河套地区一次罕见对流性暴雨天气过程诊断分析

梁凤娟

（巴彦淖尔市气象局,内蒙古 临河 015000）

近年来不少学者或科研人员对发生在我国各地的不同性质的暴雨天气过程进行了天气动力学诊断和数值模拟等方面的研究。丁一汇、陶诗言等在深入细致研究各种尺度天气系统对暴雨的作用时,指出中尺度系统是直接造成暴雨的天气系统，低空急流在暴雨中的动力和热力作用明显[1-2],孙继松、陶祖钰从天气动力学角度指出地形强迫造成暖区内中尺度辐合增强，云的演变过程是最终决定降水的发生时间、性质、强度、分布等的决定因素[3-4]，但暴雨的形成原因及其物理机制十分复杂，突发性、局地性大暴雨预报仍然是有待解决的难题之一。

2012年6月25日夜间和26日夜间连续2日出现了罕见的对流性暴雨天气过程，研究其发生发展成因和物理机制，探索预报着眼点，势在必行。

1 雨情及灾情概况

2012年6月25日夜间和26日夜间，巴彦淖尔市出现对流性暴雨。降水中心集中在临河北部、杭锦后旗北部、乌后旗沿山一带及乌中旗的西南部，降水量均超过50mm，强对流性降水均发生在夜间，26日夜间乌拉特后旗巴音镇小时雨强达42.4mm。

对流性强降雨导致道路冲毁、交通受阻。沿山沟口山洪爆发，部分水库溢洪，城市内涝、区农田渍涝。

2 环流背景分析

2.1 高空环流形势特征分析

6月24日20时500hPa贝加尔湖冷涡中心形成并略南压，到25日20时（图1a），副热带高压西伸北抬，副高外围576dagpm向北伸展与东北地区东部长波脊合并加强，鄂霍茨克海阻塞高压形成。该高压对上游天气尺度系统形成阻挡。有利于干冷暖湿气流在河套上空交绥。26日20时（图1b），河套地区处于低涡前部，副热带高压西北侧偏西、西南气流控制中。

2.2 700hPa和850hPa环流特征分析

25日20时，700hPa、850hPa在河套东北和西南部均有切变生成，东南气流北上到达河套地区，使河套地区动力条件和水汽条件不断增强。26日20时，上游阿拉善盟、河西走廊一带东南气流控制，有利于水汽的维持。

25日和26日强降水过程中，700hPa和850hPa沿副高西边缘分别有12℃和24℃暖舌自西南向河套地区伸进，热力不稳定条件增强。

3 高低空形势配置与特征分析

3.1 地面气旋与高空形势分析

与贝加尔湖冷涡相对应，25～26日地面倒槽形成逐渐北上发展成气旋，河套地区地面暖锋控制，由于涡前有正的涡度平流，上升气流有利于地面气旋发展，辐合抬升加强，对降水提供了动力条件[5]。25日夜间和26日夜间暴雨区均发生在东南气流的左前方。

3.2 暖湿切变的作用分析

暖湿切变暴雨是典型的强对流暴雨，伴有猛烈的雷暴活动，突发性很强。往往爆发前几小时之可见少量卷云，入夜后积云迅速发展成积雨云，雷雨倾盆而注[6]。25日夜间和26日夜间暴雨暴发前几个小时(25日20时和26日20时)地面图可见只有少量卷云和积云，入夜后（23时后），积云迅速发展成满天的积雨云，电闪雷鸣，强降雨倾盆而注。25日夜间和26日夜间的暴雨是典型的暖湿切变暴雨，伴有猛烈的雷暴活动，突发性很强。25日和26日夜间暴雨面积在几十平方公里到几百平方公里，属于中小尺度雨区。26日入夜后爆发的雨区中，在巴音镇形成80.0mm的暴雨中心，等雨量线的梯度很大，而相距不到50km的杭后只有6.8mm降水，相距不到100km的五原县无降水。此次暖湿切变暴雨见证了历时短、强度大、局地性强的特点，并具有巨大的破坏力，是预报服务上最值得引起警惕的。

图1 2012年6月25日20时、26日20时)500hPa高度场（单位：dagpm)

图2 2012年6月26日22时15分(a)、27日0时45分(b)、5时15分(c)、8时15分(d)云图演变

4 物理量场分析

4.1 当地T-logp图分析

25日20时TlogP图显示，临河和乌中旗K指数分别达到 40℃和 32℃，SI指数分别为-4.6℃、-2.4℃，对流有效位能分别为 1719.3 J·kg-1、906.2 J·kg-1，大气层结不稳定，达到河套地区强对流发生条件。

26日20时TlogP图显示，临河和乌中旗K指数分别达到 33℃和 32℃，SI指数分别为-1.6℃、1.3℃，对流有效位能分别为 270.1 J·kg-1、482.0 J·kg-1，可见西部地区更有利于强对流发生发展，与实况强降水相吻合。

4.2 假相当位温分析

本次暴雨过程中，河套地区切变线东南侧△(500～700)＜0，△(700～850)＜0，气层对流性不稳定。利用 25日 20时和 26日 20时，500 hPa、700 hPa、850 hPa百帕假相当位温场分析得出河套地区大部都处在△＜0 的区间内，θse850＞θse700,θse700＞θse 500，假相当位温θse随高度减小显著，河套地区不断得到暖湿不稳定空气的输送，使暴雨区的对流不稳定不断重建。且河套地区位于T850-T500=36℃的中心区域内，大气层结极不稳定。高能带位于杭锦后旗、临河、五原、乌拉特前旗南部一带，与暴雨区十分吻合。

4.3 水汽条件

在强降水过程中，850hPa～700hPa水汽通量散度有一中心为-10×10-7g·cm2·hPa-1·s-1的水汽辐合带；700hPa和850hPa比湿梯度大，比湿最大值达到了12g·kg-1，对降水非常有利。

通过物理量场分析，假相当位温和比湿场场上河套地区均处于梯度大值区，比湿和Qse平流强,高低层湿度、能量差动平流大，局地增湿增能显著，25日和26日夜间暖湿切变触发了副高西侧不稳定能量释放，造成了沿山地区强对流性降水的发生。

5 卫星云图分析

25日21时45分，高空槽云系前方有对流单体首先在乌后旗西部生成，由于受副高外围阻挡及中低层辐合系统垂直叠置影响,上升运动强烈，东移缓慢。26日3～5时对流云团范围扩大，结构密实强盛，引发了后旗沿山至乌前旗西南部的对流性暴雨。

图3 25日22时06分组合反射率因子(a)、单体趋势(b)、27日0时36分组合反射率因子(c)、单体趋势(d)

26日22时15分，对流云团首先在临河北部生成并迅速扩展北移（图2a）。27日0时45分随低层切变辐合系统作用下，对流云团北移至乌后旗沿山，受山脉阻挡，对流发展强盛，强降水开始（图2b）。5时15分，该云团与上游东移云团合并加强，列车效应明显，沿山一带强降水持续（图2c）。8时之后该团减弱北抬进入蒙古国南部（图2d），河套地区对流性强降水趋于结束。

6 雷达资料分析

25日20时，乌后旗西部出现零散回波。回波在阴山山脉地形作用下发展加强，范围不断扩大。在1.5°仰角上，22时06分后旗青山对流单体回波强中心达到62dBZ(图3a),单体

云顶高度7km，液态水含量为50kg/m2(图3b)。在移动过程中右前侧不断有新生回波生成，22时49分多个零散回波合并，回波梯度较大，多单体中心强度维持在55～58之间。强对流云团越过山脉进入套区扩展东移，造成沿山及套区大部对流性强降水。强降水回波持续近5h，巴彦淖尔市杭锦后旗1h降水量达到36.8mm，强降水造成乌后旗沿山山洪爆发。

从26日21时50分开始，在河套地区沿黄河一带出现多个单体回波，回波在北抬东移的过程中范围不断扩大，受阴山山脉阻挡，回波在阴山脚下加强。在1.5°仰角上，27日0时30分回波呈片状，有多个强中心在沿地面辐合线不断生成。强中心发展北移至后旗巴音镇，强度达到60dBz（3c）。从单体趋势看，云顶高度接近8km，液态水含量32kg/m2（图3d），巴音镇雨强达到42.4mm/h，强降水再次引发沿山一带山洪爆发。

7 结论

25日夜间和26日夜间对流性降水分布极不均匀，突发性强，有明显的日变化，入夜后对流发展旺盛，而白天较弱或出现间歇。

高低空温度差的增大和高能舌的存在为降雨的发生储备了潜在能量。暖湿切变触发了25日和26日夜间的强对流。

对流单体在副高西北侧切变中合并发展，中尺度对流云团在阴山山脉南麓喇叭口地形作用下，暖区内中尺度辐合增强，动力抬升条件更加强势，对降水有明显的增幅作用。

卫星云图和雷达回波产品实时反映了对流云团的列车效应和遇山增强作用，对强降水量级和强度的判别有明确的指示意义。