2021年汛期松辽流域首场强降雨过程分析

牛立强，周 炫

（松辽水利委员会水文局（信息中心），吉林长春130021）

0 引言

松辽流域地处中高纬度，夏季暴雨、强对流天气多发，具有空间分布不均、突发性强、雨强大、降水时间集中等特点，大范围强降雨和局地暴雨均可能造成严重的洪涝灾害，危害人民群众生命和财产安全。针对我国东北地区暴雨有很多学者进行了研究：孟庆涛等[1]将东北地区夏季暴雨分为6类，分别为台风与西风带系统的远距离相互作用、登陆台风北上与西风带系统相互作用、台风直接暴雨、低槽冷锋暴雨、低空切变型暴雨、东北低涡暴雨。孙力等[2]对1998 年松嫩流域东北冷涡暴雨过程进行诊断分析，指出东亚阻高、西太平洋副高和东北冷涡及它们在强度和位置上的最佳配置构成了松嫩流域持续性暴雨的大尺度环流背景。姬菊枝等[3]对东北地区中北部的一次区域暴雨天气进行了分析，指出暴雨和雷暴天气发生区与MCC冷云相对应。下文主要应用天气学分析和物理量诊断方法，利用NCEP（美国国家环境预报中心）的1°×1°逐6 h 再分析资料和降水实况资料，从环流形势、物理量场特征等方面对2021 年汛期松辽流域首场强降雨过程进行详细分析。

1 降水实况

2021年6月1—5日，嫩江、黑龙江干流、第二松花江、松花江干流、图们江、辽河干流、浑太河、鸭绿江等地降大到暴雨，局地大暴雨，并伴有短时强降水等强对流天气，最大点雨量为第二松花江山麻河四道沟站（吉林省-吉林市-桦甸市）159.2 mm，主要降水时段为6 月2 日，1 h 最大雨强为第二松花江伊通河湖西路站（吉林省-长春市-朝阳区）51.2 mm，出现在6 月2 日15 时。面雨量较大的有：第二松花江69.1 mm，东辽河60.7 mm，绥芬河53.1 mm，浑太河49.7 mm，鸭绿江46.6 mm，图们江43.5 mm，辽河干流41.2 mm。由此可见，此次降雨过程具有持续时间较长、影响范围广、累积雨量大、小时雨强大等特点。

2 环流形势

6 月 1 日 20 时，500.0 hPa 中高纬度环流呈经向型分布，贝加尔湖北侧和鄂霍次克海到日本海一带各有一个高压脊。极地冷空气沿贝加尔湖北侧高压脊脊前偏北气流输送至内蒙古呼伦贝尔西部，受鄂霍次克海到日本海一带阻塞高压阻挡影响，冷空气不断堆积，发展成东北冷涡。温度槽落后于高度槽，表明斜压性较强，冷涡处于发展阶段。2 日20 时，冷涡中心移至内蒙古兴安盟附近，强降水发生在冷涡第一和第四象限。因鄂霍次克海到日本海一带阻塞高压稳定少动，导致高空冷涡东移缓慢，强度长时间维持，是此次降雨天气持续时间较长的原因。随着鄂霍次克海到日本海一带阻塞高压的减弱和东退，到5 日14 时，高空冷涡中心移出松辽流域，降雨过程基本结束。850.0 hPa高空，6 月1 日20 时，在尼尔基流域至松花江干流北侧有一切变线导致松辽流域北部出现强降雨，内蒙古中部上空受高空槽前正涡度平流影响，有一个低涡生成并向东向北移动。2 日20 时，低涡中心移至内蒙古兴安盟附近，松辽流域东南部处于“人字形”切变中，风速大于12 m/s 的偏南急流将黄海、渤海水汽不断向松辽流域中南部输送。松辽流域中南部处于暖平流区，不断地积聚能量，形成“上冷下暖”高低空配置，有利于强对流的发生。5 日14 时，低涡中心移出松辽流域，降雨过程基本结束。地面则表现为蒙古气旋发展加强，中心强度由1 005.0 hPa 降至987.5 hPa，地面冷锋横穿松辽流域，产生强降雨。

3 物理量场特征

因1 h最大雨强出现在第二松花江伊通河湖西路站，且6月2日湖西路站降雨量为124.8 mm，因此以湖西路站暴雨为例，分析其各种物理量场特征。

3.1 动力条件

从散度分布来看，6月2日14时，湖西路站上空500.0～850.0 hPa散度场均为负值，表明中低层辐合较强，最大辐合中心位于550.0 hPa 附近，中心强度增强至-8×10-5/s，同时350.0 hPa附近有一个8×10-5/s辐散中心与之对应，这种中低层辐合、高层辐散形势，有利于暴雨产生。从涡度来看，6 月2 日14时，湖西路站从近地面至550.0 hPa 上空为正涡度，大值中心位于650.0 hPa 附近，强度达9×10-5/s，说明从近地面至中层有强烈的抽吸作用，有利于暴雨的产生。

3.2 热力条件

从假相当位温看，6 月2 日14 时，湖西路站上空700.0 hPa 以下假相当位温随高度递减，往上随高度递增，即700.0 hPa 以下有较强的对流不稳定，加上900.0 hPa 以下比湿值大于10 g/kg，为暴雨的产生提供了有利的热力和水汽条件。2 日20 时，短时强降水发生后，能量释放，假相当位温迅速减小。

3.3 水汽条件

从水汽通量来看，6 月2 日14 时，水汽主要来源于渤海和黄海，松辽流域中南部水汽通量均大于 8 g/（s·hPa·cm），最大值达20 g/（s·hPa·cm），850.0 hPa偏南急流将黄海、渤海水汽不断向松辽流域中南部输送，为暴雨的发生提供了较好的水汽供应。从水汽通量散度看，6月2日14时，湖西路站上空500.0～900.0 hPa都有水汽通量辐合，并且最大辐合中心位于850.0 hPa，强度达-4×10-8g/（s·cm2·hPa），表明湖西路站上空有较强的水汽通量辐合。

3.4 Q 矢量锋生函数

6 月1 日20 时，松辽流域西部开始有锋生出现并向东移；6 月2 日14 时锋生区逐渐东移并覆盖松辽流域中南部地区，强度增强，此时降雨也随之增强；15时湖西路站小时雨强达51.2 mm，伴随强降雨的发生，锋生开始减弱；20 时锋生区移出吉林省长春地区，湖西路站降雨量也开始明显减小。由此可见，锋生导致降雨加强，锋消降雨开始减弱，二者之间存在较好的相关性。因此，850 hPa 的Q 矢量锋生函数对强降雨的发生具有较好的预报指示意义。

4 结语

通过以上分析可知，由东北冷涡配合地面蒙古气旋强烈发展引发了此次强降雨过程，且动力、热力和水汽条件均有利于暴雨的产生。850.0 hPa的Q 矢量锋生函数对强降雨的发生具有较好的预报指示意义。因此，在今后的暴雨洪水预报中可将850.0 hPa 的Q 矢量锋生函数作为一个重要的预报因子。