2018年7月11日满洲里暴雨成因分析

郭永辉

【摘   要】 2018年7月11日，满洲里地区出现暴雨天气过程，本文对该次暴雨的产生的环流背景、水汽条件、动力条件、不稳定能量等方面进行分析。结果表明高空天气系统的调整为本次暴雨产生提供有利的环流背景，高低空急流的耦合作用为本次暴雨提供有利的动力条件，同时低空急流带来渤海附近的水汽为本次暴雨的持续和短时强降水的产生提供可能，不稳定能量的贮存与释放加剧了暴雨的产生。最后本文得出此次暴雨产生的机理模型，对本次暴雨进行较为明了的说明。

【关键词】贝加尔湖低涡;副热带高压;水汽输送;高低空急流耦合;多对流单体

Analysis on the cause of heavy rain in manzhouli on July 11， 2018

Guo Yonghui

（Manzhouli meteorological bureau， Inner Mongolia    021400）

[Abstract] On July 11， 2018， there was a rainstorm weather process in manzhouli region. The paper analyzed the circulation background， water vapor condition， dynamic condition， unstable energy and other aspects of the rainstorm. Results show that high altitude weather system is adjusted for the heavy rain provide favorable circulation background， height of air jet coupling provide favorable dynamic conditions for the heavy rain， and low level jet near bohai sea water vapor for the continuous and short supply of the heavy rain of heavy rain in May， the unstable energy storage and release contributed to the heavy rain. Finally， the paper obtains the mechanism model of the rainstorm and explains the rainstorm.

[Keywords] baikal lake low vortex;subtropical high pressure;water vapor transport;high and low air jet coupling;multi-convection cell

我国是一个多暴雨国家，但满洲里地区暴雨较少，年平均暴雨次数不足0.3次。暴雨作为气象灾害的一种，出现就会给人民的生命财产带来损失。满洲里属于东北地区，因此本文主要讨论在东北地区大气候背景下该次暴雨产生的原因。郑秀雅等（1992）[1]对东北暴雨进行系统的统计分析，指出西风带、副热帶高压和热带环流的相互作用对东北夏季暴雨起着主要作用，而东北暴雨也主要分为台风暴雨、气旋暴雨和冷涡暴雨这三种形式。朱乾根等（1992）[2]总结了东北地区暴雨的环流特征：500hpa上位于110～120E之间的长波槽与位于30N以北的副热带高压脊相结合，且中低层存在西南风急流，在急流北端产生暖锋式切变，在这种形势下，地面气旋活动频繁，当它移入东北时，常产生暴雨，当有台风北上进入长波槽前时，常产生特大暴雨。丁一汇等（2009）[3]研究认为，东北地区虽然处于中高纬度，受西风带影响，但中低纬的环流系统的相互作用仍对东北暴雨的产生有十分重要的影响。2018年7月11日，满洲里地区出现暴雨天气，尤其互市贸易区4小时降雨达57.3mm，最大小时雨强25.4mm，出现短时强降水现象。本次暴雨在满洲里比较罕见，值得深入分析，为今后本地区的暴雨预报提供一定依据。

1  暴雨产生的环流背景及水汽条件

1.1  暴雨产生的天气环流背景

2018年7月11日08时，500hPa高度场上贝湖附近有一深厚低涡，同时副高北抬，最北已伸至东北地区，低涡与副高之间强盛的西南气流形成了有利于东北地区出现暴雨的环流形势。此时我市500hPa受高度脊控制，至11日20时高空低涡东移，而副高稳定少动，高空锋区加强。850hPa我市处于气旋中心，明显的偏南低空急流也与高空锋区相一致，将渤海附近水汽带至本地。

1.2  本次暴雨满洲里地区异常充沛的水汽

大气中水汽含量与暴雨的强度有密切的关系。比湿能直接反映当时空气中水汽的含量，而水汽通量则能直接表明外部往本地的水汽输送情况，本文将从这两方面对11日的暴雨天气的水汽进行分析。11日08时850hPa，满洲里上空比湿为10g/kg，至11日20时比湿仍为10g/kg，比湿不变表明此期间满洲里上空水汽含量变化不大，而此期间互贸区降水已达45.6mm，说明在此期间满洲里有强烈的水汽输送，水汽通量也恰恰表明此期间满洲里水汽输送很大，在11日08时，850hPa水汽通量18g/（s·hPa·m），至20时850hPa水汽通量为10g/（s·hPa·m），水汽输送开始减弱，而此时降水也开始减弱。

2  暴雨产生的强烈的动力条件

2.1  高低空急流

本次暴雨高低空均有急流出现，300hPa有明显的西南风急流，急流中心风速达32m/s，我市位于高空急流出口区的右侧，为辐散区，有利于上升运动，而850hPa为南风急流，中心风速16m/s，我市位于低空急流出口区的左侧，为辐合区，高空辐散区与低空符合区相互耦合，高低空上升运动相互叠加，在本地产生强烈的上升运动，有利于暴雨的产生。

2.2  垂直速度和散度

上升运动将水平输送来的水汽向上输送，同时使空气绝热冷却达到饱和，从而凝结成水滴下落。垂直速度和散度将直接反映出上升运动的强弱，本文从这两方面对此次暴雨的上升运动进行分析。11日08时，满洲里850hPa垂直速度为-3m/s，到11日20时垂直速度增加至-18m/s，上升运动有一个明显的加强过程。11日08时，850hPa为正散度区，至11日20时变为中心数值-50x10-5s-1的辐散中心，上升运动强烈。强烈的上升运动为此次暴雨的产生提供了良好的动力条件。

3  不稳定层结

3.1  差动温度平流

11日20时500hPa存在-15℃冷中心，高空冷涡与西太平洋副高之间强盛的西南气流与等温线的交角几乎垂直，500hPa存在强盛的冷平流，此时850hPa风仍为南风，但850hPa我市受温度脊控制，偏南低空急流不仅带来大量的水汽，也带来强烈的暖平流。这种500hPa冷平流、850hPa暖平流的高低层温度平流差异造成满洲里局地的大气层结不稳，有利于暴雨的产生。

3.2  不稳定能量

不稳定能量在暴雨产生前会有一个积累过程，表现为Δθse或者K指数的逐日增大，或者T-lnP图上的正能量面积逐日增大的过程[4]。此次暴雨满洲里地区K指数最大达36℃，临近俄罗斯30965站T-lnP图上这种不稳定能量的贮存表现的更为明显，表现为温度层结曲线与露点曲线上下靠拢中间分开的枣核状（图4）。这种不稳定能量的贮存在强烈的上升运动下得以释放，有利于暴雨的产生。

4  卫星云图及雷达

在卫星云图上，11日17时表现为一个对流单体在我市稳定少动，东南部大片涡旋云系开始形成并向北移动。至20时本地对流云团与北抬涡旋云系合并，表现为一个类似逗点云系的形式，而我市恰好处于逗点云系的头部位置。此后云图逗点表现更加明显。在雷达图上，本站雷达北部有明显多对流单体，最大回波强度65dBZ，并且速度在雷达西北位置有明显气旋式切变，该中气旋存在也对本次降雨有明显的加强作用。

5  結论与讨论

（1）500hPa贝加尔湖低涡东移，西太平洋副高北抬至东北地区且稳定少动，两者之间锋区加强，强盛的西南气流为本地带来水汽。（2）前期本地区多降水，短时间的晴朗天气使地面水汽蒸发，导致下湿上干的不稳定层结条件，同时也保证了本地充足的水汽条件。（3）强烈的低空急流将渤海附近水汽带至我市，使本地水汽得到大量补充，有利于暴雨的维持。（4）高空辐散与低空辐合相互耦合，为我市带来强烈的上升运动。（5）前期不稳定能量的贮存在强烈上升运动下得以释放，有利于降雨的加强。（6）本地对流云团与东南方向涡旋云系汇合发展成逗点云系，我市处于逗点云系的头部，在雷达图上强度表现的更加明显，最大回波强度达到65dbz，同时西北部的中气旋也为此次暴雨的产生提供有利的条件。

暴雨的产生机制涉及诸多方面，本文从天气尺度对环流形势、水汽输送、动力条件及不稳定能量的释放等方面对本次暴雨进行分析，对于中小尺度的问题还需进一步分析。

参考文献：

[1] 郑秀雅，张廷治，白人海.1992.东北暴雨.北京.气象出版社.229.

[2] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.2011.天气学原理与方法.北京.气象出版社.363-364.

[3] 丁一汇，张建云， 许小峰.2009.暴雨洪涝.北京.气象出版社.59-83.

[4] 顾润源，孙永刚，韩经纬，等.2012年.内蒙古自治区天气预报手册.北京.气象出版社.174-175.

[5] 廖晓农，倪允琪，何娜，等.2013. 导致“7.21”特大暴雨过程中水汽异常充沛的天气尺度动力过程分析研究.气象学报.71（6）：997-1011.