关于盘山县一次暴雨天气过程分析

王昊

（辽宁省盘山县气象局,辽宁盘山 124101）

关于盘山县一次暴雨天气过程分析

王昊

（辽宁省盘山县气象局,辽宁盘山 124101）

本文通过对2011年6月11日03时至6月12日15时盘山地区出现暴雨天气的高、低空天气形势分析及暴雨发生前、发生时常用的物理量场进行了综合分析，得出暴雨的产生是高、中、低层多种尺度系统、多种物理机制相互作用及恰当配置的结果。

暴雨；天气形势；物理量

一、天气概况

受高空短波槽影响，2011年6月11日03时至6月12日15时，盘山县出现暴雨（图1），最强降水时段出现在12日06～09时，过程累计降雨量81.1 mm。本次降水过程辽宁全省最大降水出现在盘山站，为81.1 mm，其他地区未出现暴雨，从2011年6月11日02时至6月12日08时全省降水天气图（图2）可以看出，本次降水过程中葫芦岛、朝阳、阜新、沈阳以及丹东部分地区以中雨局部大雨为主，其余地区以小雨为主，还有部分地区未出现降水。其中辽阳降水量40 mm，草河口降水量36 mm、鞍山降水量30 mm。此次过程具有降水时间集中，降水强度强，雨量分布极不均匀等特点。

图1盘山过程降水量

图2辽宁全省降水量分布

二、成因分析

（一）资料与方法

利用Micaps数据资料、常规观测站和加密自动站资料等，对此次过程的成因进行了分析[1-2]。从大尺度环流形势演变、影响系统、地面资料、探空资料、动力条件、水汽条件、能量分析以及地形因素等方面进行了综合分析，确定本次过程为高空短波槽影响形成的局地性暴雨。

（二）天气尺度系统分析

1.环流背景分析。从500hPa高空图上可以看出（图3、图4），11日到12日欧亚大陆中高纬度冷空气活动频繁，东北低涡位置偏北，贝湖高压脊稳定加强。11日20时贝湖高压脊加强，受其影响，形成于内蒙的高空槽东移发展，移动到辽宁西部。11日夜间到12日凌晨，高空槽移动到辽宁中部，盘山位于高空槽前，对应降水时段可以看出，盘山强降水集中于12日06～09时。分析12日08时500hPa高空图可以看出，高空槽东移，降水中心移动到辽宁中东部地区，盘山地区降水开始减弱。由11日20时850hPa天气图（图5）可以看出，低层在辽宁西部形成切变，切变线逐渐东移[3]，盘山于11日夜间到12日早上受其影响，并于此时产生强降水。高低层的环流场都能与暴雨的位置与时间很好的对应。

图3 11日20时500hPa

图4 12日08时500hPa

图5 11日20时850hPa

图6 12日05时地面气压场和地面天气现象

2.地面资料分析。本次降水过程地面受华北低压影响（图6），12日02时华北低压开始明显加强，并且盘山处于低压内部，有利于降水的形成。

（三）探空资料分析

分析沈阳站2011年6月11日20时和6月12日08时的温度-对数压力图（图7、图8）可以看出，在11日20时沈阳上空存在不稳定能量，到12日08时不稳定能量经过释放，已经不太明显，不稳定能量释放时段和全省降水时段相吻合[4]。表1中沈阳站两个时段的SI指数、K指数和Cape的对比可以看出，11日20时到12日08时存在不稳定能量释放，对降水比较有利。

表16月11日20时和12日08时物理指标对比

（四)物理量分析

图7 54342站6月11日20时Tlogp图

图8 54342站6月11日20时Tlogp图

1.动力条件。产生暴雨，需要具备动力触发条件[5-6]。从6月11日500hPa涡度场和垂直速度场上可以看出，11日20时辽宁西部和内蒙东部有一正涡度大值区，中心值+40×106· S-1，到12日08时正涡度中心向东移动，并加强，位于辽宁东部，中心值已经加强到+60×106·S-1，而此时盘山地区正好处于正涡度中心移动路径上。从涡度的因素上分析，该暴雨反而发生、发展与消退期间具有典型的低空辐合（正涡度）、高空辐散（负涡度）的动力结构，为此次暴雨提供动力条件。同时，盘山地区的垂直速度在0～-20×10-3hPa·s-1之间，有强烈的上升运动（见图9、图10、图11），说明上升运动的发展趋势与降水发生的趋势的一致性。

图9 11日20时500hPa涡度

图10 12日08时500hPa涡度场

图11 11日20时500垂直速度场

2.热力条件。大气的稳定度进行分析，使用对流层850hPa与700hPa位温差，6月12日08时，大气低层盘山地区为高能区[7]，并且se随高度增加而降低，由近地层到高层，se随高度增加而减小，即低层大气的位温大于高层大气的位温，当低层气团被抬升至高层时，周围温度小于本身，气团将继续受到向上的加速度而继续向上抬升，因此暴雨发生期间该地区的大气就处于不稳定状态。这说明存在大气层结对流不稳定（见图12、图13）。

图12 12日08时850hPaθse

图13 12日08时925hPaθse

3.水汽条件。充足的水汽是产生暴雨的必要条件，暴雨的产生必须有充足的水汽输送，水汽通量脊表示水汽输送强度。从11日20时水汽通量散度场[8]分析图上可以看出（图14、图15、图16），盘山地区在低层存在水辐合区，水汽辐合使上升气流加强，促使水汽在垂直方向上的交换，有利于暴雨的形成。水汽通量的高值区建立的是由渤海延伸到辽宁境内的水汽通道，有利于辽宁水汽的堆积，为暴雨的产生准备了充足的水汽条件；另外，从风向分析可看出，此次过程中低层一直维持一个南北向的水汽通量大值区域，说明有源源不断的水汽向辽宁省输送，为暴雨的产生提供了丰富的水汽条件。并且从水汽通量散度场上看，盘山地区，在暴雨生成时始终为负值辐合区，雨暴雨的生成时间与位置都相吻合。

图14 11日20时925 hPa水汽通量散度

图15 11日20时850hPa水汽通量散度

图16 11日20时500hPa水汽通量散度

综上分析，从降水前开始，盘山地区500hPa高空就出现上升运动，且伴随暴雨的发展，给此次降水提供了垂直运动条件，低层正涡度高层负涡度为暴雨的产生提供了有力的动力条件。中低层强的正涡度中心，垂直速度方面有较强的上升运动，存在大气层结对流不稳定，水汽在低层辐合，从物理量诊断分析上可以看出，气象条件有利于暴雨的形成。

（五）中尺度分析

1.形式场分析。分析11日20时的高空观测资料（图17），可以看出，11日20时500hPa高空槽位于内蒙东部与辽宁西部相接地区，槽前冷空气下滑，500hPa冷槽位于辽宁西部。夜间高空槽东移划过盘山地区。850hPa除辽宁南部及东部部分地区外，存在明显湿区。切变线位于辽宁中部，一直延伸到山东与河北两省交界处，夜间影响盘山地区。另从山东半岛南部到辽宁渤海湾地区存在一显著流线，为本次降水提供水汽输送。出现在对流层低层、风速最大值达12m/s以上的强风区，通常称为低空急流[9]。低空急流一般在850hPa或700hPa层上最明显，在其附近风的水平和垂直切变很强。低空急流不但为暴雨输送了充足的水汽，并且促使垂直环流的产生和发展，有利于对流天气的加强，也是暴雨产生的不可缺少的主要条件。

图17 11日20时高空探测资料

2.卫星云图分析。从卫星云图的演变情况来看（图18），本次降水受东移短波槽影响，短波槽在11日20时逐渐影响辽宁西部，进入辽宁后东移较快，11日夜间到12日凌晨，高空槽移动到辽宁中部，盘山位于高空槽前。主要降水集中在辽宁西部和中东部地区，盘山受其影响，北部地区降水量较大，在本站出现暴雨。

图18 2011年6月12日卫星云图

图19 6月11日20时至12日10时盘山站降水量和风向随时间变化

3.自动站气象要素特征。通过分析11日20时到12日10时，盘山站的降水量与风向变化图（图19），可以看出，在降水强度集中的时段，盘山站存在明显的风向切变，这和前面分析的地面形式场变化相对应。另降水期间可以从盘山地区的加密自动站上可以看出，地面存在明显的气旋型切边[10]，存在上升运动，对本次局地强降水的产生有利。

4.地形作用简析。盘山位于辽河下游入海口，西邻渤海湾，全县属于沉积性退海平原，地势平坦，多水无山，空气湿度较大，水汽条件较好，下垫面平整有利于水气输送，为盘山地区暴雨的出现创造了很好的地形条件。

三、结论

此次暴雨主要受短波槽影响，短波槽移动速度和位置是主要着眼点。强降水开始时间和落区是本次预报的难点。东北地区高空从高层至低层一致的深厚的低值系统，暴雨发生前后盘山地区的大气层结是不稳定的，故加上暴雨生成的水汽和垂直运动条件为造成此次暴雨的必要条件[11]。涡度、散度、垂直速度的配置也造成了从低空到高空的深厚的上升运动，为降水进一步提供了动力条件，再加上充足的水汽条件，低层不稳定能量的释放，使暴雨的发生成为必然。暴雨出现前，与强降水相对应的区域内，对流层存在着中尺度气旋时环流和中尺度辐合系统，而在高层分布着中尺度反气旋式环流和中尺度辐散系统。地面中尺度反气旋式环流和中尺度切变线的演变发展对暴雨对流系统的发生具有密切联系。此外，盘山所处的地理位置也是一个不容忽视的因素，盘山地势平坦，处于辽西丘陵与千山山脉之间，造成一种狭管效应，使得本地水汽集中、能量集中，为暴雨产生提供另一有利条件。

[1]朱乾根，林锦瑞，寿绍文等.天气学原理和方法[M].北京气象出版社.2000：201.

[2]于德华，王树雄.2007年8月大连地区一次暴雨过程特征分析[J]气象与环境学报.2008:19-23.

[3]郑秀雅，张廷治，白人海.东北暴雨[M].北京：气象出版社.1992:90.

[4]丁一汇.天气动力学中的诊断分析方法[M].北京：科学出版社.1989:36.

[5]寿亦萱，徐建民.东北暴雨中尺度对流系统研究[J].气象学报.200765（2）：160-170.

[6]寿绍文，励申申，王善华,等.天气分析[M].北京气象出版社,2002:17.

（编辑：魏翔）

S161.6

A

1673-9019(2016)14-0044-04

2016-04-27

王昊（1977-），男，辽宁盘山人，工程师，主要从事公共气象服务，气象信息保障工作。