祁 蕾
(兴安盟气象局,内蒙古 乌兰浩特 137400)
2017年7月7 —11日,内蒙古自治区兴安盟出现强降水天气过程,期间伴有短时强降水、冰雹、雷雨大风等强对流天气。7日08:00至11日08:00,3个站累积降雨量超过50.0 mm,分别为中旗吐列毛都镇罕查干55.9 mm、阿尔山五岔沟镇南沟55.8 mm、中旗吐列毛都54.0 mm。累积降雨量为25.0~50.0 mm的站点有55个,主要分布在中西部地区。主要降水时段在7日白天至8日白天。7日11:00左右,降水从南部地区开始,随着时间推移雨带逐渐向北推进。7日白天降水集中在中南部地区,夜间降水集中在中北部地区,8日白天之后则以分散性的雷阵雨天气为主,9日以后降水强度和范围明显减弱。
此过程2个自动站出现短时强降水天气,分别在前旗巴达仍贵和扎旗巴达尔胡镇乌都岱,小时降水量分别为28.5 mm和23.6 mm。7日至9日午后,共17个站出现雷雨大风天气,最大风速出现在7月9日下午科尔沁右翼中旗新佳木,极大风速超过11级,同时根据灾情反馈信息,在9日下午同时段,新佳木出现冰雹和洪涝灾害,据初步统计农田受灾面积2 866.0 hm2;农田成灾面积1 167.0 hm2,农田绝产面积233.0 hm2,共涉及农户1 042户3 535人,损毁房屋3间。
500 hPa高度场上,蒙古冷涡生成并发展,东移带来的冷空气南下与偏南气流带来的暖湿空气交汇,降水开始出现。7日08:00,贝加尔湖以西有高空槽存在,在槽的底部45°~50°N、110°~115°E 范围内有一条闭合等高线,中心强度568 dagpm,此时兴安盟受到脊的控制,冷涡呈继续发展的态势,向东北方向移动并加强。8日08:00,贝加尔湖的槽与冷涡合并,冷涡加深形成两条闭合等高线,中心强度达到564 dagpm,兴安盟位于高空冷涡前部。9日08:00,低涡中心位于兴安盟西北部地区。10日08:00,低涡减弱成槽,兴安盟位于槽的底部,高空槽继续减弱东移。11日08:00,基本移出兴安盟,降水趋于结束。此次降水过程与冷涡发展至消亡的过程基本一致,7日08:00至8日08:00是冷涡发展过程的主要时段,也是兴安盟的主要降水时段。8日08:00至10日08:00是冷涡减弱至消亡的过程,兴安盟地区的降水趋于减弱。
海平面气压场上,7日08:00蒙古气旋中心位置在44°~46°N、111°~115°E,中心气压为 997.5 hPa。8日08:00气旋中心加强发展略向北移,中心气压为990 hPa。9日08:00气旋中心继续北移发展,范围增大,位置在46°~52°N、115°~120°E,中心气压为990 hPa。10日08:00气旋中心继续加强发展,中心气压降至987.5 hPa,兴安盟位于低压底部。11日08:00气旋中心基本移出兴安盟。综合来看,主要降水时段(7日08:00至8日20:00),兴安盟位于地面气旋的前部,辐和较为明显,地面受到偏南气流的控制,有利于水汽的输送,9日开始兴安盟位于气旋的底前部或底部,地面风向发生转变,逐渐转为西北气流控制,兴安盟降水趋于结束。此次降水过程的大值区与地面气旋的距离更近,低层水汽和不稳定能量积累增多,配合850 hPa和700 hPa位于兴安盟中部的暖湿切变线,使得不稳定能量得以释放,产生了此次大范围的强降水天气过程。
7月8日08 :00,温度场上低层850 hPa上有暖舌伸向东北地区,兴安盟位于冷暖交替的区域,有利于不稳定能量的触发,产生对流性天气。兴安盟存在暖湿切变线:850 hPa切变线(红色)的位置比700 hPa切变线位置偏北。从低层风向上来看,兴安盟有西南风和西北风的辐合,有利于低层暖湿空气在兴安盟的积累。从低层温度露点差来看,850 hPa存在湿舌,自东南向西北发展延伸,兴安盟大部地区水汽条件较好,水汽通道已经建立,加之兴安岭地形的阻挡作用,水汽在兴安盟积累。与降水实况比较来看,降水的大值区位于850 hPa和700 hPa切变线附近,位于暖舌西侧冷暖空气交汇的地区。
从比湿场(图略)来看,水汽通道得以建立,加之地形的阻挡作用,有利于水汽向兴安盟的输送和积累。7日08:00兴安盟水汽条件较好,大部地区比湿在8 g/kg左右,比湿开始增大。受到大兴安岭南麓的阻挡作用,水汽在兴安盟辐合。8日08:00兴安盟存在水汽的大值区,主要位于兴安盟中西部地区,与降水大值区基本一致,比湿最大可达16 g/kg。9日08:00至10日08:00,降水逐渐减弱,水汽条件转差,比湿在10 g/kg左右,以分散性降水为主。
从散度场来看(见图1),7日20:00兴安盟大部地区低层辐合,辐合较强,中心位置位于兴安盟西北部。8日08:00低层辐合中心东南移动,兴安盟大部地区辐合减弱,低层辐合有利于水汽的积累。从垂直速度场来看(见图1),7日20:00兴安盟大部以上升运动为主,上升运动中心区域位于阿尔山附近。8日08:00上升运动减弱,兴安盟西部出现下沉运动。综合来看,在主要降水时段(7日08:00至8日20:00)低层辐合中心和上升运动中心与降水大值区域略有差异,出现这种情况主要是受到地形的作用:兴安盟呈现西北高东南低的态势,偏南气流带来的能量和水汽在大兴安岭南麓堆积并释放,在兴安盟中部地区产生较强的降水天气。
图1 2017年7月7日08:00至8日20:00 500 hPa散度场和垂直速度场
从850 hPa假相当位温场(见图2)来看,7日20:00有一高能舌由东南向西北伸向兴安盟。8日08:00高能舌继续向西北方向加强发展,范围有所扩大,假相当位温大值区西北上移至兴安盟偏东地区,中心值为76℃。从850 hPa的Ki指数(见图2)来看,在主要降水时段(7日08:00至8日20:00)全盟大部地区Ki指数在40 ℃以上。综合来看,前期不稳定能量不断积累,随着降水的产生,不稳定能量得以释放,到了9日08:00高能舌和Ki指数均减小[1]。
图2 2017年7月7日08:00至8日20:00假相当位温和Ki指数
从可见光云图(图略)来看,7日14:00涡旋云系已经形成。14:00—17:00涡旋云系东移发展,范围逐渐扩大。兴安盟位于涡旋云系的东北象,受到偏东气流的控制。到了8日14:00,兴安盟位于该涡旋云系的前部,该云系的涡旋特征更为清晰、明显。兴安盟受到西南气流和东南气流的共同作用,降水的对流性更加明显。9—10日,兴安盟仍受到涡旋云系的影响,出现分布不均的阵性降水天气[2]。
针对本次强降水天气过程,7月6日兴安盟气象台发布了明显降水天气重要天气报告:受降水云系影响,预计从6日夜间开始到9日兴安盟大部分地区将出现明显降雨,较强降雨主要集中在7—8日。雨量一般为20.0~30.0 mm,部分地区为40.0~60.0 mm,局部地区可超过70.0 mm。此次降雨过程可能伴有雷电、冰雹、短时强降水等强对流天气。7月7日发布大到暴雨天重要天气报告:预计从7日午后开始到9日兴安盟大部地区将出现大到暴雨天气,较强降雨主要集中在7日午后到夜间。大部分地区雨量为30.0~60.0 mm,局部地区可超过70.0 mm。7月7日10:00发布暴雨蓝色预警:预计7月7日14:00至8日14:00,中旗中北部、突泉中西部、前旗中西部地区有暴雨(50.0~80.0 mm);上述部分地区有短时强降水,局地伴有雷暴大风、冰雹等强对流天气,最大小时降雨量20.0~40.0 mm。根据气象台预报,7月7日11:20兴安盟气象局启动重大气象灾害(暴雨)Ⅳ级应急响应,要求盟局办公室、业务科、气象台、人影中心、信息保障中心、后勤服务中心以及各旗、县、市气象局立即进入应急响应状态。本次强降水过程,气象台共发布重要天气报告3期、暴雨蓝色预警1期、雨情公报5期、灾情快报1期。