阳泉市“7·21”强降水天气诊断分析

王妍 牛晨煜

摘要 利用常规观测资料、地面自动气象站资料、卫星和多普勒雷达等，分析了2021年7月21—22日出现在阳泉市的一次强降水天气过程。结果表明：該降水天气过程与冷涡和台风相关，副高异常偏北，发生在上冷下暖的环境配置下，东南季风输送水汽充足，对流在地面露点锋和辐合线附近触发。北京RMAPS 3公里模式对暴雨的位置和量级有较好的指示。

关键词 暴雨;台风;副高异常

中图分类号：P458.121 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）10–0104–03

暴雨是山西省危害较大的气象灾害，7月下旬至8月上旬副高北跳，阳泉地区暴雨频发。利用常规观测资料、地面自动气象站资料、卫星和雷达等，对2021年7月21—22日出现在阳泉市强降水过程进行诊断，以期找到本次暴雨天气成因。

1 “7·21”强降水天气实况

2021年7月21—22日山西省阳泉市出现了强降水天气，全市降水量介于42.3～117.4 mm之间。降水局地性强，为混合性降水，雨区呈块状和西北—东南走向的带状，暴雨中心位于阳泉东部沿太行山一带和阳泉中部地区。阳泉国家站6 h最大雨量达49.7 mm，降水具有对流性质，主要降水时段集中在21日白天和22日凌晨。

2 环流形势和系统配置

2021年7月21日08：00 500 hPa为东高西低的环流形势，欧亚中高纬多短波槽活动，河套地区有华北西部涡（图1）。副高极度偏强，5880 dagpm线到达了30°N以北，稳定于120°～150°E，形成明显的下游阻挡形势，使上游低槽移速减慢，河套低涡在晋陕两省交界处稳定少动。西太平洋上台风“烟花”维持并缓慢北上，在台风和副高西南侧之间构建了西北—东南向的水汽通道，有利于水汽和能量不断向大陆输送。700～850 hPa上空山西东部切变线明显，配合东南风急流中心左前方水汽的强烈辐合上升，有利于来自太平洋上的潮湿空气在该处凝结，形成暴雨。200 hPa高空环流形势为两槽一脊，太平洋上有一低压区，南亚高压发展强盛，高低压之间有最大风速达54 m/s的急流轴，阳泉在急流出口区左侧。21日白天阳泉地区在低层暖切和夜间急流加强共同作用下降水有增强趋势。22日冷涡东移进入山西在吕梁太原一带摆动，但随着台风“烟花”北抬逐渐靠近我国，水汽供应被切断，同时700 hPa上位于阳泉的切变线消失，降水逐渐减弱。21日02：00河北东南部有地面辐合线出现，之后北移并维持在河北中部。22日02：00阳泉地区有东北西南向辐合线穿过，同时21—22日沿太行山一带有露点锋，提供了对流发生的条件（图2）。阳泉市东、北、西北三面环山，在山脉之间分布着一些山间盆地，偏东气流与太行山脉夹角较大，气流受到地形强迫抬升运动强。在这些因素的共同作用下，使得对流系统激发并发展北移，在东侧太行山阻挡下，使得阳泉市出现局地性暴雨天气。

3 物理量分析

由于阳泉没有探空资料，故选取上游邢台站进行分析。21日08：00显示湿层深厚，特别是500 hPa以下相对湿度大，850 hPa到地面的比湿均大于 12 g/kg，从底层到高层一致的偏东风，没有明显的风向变化;K指数为35，850 hPa假相当位温为328 k，700 hPa以下风随高度顺转有暖平流，配合500 hPa冷中心，上冷下暖大气层结不稳定。零度层高度为4.8 km，TCL为0.2 km，暖云降水效率高。但0～6 km垂直风切变为6 m/s，Cape值较小，SI大于0，不利于产生雷暴大风。阳泉市可降水量超过6.0 cm，达到山西省产生暴雨天气的指标。在200 hPa风场上阳泉市位于急流分流区，对应850 hPa存在垂直速度大值区，有强烈的上升运动。低层散度场急流轴两侧为较强的辐散区，低层辐合高层辐散抽吸作用明显。21日白天与22日02：00低层辐合大值区与主要降水集中时段一致。

4 卫星云图和雷达回波特征

20日00：00，河南北部有云顶亮温为-59℃、-58℃、-58℃、-55℃的中尺度对流云团A、B、C、D生成，云团C东南侧出现卷云砧（图3a）;02：00，A云团发展，B云团北移进入山西省，C云团从中部断裂东退减弱，D云团逐渐减弱消失;03：00，云团A、B、C在新乡合并（图3b）;10：00，合并的对流云团E发展呈涡旋状;17：00，云团E破碎减弱逐渐与其南部新生成的小颗粒状对流单体合并成中尺度对流复合体F。

受对流云影响，河南省20日出现特大暴雨天气，自动站单日降水量突破400 mm。经过近10个小时的发展，21日02：00（地面辐合线附近）对流复合体F演变成熟，云顶亮温低至-75℃，其尾部有新生对流K发展并开始影响阳泉市，导致出现局地暴雨天气（图3c）。

对应云图的变化，石家庄雷达记录了对流云团演变。21日08：18雷达显示阳泉市附近有大片絮状混合云降水回波，太原和寿阳之间有超过40 dBz的对流雨团，平均径向速度图上存在相应的风场气旋式辐合（图4）。08：36回波单体发展增强，对流单体反射率因子最大55 dBz达到6 km。

5 模式检验

从21日08：00起报的EC模式来看，对副高和台风位置和强度预报较为准确，但对低涡的移动路径预报有偏差，预报为低涡在陕西境内南移，实况为气旋式东移进入山西省并维持;EC模式预报阳泉市大部有暴雨，与实况相差较大，对降水落区和降水量级预报准确率低。经检验，北京RMAPS 3公里模式预报与实况趋于一致，对暴雨的位置和量级有较好的指示。

6 结论

（1）副高异常偏北形成明显的下游阻挡形势，使河套低涡在晋陕两省交界处稳定、少动。

（2）西太平洋有台风发展北上，与副高维持较强的低空东南季风急流，使山西省增暖增湿。

（3）在露点锋和地面辐合线触发条件下，河北南部激发对流并发展北移，在太行山脉阻挡下，阳泉市出现局地性暴雨天气。

（4）北京RMAPS 3公里模式對本次暴雨位置和量级有较好的指示。

参考文献

[1] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2000：431.

[2] 俞小鼎，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，2006：116-122.

责任编辑：黄艳飞

Analysis on the Cause of “7·21” Heavy Rain in Yangquan

WANG Yan et al（Yangquan Meteoro-logical Bureau of Shanxi Province， Yangquan， Shanxi 045000）

Abstract Based on the observation data， ground automatic weather station data，satellite data and Doppler radar，analyze a heavy rain in Yangquan City from July 21 to 22， 2021.The results show that the heavy rain is related to the cold vortex and typhoon.The western pacific subtropical high anomalous northward.It occurs the upper cold and lower warm environment configuration.The southeast monsoon transports abundant water to the inland，and the convection is triggered close to the dew-point front and convergence line on the ground.The RMAPS-3km weather forecasting model of Beijing has a good indication for the location and magnitude of the rainstorm.

Key words Torrential rain; Typhoon; The western pacific subtropical high anomalous