低空急流演变对阜新地区短时暴雨影响研究

张丹梅　辛艳辉　杨晓彤

摘 要：利用阜新地区2004-2013年29次天气过程中36个时次短时暴雨相关数据，采用统计学、天气学和物理量计算等方法，从低空急流的角度对阜新地区短时暴雨的时间分布规律、天气形势、典型环境场特征和预报指标进行研究，并利用2013年8月12日午后发生的短时暴雨天气过程对低空急流的作用进行了探讨。结果表明：（1）阜新地区短时暴雨的月变化特征显著，主要发生在6～8月；日变化规律也非常明显，11：00～18：00时出现的几率最大。（2）阜新地区产生短时暴雨的天气系统按照低空急流和500hPa天气形势分为涡旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、横槽式无急流型等4种类型；（3）低空急流的气流多来自热带洋面上，因此它往往起着输送低空大量的热量、水汽和动量的作用，当它将暖湿空气输送到较干较冷空气的下方时，就形成了不稳定层结，在低空急流左侧上升运动的触发下，易产生对流性降水；（4）选取中低层比湿、露点、涡度、散度、垂直速度、K指数、θse（850-500）、T（850-500）、V（700-850）、V（850-925）等物理量作为预报因子，建立本地化短时暴雨预报指标。

关键词：低空急流；短时暴雨；影响研究；阜新地区

中图分类号 P458 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）15-146-06

Abstract：Temporal distribution， physical quantity field and prediction index of 29 weather processes of short-time rainstorm in 36-times from 2004 to 2013 in Fuxin the use of the methods of statistics， synoptic meteorology and physical quantity calculation. And the effecting of low-level jet was explored based on the short-time heavy rain at pm on August 12，2013. The results showed that，（1）The time-space distribution of short-time rainstorms was not uniform. Its monthly variation was significant， focusing primarily on June to August， diurnal change was great， mostly appearing from 11：00 to 18：00.（2）According to low-level jet and weather situation of 500hPa， rainstorm weather can be divided into four types： vortex-jet， front of upper groove-jet northwestern of the subtropical high-jet， sidelong groove-no jet.（3）When the warm-wet air brought under the drier and colder， instability stratification was formed. Convectional precipitation easily fell under the trigger action of upward movement on the left side of the low-level jet. （4）Selecting twenty-one forecast factors---specific humidity， vorticity， divergence， vertical velocity at 700hPa， 850hPa and 925hPa，dew point at 850hPa， 925hPa，1 000hPa and surface， θse（850-500）T（850-500）V（700-850）、V（850-925） and K index， which had apparent physical significance to short-time rainstorm weather， we could establish prediction index of Fuxin.

Key words：Low-level jet；Short-time rainstorm；Impact study；Fuxin area

短时暴雨具有降水时间短、雨强大、局地性强的特点，易导致城市内涝、农田渍涝和山区地质灾害，城市内涝常影响人们的出行，严重的农田渍涝易造成农作物减产，为此短时暴雨的预报服务已成为各级气象部门对政府公众服务的一个重点。由于短时暴雨形成的复杂性，不同的环境场往往产生不同的强度和落区，因此短时暴雨天气的预报仍然存在较大的难度。

低空急流被认为是对暴雨和强对流天气提供动力和热力条件的重要天气系统[1-2]，对于暴雨的形成低空急流一方面起着输送水汽和能量的作用，另一方面又有助于维持必要的动力学条件。研究指出[3-4]，低空急流附近存在许多中小尺度的物理量特征，他们与未来暴雨天气的关系比大尺度特征更为密切。

目前国内外对低空急流和短时暴雨研究较少，对低空急流和短期暴雨的研究较多，而且研究的内容大多集中在个例分析、对比分析[5-7]等，与短时暴雨的预报方法有一定的距离。在辽宁短时暴雨的研究中，通常将降水量大于或等于20mm/h的降雨定义为短时暴雨。本文以伴随阜新短时暴雨过程的低空急流为出发点，寻找动力、热力特征进行合成分析，进一步弄清低空急流与阜新地区短时暴雨的关系。

1 资料和方法

选取阜新市共有的两个常规气象观测站（阜新县站和彰武县站）2004-2013年共10a的1h降水量作为研究资料，统计分析阜新市的短时暴雨气候变化规律。利用时间间隔为6h、空间分辨率为1km的NCEP/NCAR全球再分析资料进行物理量的计算和统计分析。选取1h降水量大于或等于20mm作为短时暴雨指标，2004-2013年阜新地区共有29个短时暴雨天气过程，出现时次为36。

2 结果与分析

2.4 物理量场分析

2.4.1 水汽条件 水汽是形成暴雨的重要条件。从850hPa水汽通量散度可以看出，引起阜新短时暴雨的主要水汽输送带有3条：一是从黄海、渤海向北输送到我区北部，二是从黄海经渤海向西输送到阜新西部，三是从东海进黄海到达阜新东南部。暴雨发生时，阜新地区位于负水汽通量散度中心附近。

3 结论与讨论

（1）阜新地区短时暴雨的月变化特征显著，主要发生在6～8月；日变化规律也非常明显，11：00～18：00时出现的几率最大。

（2）阜新地区产生短时暴雨的天气系统按照低空急流和500hPa天气形势分为涡旋式急流型、高空槽前急流型、副高西北部急流型、横槽式无急流型等4种类型。

（3）低空急流的气流多来自热带洋面上，因此它往往起着输送低空大量的热量、水汽和动量的作用，当它将暖湿空气输送到较干较冷空气的下方时，就形成了不稳定层结，在低空急流左侧上升运动的触发下，易产生对流性强降水。

（4）选取中低层比湿、露点、涡度、散度、垂直速度、K指数、θse（850-500）、T（850-500）、V（700-850）、V（850-925）等物理量作为预报因子，建立本地化短时暴雨预报指标。

参考文献

[1]丁一汇.高等天气学[M].北京：气象出版社，1991.

[2]朱乾根.低空急流与暴雨[J].气象科技，1975，（8）：12-18.

[3]丁一汇.中尺度天气和动力学研究[M].北京，气象出版社，1996.

[4]孙淑清，翟国庆.低空急流的不稳定性及其对暴雨的触发作用[J].大气科学，1980，4（4）：327-337.

[5]陈传雷，阎琦，吴艳青，等.2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程对比分析[J].气象与环境学报，2010，26（4）：12-16.

[6]何军，刘德，李军，等.低空急流在重庆2010年“6.7低能暴雨中的作用 [J].暴雨灾害，2012，31（4）：52-58.

[7]周文志，唐熠，王艳兰，等.广西大范围低空急流暴雨的分型及雷达回波特征分析[J].自然灾害学报，2011.20（4）：159-164.

[8]徐明，余锦华，赖安伟，等.环境风垂直切变与登陆台风强度变化关系的统计分析[J].湖北气象，2009，28（4）：339-344.

[9]Demaria M，Kaplan J. Statistical hurricane intensity prediction scheme （SHIPS） for the Atlantic basin[J].Wea Forecasting，1994，9；209-220.

（责编：张长青）