華中地區(qū)和華北地區(qū)輸送至東北地區(qū)中南部;副熱帶高壓外圍氣流可將西太平洋上的水汽由偏南氣流經(jīng)渤海輸送到東北地區(qū)。而對于后一次過程來說，由于臺風登陸后逐漸減弱，臺風東北側(cè)的東南氣流也減弱，其所攜帶水汽向北輸送不太明顯，而西太平洋的水汽沿副高外側(cè)氣流輸送到東北地區(qū)中南部。

3.2 水汽通量散度

通過分析沿東經(jīng)123°E的水汽通量散度的剖面圖，張端禹[5]指出，以700 hPa為界，對流層中高層的水汽輻合主要因素是水汽平流，低層的水汽輻合主要因素是空氣質(zhì)量輻合。14日14：00，41°N～46°N低層有強水汽通量輻合，其逐漸向高層發(fā)展。如圖1（a）所示，14日20：00，隨著降雨的開始，水汽通量輻合區(qū)在垂直方向上開始下降。16日02：00，強輻合再次發(fā)展，從垂直方向來看，延伸到500 hPa區(qū)域，向右側(cè)傾斜;16日08：00，強輻合區(qū)最高高度下降到700 hPa左右，如圖1（b）所示;17日02：00，強輻合區(qū)位于37°N～42°N，其分布于吉林省中南部和遼寧省大部地區(qū)，高度接近500 hPa。

4 動力條件分析

4.1 垂直運動

通過分析暴雨中心垂直運動經(jīng)度-高度剖面圖，人們發(fā)現(xiàn)兩次明顯的上升運動過程。如圖2（a）所示，第一次在14日20：00發(fā)展到最強盛的階段，上升運動強中心東側(cè)有強下沉運動，中心最大值大于-2 hPa/s，最大速度區(qū)位于500～600 hPa，高度從900 hPa延伸到200 hPa，中心位于東經(jīng)124°E。第二次過程于16日02：00開始，中心強度大于-1 hPa/s，位于東經(jīng)122°E～132°E，至17日02：00減弱消失。這兩次強上升運動都發(fā)生在暴雨出現(xiàn)時，與強降雨的時間一致。

4.2 散度分析

下面分析此次暴雨過程的散度緯度-高度分布圖。第一階段，14日20：00，40°N～50°N有一個強輻合區(qū)域，從低層延伸到200 hPa高度，這個區(qū)域的低層和中層都有上升運動。15日02：00，高層和低層的輻合區(qū)分開，低層輻合區(qū)向北移動，低層輻合區(qū)伴隨著強上升運動。第二階段，16日02：00，45°N左右對流層的低層700 hPa高度有一個強輻合中心，高層300 hPa高度有兩個強輻合中心。16日08：00，這三個輻合區(qū)合并，成為從對流層低層到高層的強輻合區(qū)，在對流層中低層，輻合區(qū)域有強烈的上升運動，暴雨區(qū)域維持著低層輻合、中高層輻散的形勢。

5 結(jié)語

本文利用多種資料對2013年8月東北地區(qū)的一次暴雨過程進行了診斷分析，得到以下結(jié)論。東北冷渦及其低槽帶動干冷空氣東移，與副熱帶高壓向東北地區(qū)輸送的暖濕氣流交匯，這是本次暴雨過程的主要成因。低空西南急流及切變線相互配合，造成了短時對流性強降水的產(chǎn)生。暴雨區(qū)位于低空急流的左前方、高空急流的右側(cè)。低空急流的左前方（暴雨區(qū)）為強正渦度區(qū)、上升運動區(qū)、水汽通量散度輻合區(qū)。此次暴雨過程中，水汽來自西太平洋和南海，水汽由副高外側(cè)的氣流及低空西南急流輸送到東北地區(qū)，為降水提供了充足的水汽條件。對流層低層輻合，高層輻散，并配合正渦度柱，使得暖濕空氣動力抬升作用增強，引起上升運動。降水的中心區(qū)位于低層輻合輻散交匯區(qū)。

參考文獻：

[1]賈曉龍，王謙謙.東北地區(qū)汛期降水異常的大氣環(huán)流特征分析[J].高原氣象，2006（2）：309-318.

[2]鄭秀雅，張延治，白人海.東北暴雨[M].北京：氣象出版社，1992：89.

[3]孫力，隋波，王曉明，等.我國東北地區(qū)夏季暴雨的氣候?qū)W特征[J].氣候與環(huán)境研究，2010（6）：778-786.

[4]孟慶濤，孫建華，喬楓雪.20世紀90年代以來東北暴雨過程特征分析[J].氣候與環(huán)境研究，2009（6）：596-612.

[5]張端禹.一次東北夏季暴雨成因分析[C]//中國氣象學會2008年會，2008.