豫东一次短时强降水天气过程分析

曹明明

基于常规气象观测资料、红外云图、多普勒雷达产品，对2016年8月25日周口市出现一次短时强降水过程的环流背景、水汽条件、触发机制、红外云图及雷达回波特征进行了综合分析，结果表明：（1）此次过程是由冷空气主导，地面前期增温增湿明显造成冷暖气流交汇继而形成的强对流天气。（2）此次降水水汽输送不明显，降水主要受空气中水汽含量影响。我市比湿大，整层可降水量高，因此在我市有暴雨点的产生。（3）卫星云图上大范围中尺度对流云团运动方向前侧，边界光滑，温度梯度大处，可见光云图上暗影纹理明显、存在对流泡结构表明将有大范围强对流天气。根据卫星云图上云团发生、发展的特点可提前1小时左右预报预警强对流天气。（4）雷达图上可以看到有较高的水汽含量和回波顶高，且最大回波强度在50-55dBz，说明此次降水过程中短时强降水的产生。

1、实况分析

2016年8月25日下午河南省北中部地区自北向南出现雷暴并强降水天气过程，周口市16-17时出现闪电、短时大风和短时强降水，西华站小时雨强达到69.1mm，淮阳站达到44.4mm。25日08时至26日08时24h总降水量淮阳站108.3mm，西华站达到94.8mm。逐小时降水量图可以看到降水多集中在25日15时至18时。

2、天气系统分析

25日08时，500 hPa上588线北抬至37°N，整个河南位于588控制下。700hPa为西北气流控制，东北冷涡稳定存在。850hPa我省中部有切变线，但没有有利的水汽输送。925hPa为弱的偏北风。由高空中分析综合图可以看出：08时，700hPa温度槽位于河套地区，同时700hPa显著降温区已经压至华北。豫东南地区属于500hPa干区。在08时天气图上并不能分析出中低层的高湿区。此次降水与上午的增温过程密切相关。

20时，随着冷空气南下，588线西南移动，我市位于588东侧偏北气流里。700hPa-850hPa转为一致的偏北风。大气层结慢慢趋于稳定，强对流天气也逐渐减弱。

前期我区一直位于588線控制下，24日出现35℃以上的高温天气。25日08时雨区主要位于山东及豫北地区，降水强度较大，伴有大风天气。郑州地区处于低压倒槽顶部，有明显的风向辐合。对于我市来说，仍位于地面偏南气流里，天气以晴天间多云为主。上午升温很快。15时大部分地区气温达到35℃以上，周口市气温达到37℃。

25日14时雨区已经南亚至我省中部，沿京广线分布，伴有雷暴天气，各站点风速也显著增大。我市的西部北部开始受到影响。由于14时地面温度高于35℃，高低层暖湿增强，地面有偏北风和偏东风的辐合，更易于发生强对流天气。在15时我市开始有明显降水。

3、大气层结分析

分析阜阳站25日08时探空曲线可知：500hPa有明显干层。分析同时段北部站点郑州的探空图，对流有效位能为2272.4J/Kg，有利于对流的发生。同时层结温度参数类，K指数41，沙氏指数为-1.88，均预示有强对流发生的可能。从地面到700 hPa上温度露点差为1-2℃之间，低层水汽条件较好。垂直方向的方向上，近地层为西风，到500 hPa上风向逐渐转为西北风，风随高度顺转，有暖平流。阜阳站和郑州站探空的区别也说明了此次过程的影响对偏北地区较早，偏南地区较晚。25日14时阜阳探空可知，对流有效位能为1639.9J/Kg，较前期增大，存在一定的不稳定能量，中低层有一浅薄湿层明显，中层700-500 hPa之间有明显的干冷空气侵入，对对流天气的发生比较有利。在垂直风向上，近地层为东北风，500 hPa上转为西北风，风速增大，有一定的风速切变。

通过以上分析，这次过程低层水汽较为饱和，中层有干冷空气的侵入，高层为暖平流，风向上还有一定的风向切变，有利于对流风暴的发展和维持。而这种上干冷下暖湿的大气层结加之中层干冷空气侵入，为此次强对流天气的发生提供了有利的条件。同时对阜阳站的分析表明，此次降水有一定的局地性，受冷空气南下时间和午后升温造成的地面增温影响较大。这次过程属于短时过程，20时郑州、阜阳站均已处于稳定的大气层结中。

综合分析25时水汽条件，可以看到25日08-14时低层比湿场较大。我市08-14时，850hPa比湿均在14g·kg-1左右。825hPa比湿达到16g·kg-1，达到河南省暴雨物理量指标。分析水汽输送，08时河南省处于水汽通量散度场的负值区，说明有一定的水汽输送。850hPa和925hPa都有一定的水汽输送，但数值较小。14时水汽输送不明显。水汽通量散度场说明此次降水的水汽主要是来自本地水汽，前期的高温高湿天气造成大气整层可降水量的增大引起此次的强降水。此次降水在豫东地区达到多个暴雨点也说明了豫东地区由于整层水汽含量较多造成较强的降水。

4、卫星云图分析

从卫星云图上看（图略），云带由西北向东南移动，移速较快。而造成此次降水的是云带上中尺度对流云团的作用。25日11时的红外云图上可以看到有山东西南部和河南西南部分别有一个中尺度对流云团。随着山东降水的结束，降水区域随着冷空气向西南移动。同时河南西南部的中尺度云团迅速发展，形成MCC。在云团移动时，移向前测温度梯度大，易产生对流。从可见光云图上看，该云团前侧有白亮的泡状结构，运动方向前侧边界光滑，后侧羽状云砧均。这些云图特征表明云顶高度高、云内对流旺盛，预示着将强对流天气。12：30-14：30卫星云图显示云团移动迅速，清晰展示了云团对我市的影响时间，有利于预报预警。

5、雷达回波分析

从驻马店雷达组合反射率图上看出，此次过程是一次带状回波自西北向东南移动，回波前段反射率因子最大，为55dBz，是短时强降水产生区域。25日15时01分回波开始影响我市西部北部，我市西华回波达到50dBz。15时38分时回波已经覆盖我市大部分地区，说明此次降水的移动较快，同时西华、淮阳地区回波达到55dBz，并维持了较长的时间，解释了此次降水西华淮阳雨量偏强的原因。17时之后我市回波强度在35-40dBz，降水强度减弱。

从垂直液态水含量可以看出这次过程中液态水含量较高，有利于短时强降水的产生。回波定高在回波的前沿较高，侧面说明回波前沿冷暖气流交汇，上升运动强烈，有利于强对流的发生。

（作者单位：466000河南省周口市气象局）