2016年7月20—23日本溪市持续性强降水过程成因分析

唐秋艳+寇思聪+蒋林杉+宋冀凤

摘要 利用区域自动站气象观测资料、NCEP再分析资料、MICAPS系统高空、地面和物理量场等资料，对2016年7月20—23日本溪地区持续性强降水过程的成因进行分析。结果表明，本次过程以大尺度天气系统为主，伴有中尺度天气系统，具有范围广、持续时间长、降水强度分布不均的特点。稳定的水汽供应和强烈的上升运动为此次天气过程提供了有利条件。

关键词 强降水；成因分析；环流背景；物理量；辽宁本溪；2016年7月20—23日

中图分类号 P458.1+21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）02-0218-02

辽宁省地处全球西风环流带内，降水水汽主要来源于太平洋和印度洋上空高温高湿的气流。辽宁省东南部属于长白山脉，为迎风坡和入海口地形，是全省降水分布最多的地区。本溪市位于辽宁省东部山区，属于全省降水多发区[1-4]，容易出现强降水天气及其引发的次生灾害。因此，对暴雨、强对流等灾害性天气的研究十分重要。虽然已有学者对本溪地区的降水做了相关的研究[5-7]，但是对于连续性大范围的暴雨灾害性天气还没有深入的探讨和分析，本文选择一次典型的天气案例进行成因分析，为今后本溪地区连续性降水的预报提供参考。

1 天气概况

2016年7月20日20：00至7月23日8：00本溪地区出现了区域性暴雨、局部大暴雨的天气过程。本溪地区的降水空间分布特征总体上呈东多西少分布。本次降水开始时间按自西南向东北方向的顺序，降水量大体呈现自西北至东南递增的分布趋势。平均降雨量：全市为108.5 mm、市区为73.3 mm、本溪县为98.8 mm、桓仁县为149.6 mm。最大降雨出现在本溪市东南部地区普乐堡镇大清沟村，为200.7 mm。

2 环流背景

2.1 500 hPa高空形势

此次持续性强降水过程前期，7月19日20：00 500 hPa形势场上，欧亚大陆中纬地区为两脊一槽的环流形势，高压脊分别位于河套以西地区和朝鲜半岛地区，在2个高压脊之间河套以东地区有1个纵向的深槽，径向环流梯度较大。7月20日8：00—20：00，由于朝鲜半岛以南的副热带高压向北挺进，在朝鲜半岛地区高压脊稳定维持，同时位于河套以西的高压脊向东移动，不断有冷空气沿脊前下滑，受其影响在河套以东地区的槽加深发展形成切断低压。7月21日8：00至22日8：00，河套以西的高压脊逐渐减弱转为平直的西风气流，同时随着副热带高压的东移北抬，位于河套以东的切断低压逐渐东移北抬至华北地区且减弱为短波槽，本溪市主要受槽前偏南气流影响。7月22日20：00至23日8：00，随着副热带高压南落，高空槽减弱东移，本溪市转为西风带控制，降水结束。从500 hPa高空的演变形势来看，槽后冷空气补充南下，副热带高压的稳定维持且不断提高暖湿气流，为高空槽的加深发展提供了有利条件（图1）。

2.2 850 hPa低空形势

7月19日20：00 850 hPa形势场上，欧亚大陆中低纬环流径向度较大，从新疆西部至河套以东地带有1个宽广的冷性低值系统，其中心位于新疆与青海交界处。东部沿海有2条水汽输送带，2股偏南气流将南海和黄海的水汽向北输送，同时西南气流与东南气流在山东半岛附近形成风向辐合。7月20日8：00—20：00，低值系统在河套以东地区分离出1个小低涡，低涡顶部的风向和风速有明显辐合，形成低涡切变线，主要影响华北地区。受低层冷平流的影响，迫使其南侧暖湿气流抬升，触发低层辐合线锋生。7月21日8：00至22日20：00，切变线东移北抬，逐渐影响本溪市，本溪市主要受偏南急流控制，有利于水汽的向北输送。7月23日8：00影响本溪市的偏南气流减弱北抬，与贝湖以东冷空气合并形成低涡，结束了对本溪市的影响（图2）。

2.3 地面形势

地面形势场上，7月19日20：00本溪市受东移入海的变性高压外围控制，从青海地区至长江流域有1个西北至东南向的低压带。由于高空南支锋区上，西南气流将暖空气向北输送，在江淮地区地面减压形成倒槽。7月20日8：00—17：00地面倒槽进一步发展，南北2支锋区在江淮流域叠加，地面上冷锋进入倒槽与暖锋接合，形成江淮气旋。7月20日20：00至21日20：00辽宁省地面气压梯度力缓慢减小，江淮气旋逐渐减弱东移北抬影响本溪市。22日8：00至23日8：00江淮气旋逐渐减弱消失，并且在四川盆地出现1个闭合的小高压，高压逐渐发展为东北至西南向的高压带，本溪市位于高压带前部。

3 物理量诊断

3.1 动力条件

從200、850 hPa散度场以及700 hPa的垂直速度场可以看出，高空强辐散抽吸作用促进低层辐合上升运动的维持和加强。继而冷空气锲入到暖湿空气下方，锋区被迫抬升作用更加显著，触发不稳定能量释放，产生更加强烈的上升运动，有利于降水持续，暴雨落区位于垂直速度中心附近。

3.2 水汽条件

从850 hPa水汽通量散度场和比湿场来看，降水之前在低空西南、东南急流共同作用下，暴雨的水汽来源于由副热带高压后部偏南急流输送南海的水汽以及辽宁南部东南急流输送黄海的水汽。水汽辐合中心位于强降水中心附近，辐合中心值随着降水强度的增强而增大。强降水区对应的低空平均比湿为12～13 g/kg，说明水汽非常充沛。

3.3 不稳定条件

从500 hPa与850 hPa温度差可知，暴雨发生过程前，降水区上空850 hPa与500 hPa平均温差达22～23 ℃，大气处于大气层结不稳定区；并且不稳定层结中心位于暴雨区西部的内蒙西部，中心强度达32 ℃，其蓄积的不稳定能量，可以在中层500、700 hPa偏西气流的驱动下到达降水区上空，为降水提供了有利的触发条件。

4 结论

（1）2016年7月20—23日本溪地区暴雨过程受高空槽低涡和江淮气旋的共同影响，具有范围广、持续时间长、降水强度分布不均的特点。过程以大尺度天气系统为主，伴有中尺度天气系统。

（2）高空槽后冷空气补充南下以及副热带高压的稳定维持且不断提高暖湿气流，导致辽宁上空冷暖空气激烈交汇，有利于高空槽的加深发展。中低空西南、东南2支急流将南海和黄海的水汽向北输送，同时西南气流与东南气流在山东半岛附近辐合，形成低涡切变线。地面倒槽加深发展为江淮气旋，而后东移北上。这种高低空配置有利于本溪市的强降水过程发生。

（3）高空强辐散的抽吸作用促进低层辐合上升运动的维持和加强，稳定的水汽源地和强低空急流的引导作用为此次过程提供了充足的水汽条件，大气的不稳定能量为降水提供了有利的触发条件。

5 参考文献

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[2] 孙莹，万丽岩，江静.辽宁降水分区变化特征及夏季降水影响因子分析[J].气象与环境学报，2008，24（3）：18-22.

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[4] 赵春雨，张运福，王颖.辽宁省近44年夏季降水变化及区域特征分析[J].干旱区地理，2008，31（1）：56-61.

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