2009年7月20-22日牡丹江强降雨分析

宋涛，路平平，龙妍妍

（1.牡丹江市气象局，黑龙江牡丹江157000；2.中国民用航空飞行学院，四川广汉 618307）

2009年7月20-22日牡丹江强降雨分析

宋涛1，路平平1，龙妍妍2

（1.牡丹江市气象局，黑龙江牡丹江157000；2.中国民用航空飞行学院，四川广汉 618307）

利用地面、高空观测资料，分析了2009年7月20-22日牡丹江地区的强降雨天气形成原因。此次强降雨主要由东北冷涡配合低空急流共同作用产生，东北冷涡使大气低层辐合、高层辐散，其产生的抽气机效应使上升运动加强；低空急流为降雨提供了充沛的水汽输送。此次强降水，日本数值预报产品预报出了降水中心，与实况比较吻合。研究结果对提高东北冷涡影响下的牡丹江地区强降水预报具有一定指导作用。

东北冷涡；低空急流；水汽输送

1 引言

强降雨是牡丹江地区夏季的主要灾害性天气之一,也是预报工作者重点关注的问题之一。很多学者都对暴雨进行了深入的研究，郑秀雅、张廷治等[1]总结了东北冷涡产生的环流形势及形成机制，指出东北冷涡的形成常伴随着鄂霍次克海阻高的维持；孙力[2]在研究中强调了非绝热加热、斜压大气不稳定的作用。

牡丹江地区属丘陵地带，地形复杂，加之每次过程出现天气系统的发生发展规律都不尽相同，所以很难准确地预报降雨的落区及强度。2009年7月20-22日牡丹江地区出现大范围强降雨天气，此次降雨过程具有持续时间长、局地强度大的特点，致灾明显。因此了解其特征对于以后的强降雨预报非常必要。本文利用地面、高空实况观测资料与数值预报、雷达产品等资料,从热力、水汽、动力等基本物理条件入手,分析了此次特大暴雨产生的环流背景及物理量特征等,以期提高对这类降雨的认识和预报能力。

2 强降雨特征

2009年7月20日08时之前牡丹江西部出现降雨天气，然后扩及全区。从表1可看出，有7个国家气象站降雨量在25 mm以上，其中一半以上站点在50 mm左右。从表2可看出，有6个乡镇雨量超过60 mm，冶山村降雨超过100 mm，其中治山村、河西、古城1 h最大降雨量超过20 mm，出现了强降雨天气。此阶段的降雨强度大，影响范围广，持续时间长，部分站点出现暴雨。

表1 2009年7月20日08时-22日14时国家气象站降雨量

表2 2009年7月20日08时-22日14时牡丹江乡镇降雨量

3 环流形势分析

3.1 高空形势演变

19日20 时东北冷涡位于黑龙江省北部，并伴随有东西向的伸向内蒙古东北部的横槽，在横槽的北部不断有冷空气补充南下，向槽线上输送冷平流，从而使得高空槽加深发展（图1a）。

图1 2009年7月19-21日高空环流形势

20日20 时东北冷涡主体南下，高空槽转竖，引导冷空气南下，牡丹江位于槽前（图1b）。700 hPa环流形势与500 hPa环流形势接近，为深厚的冷低压系统，高空槽前西南低空急流有利于将黄海的水汽输送到牡丹江上空，而东北冷涡的旋转将日本海水汽源源不断的输送到牡丹江地区（图1c）。

20日20 时-22日20时东北冷涡持续控制牡丹江地区，21日08时以后输送到牡丹江地区的水汽主要来自于日本海（图1d）。22日20时以后东北冷涡减弱东移，23日08时高空冷涡中心位于俄罗斯的阿穆尔河区域。

3.2 地面形势演变

19日20 时在内蒙古中部出现一地面低压（图

2a），之后低压东移北上，20日08时低压中心位于吉林东部,控制黑龙江省南部地区。20日20时接近牡丹江西部（图2b），21日02时低压中心移至牡丹江地区，之后一直控制牡丹江地区至22日14时。地面低压从南向北移动到牡丹江地区时，引导海上水汽输送到牡丹江地区，为当地提供了水汽条件，同时也为地面水汽的辐合上升带来有利条件。22日14时以后地面低压减弱。

3.3 低空急流

图2 海平面气压场

在低层850 hPa（图略），20日20时从黄海至牡丹江开始出现偏南急流，急流轴呈西南-东北向，最大风速为12 m/s。随着高空东北冷涡向南移动，低空急流区向东移动，21日20时急流区已移到日本海至牡丹江一线，最大风速达16 m/s。急流轴的左前方是正切变涡度区，有利于对流活动发生。低空急流最大风速中心的前方有明显的水汽辐合、质量辐合或者强烈的上升运动，这对强降雨活动的连续发展极为有利。

3.4 垂直运动

强降雨的产生必须有高低空气流的密切配合，产生较强的辐合上升运动。垂直运动使大气中的能量转换得以实现，并会引起水汽、热量、动量和涡度等的垂直输送。从垂直速度场可看出（图略），20日20时牡丹江地区大气垂直运动是上升的，对流层低层到250 hPa都位于上升运动区，牡丹江地区在20日14-20时出现强降雨天气，有3个国家气象站降雨量超过10 mm，最大降雨量为28 mm。21日08时低空存在上升运动,牡丹江08-14时有3个站降雨量超过10 mm，最大降雨量为21 mm。22日08时、20时牡丹江地区低空均处在上升运动区，08-14时有两个站出现10 mm降雨量。

4 数值预报产品的检验

从日本传真来看，黑龙江省东部为一强降雨落区，中心降雨强度28 mm，19日20时传真预报19-22日牡丹江地区有一次明显降雨过程（图3a）。FXFE572传真图700 hPa上牡丹江处于水汽饱和区，850 hPa有明显风切变线，对水汽输送与低层辐合起重要作用（图3b）。欧洲数值预报850 hPa温度预报19-22日牡丹江地区受冷空气控制，有一次明显的降温过程，降温幅度在6℃左右。

5 结论

2009年7月20-22日牡丹江强降雨主要由高空冷涡和地面低压共同影响产生。

图3 日本数值预报产品

（1）高空冷涡维持，冷涡后部不断有冷空气补充，以及地面低压的维持，为强降雨天气创造了有利的大尺度环流背景。

（2）低层暖湿急流输送为强降雨提供了充足的水汽和能量，导致强降雨多次出现。

（3）东北冷涡南下，最初导致牡丹江强降雨是系统性降雨，雷达回波显示为层状云降水。

（4）对于此次降水过程，欧洲数值预报产品较好的预报出了冷空气的影响，日本传真对降雨落区具有很好的指导作用。

[1]郑秀雅，张庭治，白人海.东北冷涡分类、形成过程及暴雨模式[M].北京：气象出版社，1992：468-476.

[2]孙力.两例爆发性东北低压的对比诊断分析[J].应用气象学报，1995,6（4）：468-476.

Analysis of a heavy precipitation happened during July 20-22,2009 in Mudanjiang

SONG Tao1,LU Ping-ping1,LONG Yan-yan2
（1.Mudanjiang Meteorological Bureau,Heilongjiang Mudanjiang 157000;2.Civil Aviation Flight University of China,Sichuan Guanghan 618307）

Analyzed the cause of a heavy precipitation happened during July 20-22,2009 in Mudanjiang with the ground and aerial observation data.It found that both the northeast cold vortex and low-level jet led to the precipitation.The northeast cold vortex made the atmosphere convergent in low level and divergent in high level, its suction effect can strengthen the ascending motion of the air and the low-level jet provided abundant water vapor to that precipitation at the same time.The result of research can play a guiding role to the forecast of precipitation in Mudanjiang which is caused by the northeast cold vortex..

northeast cold vortex;low-level jet;water vapor transportation

P458.1+21.1

A

1002－252X（2012）01－0010－03

2011－12－6

宋涛（1975-），男，辽宁省庄河市人，成都信息工程学院，本科生，工程师.