长春市201 7年7月1 6日一次短时强降水过程分析

刘瑞琪　孙子媛　李佳

摘要：本文使用地面自动站资料、数值预报资料和雷达回波产品，结合高低空、地面实况，对长春市2017年7月16日出现的一次短时强降水过程进行分析。结果表明：500hPa高空槽、副热带高压，850hPa冷式切变线和地面低压是这次降水的主要天气尺度系统;降水过程中强烈的不稳定能量释放和垂直上升运动，表现出中尺度系统降水特征;雷达回波图中具有典型的热带强对流降水回波特征，存在明显的中尺度辐合和逆风区，证明中尺度系统是造成此次过程的直接天气系统。

关键词：短时强降水;多普勒雷达;物理量诊断;中尺度辐合

1天气实况和环流背景分析

1.1降水实况分析

2017年7月16日O时至08时，长春市出现短时强降水天气，全市过程平均降水量20.Omm，其中长春市区39.1mm、九台区29.5mm。降水主要集中在7月16日03 - 07时，降水强度大，局地性强。德惠市朱城子镇西兴村，02 - 03时1小时最大降雨量达54 .2mm。多站连续出现超过20mm/h的降水，如表1。降水大值区呈西北——东南向带状分布。

表1 7月15日20时-16日08时

出现大暴雨测站及其>20mm的th降水量

1.2环流背景分析

过程发生前7月15日20时，500hPa环流形势为两槽一脊型，在贝加尔湖附近的高压脊前不断有冷空气下滑影响长春市。西太平洋副热带高压脊线位于江汉地区，位置稳定，在副热带高压的西到北部有一暖湿气流输送带，向副高北侧的锋区源源不断输送高温高湿气流。中低层850hPa有切变线和西南风辐合存在。海平面气压场为东高西低的形势，长春市处在低压槽前。综上，500hPa高空槽、副热带高压，850hPa冷式切变线和地面低压是这次降水的主要影響系统。

2物理量分析

水汽条件方面，由850hPa水汽通量和水汽通量散度图，16日02时850hPa有一东西走向水汽通量和水汽通量散度（辐合）大值轴，横亘在长春市区北部和九台南部地区，水汽通量最大值达到1 5gohPa-10cm - 20s-1，水汽通量散度最强达-12×1 0-7 gohPa-1cm-20s-1。可见，中低层有大量水汽输送而且还有强烈的水汽辐合，为本次短时强降水的产生和维持提供了充沛的水汽条件。动力条件和不稳定能量方面，由700hPa垂直速度图和K指数图，不稳定能量大值区、700hPa强上升运动区与降水大值区基本对应.其中，最大上升速度为- 6Pa/s，K指数最大达380C。结合降水实况分析，多站3-4小时累计降水量达lOOmm，证明有强不稳定能量释放，从而形成强垂直上升运动，表现出中尺度系统降水特征。

3雷达资料分析

3.1降水回波分析

吉林、长春的雷达对此次降水过程有较好的观测，根据基本反射率产品显示，此次降水回波为对流云回波。7月16日3-7时为降水最强时段，16日2：27（北京时间，下同），在农安东南部和德惠南部地区有一强回波单体，最强回波中心强度接近60dBz，回波顶高达12km以上，之后这条带状回波不断南移。6：05又一线式排列强回波，横亘在农安南部、长春市区中部和九台南部，稳定南移。可见，此次短时强降水过程最大反射率强度在50-60dBz，先后两条对流雨带由北向南移动，产生短时强降水。

3.2径向速度特征

16日2：27实际径向速度图中零等速线呈“S”型，表示实际风随高度顺时针旋转【1】，在雷达有效探测范围内有暖平流存在。在3：15、5：12、5：23和6：00均存在明显的中尺度辐合特征（在径向速度图中存在尺度为20 - 200km的辐合），面向雷达方向有明显的风速辐合【1】，其中3：15径向速度图中10 -20km内最大风速差≥12m/s。在径向速度图中，强回波的大片负速度区内，包含了一个正速度区，并有明显的零速度环将正负速度区隔开，有明显的逆风区特征。

3.3反射率垂直剖面特征分析

沿最能体现强降水回波结构的方向剖面，发现7月16日雷达回波中心强度达55-60dBz，16日强回波时段，强回波伸展高度大部分在5 - 6km，45dBz回波顶高度接近8km，低于ocC层高度，表现为低质心回波，具有典型的热带强对流降水特征【2-3】;回波宽度超过20km，55dBz以上的强回波没有接地，回波底约1 5米;回波存在倾斜特征，有回波前倾悬垂特征出现【4】，前侧有弱回波区，表明有强的人流气流进入上升气流，使回波单体不断发展。

4结论

500hPa高空槽、副热带高压，850hPa冷式切变线和地面低压是这次降水的主要天气尺度影响系统，为中尺度天气系统形成提供了环境场。结合物理量分析，有强不稳定能量释放，从而形成强垂直上升运动，表现出中尺度系统降水特征;同时通过雷达资料分析，雷达回波具有典型的热带强对流降水回波特征，有明显的中尺度辐合和逆风区，导致降水回波的汇聚和发展，验证了中尺度系统的存在，是造成此次过程的直接天气系统。

单一利用常规资料预报短时强降水天气难度较大，当灾害天气来临时，要结合数值预报物理量场、雷达回波产品等进行综合分析，以便做出正确的短时临近预报，以减轻强对流天气对人们生产生活的影响。

参考文献

【1】俞晓鼎，姚秀萍，熊廷南，等多普勒天气雷达原理与业务应用[M】北京：气象出版社2006

【2】文海松，杨辉，王恪，等多普勒雷达产品在2次短时强降水过程中的对比分析【J】中国农学通报，2017，33（20）：90-94.

【3】刘烨焜，张韬，裴继儒基于雷达和自动站资料的乌兰察布市一次持续性强降水分析【J】中国农业文摘，2017，5：31-33