德惠市气候影响评价

杨晶华+张云飞

摘 要：本文利用常规气象资料、地面加密自动站资料对2016年7月21—23日丹东区域暴雨过程的天气实况、环流形势、物理量诊断进行分析表明：本次暴雨发生发展受500hPa高空槽，低空急流，地面辐合线等共同作用，丹东维持强烈的上升运动和强的水汽辐合，同时副高和下游高压脊打通，形成明显的阻塞形势，增长了降水的持续时间。低层和超低空的急流使得本地有强烈的水汽辐合，同时在高低空急流的共同作用下，强烈的上升运动发展并维持，最终导致本次暴雨。

关键词：过程分析；暴雨；低空急流；暖区降水

中图分类号：S16 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170431071

1 降雨实况

2016年7月20—23日，华北到辽宁大部地区出现大范围的暴雨天气过程（图1），丹东境内大部分观测站出现暴雨到大暴雨，强降水主要出现在21—22日，雨带自南向北推进。国家级考核站中最大降水量出现在宽甸，23日08：00过去24h雨量达到158mm，其次为凤城，22日08：00过去24h雨量为147mm，此次降雨过程范围广，强度大，是丹东2016年入汛以来的最强降水过程。

2 大尺度环流背景

暴雨的形成，总是出现在有利的大尺度环流背景下，因为有利的环流形势为暴雨形成提供了必要的水汽条件和垂直运动条件。此次降水过程前期主要受500hPa华北低涡的影响，20—21日白天，华北低涡位置稳定，强度减弱，丹东处于低涡东北象限，垂直运动弱，降水以小雨为主，分布均匀。21日之后，减弱后的华北冷槽和贝湖一带的冷槽合并加强，槽前西南风风速增加，丹东处于合并后冷槽前部，垂直运动明显增强，丹东降水强度加大，大部地区出现暴雨。此次降水中，西太平洋副热带高压呈块状分布，丹东一直位于584线外围，21日，副高与东北一带的高压脊合并，形成明显的阻塞形势，导致高空槽移速减慢，使丹东降水时间较长。

此次强降水过程中，低空850hPa一直有偏南风大风速带存在，20日白天丹东偏南风速在8m/s左右，低空南风急流主要位于北京到江南一带，低空急流前部的辐合区主要位于华北，此时丹东雨势不大。21日白天之后，低空急流北抬，丹东偏南风风速增大到16m/s以上，达到低空急流强度，且处于低空急流的出口区左侧，有明显的湿空气辐合和强烈的上升运动，大的降水出现。

地面图上，与华北低涡对应，地面为气旋控制，气旋强度在20日白天最强，之后逐渐减弱为低压倒槽并东北上，丹东一直处于倒槽的顶前部，地面图上有明显的偏东北风和偏南风的辐合线，并且由于东南风的从海上输送水汽，丹东附近近地面温度露点差小于2℃，比湿达到16～18g/kg，空气近乎饱和，空气湿度大，这为暴雨的发生提供了充足的水汽条件。

从暴雨发生的高低空系统配合可以看出，本次暴雨发生的有利的环流形势如下：500hPa高空槽前，地面倒槽前部明显的地面辐合线，850hPa低空急流左前侧，200hPa高空急流的分流区，上下层系统在丹东上空呈近乎垂直的分布，造成强烈的上升运动发展。低空和超低空存在低空急流和东南风大风速带，源源不断的从海上输送水汽，地形和地面辐合线使水汽明显的辐合，低层比湿达到16g/kg以上，湿层较为深厚，为暴雨提供充足水汽。下游高压脊的阻挡使系统移动缓慢，降水时间长，也是产生暴雨的重要原因。

3 物理量分析

3.1 水汽条件

从低层水汽通量的水平分布图看出，从20日开始，低空急流将华东和渤海的湿气流不断的向辽宁地区输送，到21日20：00，辽宁东部925hPa水汽通量的值达到24g/hPa·cm·s，水汽通量较20日白天增加了10g/hPa·cm·s以上，低层增湿明显。从同时次水汽通量散度的分布看，辽宁和山东大部地区有明显的水汽通量辐合，最强的中心值达到30×10-6g/hPa·cm2s以上，这主要是由于低空急流左侧的风速辐合和低空切变线风向辐合共同作用形成的。强的水汽输送和水汽辐合，为丹东强降水提供的充足的水汽条件。

3.2 垂直运动条件

作出丹东附近上空散度的剖面图，可以看出，从20日夜间开始，低层风的辐合逐渐增强，强辐合中心在700hPa附近，中心值达到-1.6×10-5/s，500hPa以上为辐散区，最强辐散中心在200hPa，强中心值达到4×10-5/s，这与高空急流有很大的关系。21—22日白天，低层一直维持较强的辐合，中层为近无辐散层。23日之后，辐散区层次降低，下沉运动逐渐入侵到低层，降水减弱并快速结束。从高低空散度的配合看，在暴雨发生前和发生时，低层辐合和高层辐散都较强，产生强烈的上升运动，在暴雨发生后，辐散区从高空扩展到低层，以下沉运动为主。

3.3 层结条件

通过分析丹东站的Tlogp图（图5）可以看出，这次暴雨过程中，由于低空急流的建立，500hPa以下一直维持强劲的南风，暖平流层次高，中层冷空气较弱，抬升凝结高度较低，接近地面，暖云层深厚。80%以上相对湿度的湿层扩展到400hPa以上，湿层深厚，非常有利于出现强降水，而不利于出现雷雨大风和冰雹等强對流天气。从表1也可以看出，在整个暴雨过程中，对流有效位能并不大，变化幅度也较小，反而对流抑制能量要大于对流有效位能。沙氏指数在强降水出现时段一直在0℃左右，明显小于降水出现之前，表明大气还是处在一种不稳定状态，而k指数的变化尤为明显，在20日白天，k指数在25℃，21日和22日k指数一直在37℃以上，且丹东一直处于k指数高值舌的右前部，在地面辐合线的抬升作用下，极易产生暴雨。

4 小结与思考

本次强降水过程，降水强度大，范围分布广，持续时间长，是入汛以来最强的降水过程。本次暴雨发生发展受500hPa高空槽，低空急流，地面辐合线等共同作用，丹东维持强烈的上升运动和强的水汽辐合，同时副高和下游高压脊打通，形成明显的阻塞形势，增长了降水的持续时间。

分析本次暴雨过程中的物理量可知，丹东低层和超低空的急流使得本地有强烈的水汽辐合，同时在高低空急流的共同作用下，强烈的上升运动发展并维持。本次过程虽然没有较大的对流有效位能，但k指数在降雨过程中一直维持在37℃以上，表明大气仍然是不稳定的状态，而这种不稳定主要是由于上下层湿度的差异造成的。

从预报角度来看，本此暴雨的环流形势和物理量配置满足暴雨出现的条件，但对暴雨总量的预报偏小，可能是因为本次主要是暖云区降水，对于暖云降水的增强作用考虑不足。另外，本次暴雨的出现与低空急流和超低空急流的脉动有很大的关系，因此要充分思考低空急流和超低空急流对暴雨的重要作用。