2022年8月18日赤峰地區(qū)一次降雨天氣過程及成因分析

摘 要：利用自動氣象觀測資料、雷達(dá)、衛(wèi)星云圖觀測資料，分析了2022年8月18日赤峰地區(qū)一次降雨天氣過程成因。結(jié)果表明：此次赤峰地區(qū)降水天氣是在高空短波槽東移、副高東退、低空急流等系統(tǒng)的作用下形成的。副熱帶高壓不斷東退并維持，高空不斷有冷空氣注入，低空急流顯著，西南暖濕氣流沿副高外圍持續(xù)向北輸送，冷暖空氣在赤峰地區(qū)一帶匯合，促使該區(qū)域發(fā)生強降雨天氣。在此次降水過程中，赤峰地區(qū)中低層形成了十分深厚、穩(wěn)定的西南風(fēng)氣流，低空氣流維持時間較長，有利于西南水汽輸送，低空水汽不斷向赤峰地區(qū)輸送水汽，為此次強降水天氣的形成給予豐富的水汽條件。降水期間，赤峰地區(qū)K指數(shù)超過35 ℃，為此次降雨天氣帶來了適宜的不穩(wěn)定能量條件。雷達(dá)探測資料、衛(wèi)星云圖資料反映了此次天氣的中尺度系統(tǒng)特征，對此次強降雨天氣的發(fā)生與發(fā)展趨勢研究具有重要指示作用。

關(guān)鍵詞：赤峰地區(qū)；降雨天氣；環(huán)流形勢；物理量

中圖分類號：P458.121 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）08–0-03

強降雨天氣是我國常見的一類天氣現(xiàn)象，若降水強度太大，極易引發(fā)澇災(zāi)，常會對交通運輸、工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、大眾生命財產(chǎn)安全等造成極大危害[1-2]。

近年來，我國許多氣象學(xué)者將強降水天氣現(xiàn)象當(dāng)作重要研究課題。有學(xué)者通過分析2016年6月呼倫貝爾地區(qū)強降水天氣過程得出結(jié)論：呼倫貝爾地區(qū)受冷渦系統(tǒng)的影響，低壓前部的偏南氣流使低層暖濕空氣向高層輸送，局地層結(jié)變得不穩(wěn)定，有利于強對流天氣的發(fā)生。低空急流產(chǎn)生的對流不穩(wěn)定進(jìn)一步促使對流性降水的出現(xiàn)，暴雨的發(fā)生發(fā)展與急流的形成與維持互相促進(jìn)。低空輻合高空輻散、深厚的濕度和充足的水汽輸送為降水維持提供了重要條件。楊彩云等[3]分析了內(nèi)蒙古局部地區(qū)的一次暴雨天氣過程，指出高空急流入口區(qū)右側(cè)與西南風(fēng)低空急流的左前側(cè)對應(yīng)著暴雨落區(qū)。張景等[4]分析2016年7月中旬京津冀極端降水過程得出結(jié)論：500 hPa呈現(xiàn)東高西低的環(huán)流形勢，與700 hPa低渦和高低空急流相配合，副高北抬阻擋華北地區(qū)低渦的東移，導(dǎo)致低渦在京津冀地區(qū)停滯是此次降水發(fā)生的環(huán)流背景；低層的低渦東移發(fā)展與中高層正渦度疊加對暴雨發(fā)生有重要作用。周兆丁等[5]分析2015年5月下旬廣東地區(qū)一次強降雨天氣發(fā)現(xiàn)，該次降水屬于華南前汛期降雨類型。相關(guān)學(xué)者分析了2014年6月2日祁連山區(qū)的一次短時強降水天氣過程得出此次天氣是在西南水汽輸送、冷空氣南下短波槽及祁連山脈地形作用下產(chǎn)生的。還有學(xué)者通過對河南西北部一次夏季出現(xiàn)的大暴雨進(jìn)行數(shù)值分析得出，大暴雨過程西槽后引導(dǎo)冷空氣經(jīng)新疆地區(qū)南壓，與暖濕空氣交匯，促進(jìn)不穩(wěn)定能量釋放；低層輻合、高層輻散的高低空配置，促進(jìn)垂直上升運動增強，為大暴雨天氣提供了動力條件。

赤峰市地處內(nèi)蒙古東南部，屬于大興安嶺南段和燕山北麓山地。赤峰市地形地貌情況復(fù)雜多樣，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。赤峰市年平均降雨量為381 mm。受其地理區(qū)域環(huán)境的影響，赤峰市降水量空間特征總體上是西南降水多、東北降水少。四季分明，冬季多大風(fēng)天氣，春季溫度回升較快，夏季短，降水量多，在該時間段時常發(fā)生強降水天氣，而強降水天氣因降水強度容易造成洪澇災(zāi)害，給赤峰地區(qū)交通運輸帶來不良影響。因此，加強對降水天氣的研究十分必要。以2022年8月18日一次降雨天氣為例，主要探究了赤峰地區(qū)降雨天氣的環(huán)流形勢和物理量特征，并分析了雷達(dá)和衛(wèi)星云圖資料，為深入掌握赤峰地區(qū)降雨天氣成因、提高赤峰地區(qū)降水天氣預(yù)報準(zhǔn)確率提供參考。

1 天氣實況

2022年8月18日07：00—19日07：00（圖1），赤峰市出現(xiàn)一次大范圍降雨天氣，全市大部分地區(qū)以小雨天氣為主，其中，東北部、偏南部及西北部地區(qū)出現(xiàn)中雨，局部地區(qū)出現(xiàn)大雨，單站出現(xiàn)暴雨天氣，最大降雨量出現(xiàn)在寧城縣道須溝站，降水量為56.8 mm，最大小時雨強為25.0 mm/h（8月18日17：00～18：00），出現(xiàn)在阿魯科爾沁旗柴達(dá)木站。赤峰市市區(qū)降水量為0.2 mm。

2 環(huán)流形勢分析

2.1 高空形勢

在此次降雨天氣發(fā)生前，500 hPa形勢場上，有冷渦分別處于巴爾喀什湖北邊和貝加爾湖一帶，冷渦維持較長，隨后渦底持續(xù)產(chǎn)生短波槽，且有大量冷空氣逐漸進(jìn)入內(nèi)蒙古大部分地區(qū)。2022年8月17日08：00，

內(nèi)蒙古中部地區(qū)有短波槽出現(xiàn)且逐漸朝東北區(qū)域移

動。8月17日20：00，在500 hPa形勢場上，高空槽分布在90°～95°E區(qū)域，脊前西北冷空氣持續(xù)朝著東南一帶持續(xù)傳輸，冷空氣不斷南下，為此次赤峰地區(qū)降水天氣的發(fā)生與發(fā)展給予了有利的高空輻散條件，促進(jìn)了低空系統(tǒng)輻合抬升（圖2）。此外，8月17日20：00—18日08：00，副熱帶高壓不斷東退并維持，有利于西南暖濕氣流沿副高外圍持續(xù)向北輸送，冷暖空氣在赤峰地區(qū)一帶匯合，促使該區(qū)域發(fā)生強降雨天氣[6]。

2.2 地面形勢

通過分析地面云圖（圖3）疊加了解到，在此次降水天氣發(fā)生期間，地面低壓東移，東南沿海水汽持續(xù)朝西北方向傳輸，為此次赤峰降雨天氣帶來了充沛的水汽條件；在海平面氣壓場上，8月18日上午，赤峰地區(qū)處在低壓前部，低壓中心強度為993 hPa，氣壓梯度很大，推動不穩(wěn)定能量越來越強，導(dǎo)致此次強降雨天氣持續(xù)發(fā)生[7]。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件分析

通過分析此次赤峰地區(qū)強降水天氣過程中水汽條件了解到，2022年8月17日20：00—18日08：00水汽大值區(qū)處于赤峰地區(qū)，該區(qū)域整層具備充沛的水汽。中低空形成了十分深厚、穩(wěn)定的西南風(fēng)氣流，低空氣流維持時間較長，有利于西南水汽輸送[8]。700 hPa和850 hPa低空水汽于8月18日午后不斷積聚，不斷向赤峰地區(qū)輸送水汽，為此次強降水天氣的形成提供了有利的水汽條件。

3.2 不穩(wěn)定能量條件

此次強降雨天氣發(fā)生期間具備大量的不穩(wěn)定能量。2022年8月18日赤峰地區(qū)K指數(shù)超過35 ℃，為此次降雨天氣提供了有利的不穩(wěn)定能量條件[9]。

4 中小尺度系統(tǒng)特征

赤峰地區(qū)從2022年8月18日開始受降水回波影響，在此以后持續(xù)有降水回波生成且不斷補充，“列車效應(yīng)”十分顯著，再加上地形抬升的作用，促使該地區(qū)發(fā)生強降雨天氣。赤峰地區(qū)最大降水回波達(dá)到50 dBz以上（圖4）。徑向速度場從8月18日06：00后，零等速線呈明顯“S”形，低層有暖平流，且有低空急流，之后維持。至8月18日20：00，特征減弱，輻合較強，對應(yīng)速度模糊位置以及強降雨落區(qū)。

2022年8月17日20：00，赤峰地區(qū)西南方向存在新生對流云團(tuán)，冷云頂在較短時間內(nèi)膨脹，云頂溫度急劇降低，單體左邊區(qū)域存在“V”字形的頂點，邊緣比較清楚，在其右邊區(qū)域?qū)α靼l(fā)展迅猛，邊緣不清晰。由于高空槽前西南氣流的作用，對流系統(tǒng)不斷朝東北一帶發(fā)展。隨后對流云團(tuán)冷云蓋面積越來越大，且結(jié)構(gòu)較密，周邊分布著卷云砧。8月18日06：00，地面輻合線處持續(xù)有對流云團(tuán)新生、合并及增強，產(chǎn)生顯著的“列車效應(yīng)”（圖5），赤峰地區(qū)強降水天氣落區(qū)和地面輻合線所處區(qū)域基本吻合。

5 結(jié)論

（1）此次赤峰地區(qū)降水天氣是在高空短波槽東移、副高東退、低空急流等系統(tǒng)的作用下形成的。副熱帶高壓不斷東退并維持，高空不斷有冷空氣注入，低空急流顯著，西南暖濕氣流沿副高外圍持續(xù)向北輸送，冷暖空氣在赤峰地區(qū)一帶匯合，促使該區(qū)域發(fā)生強降雨天氣。

（2）在此次降水過程中，赤峰地區(qū)中低層形成了十分深厚和穩(wěn)定的西南風(fēng)氣流，低空氣流維持時間較長，有利于西南水汽輸送，低空水汽不斷向赤峰地區(qū)輸送水汽，為此次強降水天氣的發(fā)生提供了豐富的水汽條件。

（3）降水期間，赤峰地區(qū)K指數(shù)超過35 ℃，為此次降雨天氣提供了有利的不穩(wěn)定能量條件。

（4）從雷達(dá)探測資料了解到，此次降水期間，“列車效應(yīng)”十分顯著，再加上地形抬升的作用，促使該地區(qū)發(fā)生強降雨天氣，赤峰地區(qū)最大降水回波達(dá)到50 dBz以上。

（5）從衛(wèi)星云圖資料了解到，地面輻合線處持續(xù)有對流云團(tuán)新生、合并及增強，產(chǎn)生顯著的“列車效應(yīng)”，赤峰地區(qū)強降水天氣落區(qū)和地面輻合線所處區(qū)域基本相吻合。

（6）雷達(dá)探測資料、衛(wèi)星云圖資料對強降雨天氣的發(fā)生與發(fā)展趨勢具有重要指示作用。

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