2017年8月2日-8月4日赤峰地區(qū)暴雨大暴雨的多尺度特征

徐麗嬌

(內蒙古自治區(qū)赤峰市氣象局，內蒙古 赤峰 024000)

赤峰地區(qū)處于華北北部，其暴雨有著華北暴雨的共同特點，預報難度也較大。因此，針對2017年8月2日-8月4日赤峰地區(qū)暴雨進行分析，對暴雨預報積累經驗有著一定的科學意義。

1 降水特點概述

2017年8月2日10時-8月4日7時，赤峰市出現強降水天氣，其中寧城縣東南部、敖漢旗大部地區(qū)降水量在100mm以上，過程中伴有短時強降水出現。8月2日17時-8月3日18時，敖漢旗普降暴雨到大暴雨，最大降水量達214.4mm，最大雨強為44.5mm/h；寧城縣大部地區(qū)出現暴雨天氣，其中東南部地區(qū)降大暴雨，最大降水量達213.8mm，最大雨強為52.4mm/h。8月3日傍晚，松山區(qū)出現短時強雷雨天氣過程，其中初頭朗鎮(zhèn)、崗子鄉(xiāng)最大小時雨強分別為44.9mm、21.3mm。降水主要分布在兩個階段，第一個階段是8月2日11時-8月3日02時，其主要特點是短時雨強大、強度變化波動顯著；第二個階段發(fā)生在8月3日03時以后，降水強度逐漸穩(wěn)定，降水效率高，表現為穩(wěn)定降水的特征。以寧城氣候校準站為例，該站8月3日03-04時，雨強為52.4mm/h，到8月3日8時左右，該站雨強仍達34.4mm/h，降水效率非常高；寶國圖站同樣在8月3日02時開始，降水一直表現比較平穩(wěn)，小時降水量都在10mm～30mm左右，降水效率也是十分高的。

2 高空和地面天氣形勢分析

8月2日08時，500hPa，內蒙古河套地區(qū)有一高空槽存在，赤峰市主要處在西太平洋副熱帶高壓外圍控制之下，副熱帶高壓以塊狀形式退居海上，東亞沿岸高壓脊較弱，但與副熱帶高壓疊加，副高北抬至40°N附近，形成高壓壩，出現典型的“東高西低”形勢。9號臺風納沙已經登錄我國，位于長江中下游一帶，氣壓場上無閉合環(huán)流，但在風場仍然可見閉合低值中心，形成“北槽南渦”的有利天氣形勢。副熱帶高壓與臺風之間的南風加強，不斷向華北地區(qū)輸送水汽和熱量。850hPa，臺風的閉合環(huán)流更加明顯，副高東退減弱，使得南風急流明顯加強，中低層水汽通道逐漸建立。到8月2日20時，臺風進一步減弱，與北部槽合并成一個南北貫通的大槽，東部副高略有北上，與東北地區(qū)高壓脊在下游形成一定的阻擋，使得槽移動緩慢而略有加強。850hPa，南風急流明顯，輸送水汽能力更強，赤峰市位于急流出口區(qū)左側，形勢非常有利于暴雨的產生。8月3日08時，高空槽進一步靠近赤峰市，副熱帶高壓進一步減弱東退，阻擋形勢依然存在； 850hPa槽進一步加深成低渦，低空南風急流更加明顯，赤峰市中部有切變存在。8月3日20時，高空槽移過赤峰市，下游阻擋形勢崩潰，副熱帶高壓加強西伸，低層依然受低渦控制，切變位于赤峰市南部，考慮南部降水殘留，北部降水結束。

8月2日08時，赤峰市主要受低壓帶控制，在地面輻合線附近出現零星降水，最大降水量為6mm，此時臺風氣旋位于長江中下游一帶，在臺風外圍有明顯的雨帶。到8月2日20時，臺風氣旋北上，外圍雨帶已經延伸到渤海地區(qū)，赤峰市仍然受低壓帶控制，在地面輻合線附近有降水出現。到8月3日02時，地面氣旋明顯北上并且加深到997.5hPa，赤峰市處于倒槽頂部，輻合更加明顯。到8月3日08時，地面氣旋進一步北上，位于氣旋頂部的赤峰市東風輻合對降水非常有利。

3 水汽輸送

筆者在分析暴雨過程的水汽來源時采用了美國NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)空氣資源實驗室開發(fā)的軌跡模式HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model) ,該模式平流和擴散計算采用拉格朗日方法，通常用于跟蹤氣流所攜帶粒子的運動軌跡。筆者選取了降水最大站寶國圖站，垂直方向上選取1 000m，1 500m、3 000m以及5 000m 4個高度層次作為模擬的初始高度，計算后向積分72h和48h時的三維運動軌跡，并每隔6h輸出軌跡點的位置及相應物理量場。

采用HYSPLIT模式模擬的不同層次的水汽軌跡顯示，1 500m和1 000m左右的低層水汽則主要來自黃海和西太平洋，偏東水汽占據一定比例。從垂直分布上看，1 000m以下的水汽貢獻主要來自西太平洋，中層的水汽貢獻則主要來自南海和東海，高層水汽貢獻則主要來自西太平洋。3 000m和5 000m的水汽主要來自南海，并且從垂直分布上看也是比較一致。

對流層中層的水汽主要來自南海，隨著時間推進到48h，水汽來源主要來自臺灣海峽，沿著偏南水汽通道輸送到赤峰市；中低層則主要考慮來自東海和西太平洋的水汽占據絕大多數。

4 雷達及衛(wèi)星云圖分析

從雷達演變來看，此次降水過程主要分為兩個時段，分別為對流降水階段和穩(wěn)定性降水。在8月2日19時46分，雷達回波呈現出分散的、塊狀回波，回波強度最大達到57dBZ，具有明顯的對流性降水特征，此時對應的全市的降水量表現極不均勻，降水強度變化很大；而到了8月3日05時03分，回波呈現出均勻的片狀回波，大部回波都在35dBZ以下，具有明顯的穩(wěn)定性降水特征，相應的此時降水量表現比較均勻穩(wěn)定，降水效率很高。

對應的紅外云圖上可以看到，8月2日19時45分，赤峰市上空僅有一些分散的低云存在，與雷達回波相對應，而在河北東部、遼寧南部和渤海北部一帶有明顯的中尺度對流輻合系統(tǒng)存在，邊界比較光滑，梯度大，隨著系統(tǒng)的不斷東北上，到8月3日02時左右，該中尺度對流輻合系統(tǒng)移至赤峰市南部，開始高效率的降水，到8月3日05時00分，云系表現為高空槽云系特征，同時上述中尺度對流輻合系統(tǒng)分裂為3個部分，此時在赤峰市敖漢旗大部以及寧城縣東部出現了明顯的降水。

5 物理量場的分析

從水汽通量散度的分布上來看，8月2日20時，850hPa赤峰市南部略有水汽的輻合，而700hPa的水汽輻合已經非常明顯；到了8月3日08時，850hPa水汽輻合有所加強，700hPa依然有水汽輻合，但是強度減弱。

假相當位溫場，8月2日20時，700hPa有明顯的高能舌伸向赤峰地區(qū)南部；比濕場上，8月2日20時，南部地區(qū)比濕已經達到14g/kg～16g/kg。大氣變得高能且高濕，低空急流以及切變線的觸發(fā)引發(fā)了赤峰地區(qū)南部的暴雨以及大暴雨天氣。

6 結論和討論

通過對2017年8月2日-8月4日高空、地面天氣形勢以及水汽來源等分析，得出以下結論：①此次暴雨是高低空與中緯度系統(tǒng)相互配合的結果，大尺度環(huán)流形勢為東高西低、南渦北槽，副熱帶高壓與西風帶高壓脊疊加形成高壓壩，使西風槽東移緩慢；天氣尺度影響包括低空低渦、切變線和低空急流等。地面影響系統(tǒng)主要是臺風倒槽。②此次暴雨的水汽來源主要是來自南海、東海、黃海和西太平洋，低層水汽主要來自東海、黃海和西太平洋，偏東水汽貢獻較大,而中高層水汽則主要來自南海。③從衛(wèi)星云圖以及雷達圖像上明顯看出此次降水分為兩個階段，分別是前期對流降水和后期的穩(wěn)定性降水階段。對流性降水階段雷達表現為明顯的分散的、塊狀回波,而穩(wěn)定性降水則為均勻的片狀回波。衛(wèi)星云圖表現與雷達圖像一致。