洛阳市一次连阴雨天气过程成因分析

吴文华

摘 要：本文利用常规气象观测资料、fnl1°×1°6 h再分析资料和自动雨量站资料等，对洛阳市2017年9月24日至10月17日的连阴雨天气过程的大尺度环流形势特征、影响天气系统及物理量场特征进行诊断分析。结果表明，南亚高压的偏东、200 hPa高空急流的出现并维持、副高的西伸北跳、西风带短波系统活跃、冷空气持续补充南下是这次连阴雨天气的主要原因;连阴雨期间，大气低层湿度大，但水汽辐合和垂直运动条件较弱，致使降水持续时间长但雨量不大;阴雨天气期间，近地层基本维持偏东风或东北风，降水中断间歇，近地面基本为偏南风。

关键词：连阴雨;高空急流;南亚高压;冷空气

中图分类号：P458.121文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）02-0149-04

Analysis of Causes of a Continuous Rainy Weather Process in Luoyang City

WU Wenhua

（Luoyang Meteorological Bureau，Luoyang Henan 471000）

Abstract： The conventional meteorological observation data， fnl1°×1°6 h reanalysis data， and automatic rainfall station data were used in this paper to diagnose and analyze the characteristics of large-scale circulation situation， influencing weather system and physical quantity field of the continuous rainy weather process in Luoyang from September 24 to October 17， 2017. The results show that the eastward of the South Asian High， the emergence and maintenance of 200 hPa upper-level jets， the westward extension of the subtropical high and the northward jump， the active shortwave system in the westerly zone， and the continuous supply of cold air to the south are the main reasons for the continuous rainy weather; during continuous rainy periods， the lower atmosphere has high humidity， but the conditions of water vapor convergence and vertical movement are weak， resulting in long rainfall duration but not much rainfall; During the rainy weather， the near-surface layer basically maintains easterly or northeasterly wind， the precipitation is interrupted intermittently， and the near-surface is basically southerly.

Keywords： continuous rain;upper-level jets;South Asia High;cold air

洛陽地处暖温带地带，全年四季分明，热量和降水量随时间分布具有显著的季节性。秋季是大气环流转换的季节，秋季连阴雨是洛阳市主要的灾害性天气之一。虽不像冰雹、大风、暴雨等造成的灾害那样猛烈，但连阴雨天气会影响作物的成熟、收割、晾晒，严重时还会导致种子发芽霉变，对农业生产造成重大影响。因此，做好秋季的连阴雨天气预报是为农服务的重点工作之一。

1 持续阴雨天气过程概况和特征

2017年9月24日至10月17日，洛阳出现长达19 d的低温连阴雨天气过程，仅5 d为阴天，其中有12个小雨日，6个中雨日，1个大雨日。此次持续阴雨天气过程具有低温、寡照、降雨日数多和持续时间长的特点。全市平均降水量为155 mm，较常年同期偏多202%，比去年同期偏多605%，并创历年同期第二高值（最多为2005年同期，全市平均降水量163.7 mm）。降水主要分布在栾川、嵩县、汝阳，呈南多北少的分布状态。全市平均气温为15.1 ℃，比历年同期偏低1.7 ℃，比去年同期偏低2.5 ℃;日照时数全市平均为27 h，比历年同期偏少92.3 h，比去年同期偏少41.9 h，并创历年同期最低记录。

按照气象标准，持续阴雨期间的9月30日至10月4日（以下简称A过程）及10月8日至12日（以下简称B过程）均达到连阴雨天气标准。A过程中，各县（市）降水量为51.0～89.1 mm，全市平均降水量为66.8 mm;B过程中，各县（市）降水量为11.7～39.9 mm，全市平均降水量为26.6 mm。两次连阴雨过程及持续阴雨期间的其他降雨日，多数日雨量不大，达到大雨级别的降雨日雨势较为平缓，日降水未出现暴雨，除影响秋收秋种及适时播种外，没有造成其他气象灾害。

2 天气形势分析

2.1 100 hPa南亚高压

100 hPa南亚高压脊线位置的变动与中国雨带的位置和季节性变化有密切关系[1]。2017年9月24日至10月17日持续阴雨天气期间，主要高压中心在90°E以东，属于南亚高压东部型，有利于500 hPa副高的西伸北跳。南亚高压脊线在25°N左右摆动，1 668 dagpm线控制了长江以南地区，洛阳位于平直的西风气流里（见图1）。

2.2 200 hPa西风急流

高空急流和辐散场对低空急流和低层辐合及上升运动的加强和维持有重要作用[2]。从2017年9月24日至10月17日200 hPa风场沿105°E～115°E运动的平均时间-纬向剖面图（见图2）可以看出，持续阴雨天气由西风急流（>40 m/s）维持，200 hPa西风急流轴中心最强为65 m/s，轴线呈东西向分布，稳定维持在35°N～50°N。洛阳一直处于高空西风急流右侧的辐散区，有利于上升运动的产生，为持续阴雨天气提供了必要条件。9月25—27日以及10月3日、4日、11日、17日，洛阳降水明显，对应200 hPa风场在40°N均有大于50 m/s的西风急流。

2.3 500 hPa环流形势及影响系统

A过程中，500 hPa上乌拉尔山以东建立稳定的阻塞高压，西西伯利亚有一较强的低值系统并伴有横槽稳定维持，同时青藏高原上的短波系统较为活跃，副高稳定维持在河南省南部，使得低值系统东移缓慢，其间冷空气堆积南下，为连阴雨天气提供了有利的触发条件。

9月30日，副高588 dagpm线北抬至河南省信阳市边界，连阴雨过程开始;10月3日，北抬至信阳北部，雨量增大;至10月4日，其一直在河南省信阳市境内稳定徘徊;10月5日，副高588 dagpm线南退至安徽-江西交界，降水天气逐渐结束。

短波低值系统的连续频繁活动是造成此次长时间连阴雨天气的重要原因。9月30日，甘肃中部和南部两个短波槽合并东移，冷空气在贝加尔湖东侧堆积，连阴雨天气开始;10月1—2日有新的高原低槽生成并东移，冷空气在贝加尔湖东侧堆积加强;10月3日又有新的高原槽生成，因副高强盛、北抬东移缓慢，同时冷空气沿北路南下入侵，与副高外围西南暖湿气流汇合，雨量增大;10月4日，受副高阻挡，低槽东移缓慢，洛阳仍处于槽前西南气流里，冷高压继续东南移，沿东北路扩散南下，降雨持续;10月5日，副高南退，低槽东移至河南省东部，冷高压东移至海上，降水逐渐结束。

B过程中，西西伯利亚的低值系统东南移至我国新疆北部，在我国西部形成宽广的东亚大槽，副高强劲北抬，阻挡东亚大槽东移，使得槽前和副高外围西南气流一直维持在洛阳市上空，其间又有一股西伯利亚的强冷空气南下，与河南省南部暖倒槽里的暖湿气流交汇，形成新一轮的连阴雨天气。

10月6日，副高588 dagpm线北抬至河南省南阳市、驻马店市境内。7日，588 dagpm线由东西向转为东北-西南向，继续北抬。8日，其继续北抬，控制河南省大部分地区，洛阳处于588 dagpm线内部，9日开始持续南落，13日退至海上。

500 hPa低槽东移、副高南退和地面冷锋南压是造成这次连阴雨天气的重要原因。10月8—9日，我国西部生成宽广的低槽，从贝加尔湖以西一直延伸至青藏高原以南，冷空气在贝加尔湖东侧堆积，沿西路向洛阳扩散，连阴雨天气开始;10日，副高明显南落，大槽东移，蒙古冷高压南压，冷空气沿西北路入侵洛阳，阴雨天气持续;11日，大槽继续东移，蒙古高压东南压，冷空气沿北路入侵洛阳，降水增大;12日，大槽移至河南省中部，洛阳转受槽后西北气流控制，降水逐渐结束。

15—16日，副高西进，高原槽东移，贝加尔湖东部冷空气南下扩散，洛阳大部分地区出现小雨或零星小雨;17日又有贝加尔湖北部强冷空气补充南下，洛阳大部分地区出现小到中雨。

3 物理量分析

3.1 水汽条件

图3和图4分别是持续阴雨天气期间孟津和嵩县站的水汽通量和水汽通量散度图，其中等值线代表水汽通量分布情况，阴影区代表水汽通量散度小于0的区域，即有水汽辐合的区域。

分析发现，孟津站在9月26日以及10月3日、8日、9日、10日、17日水汽通量达6 g/（s·hPa·cm），有充足的水汽供给;9月25日、27日、30日以及10月2日、3日、9日、11日、16日、17日，低层均有明显的水汽通量散度负值，即水汽辐合明显，对应孟津站这几天降水天气明显，10月3日在900 hPa出现水汽通量散度中心强度-30×10-6g/（cm2·hPa·s），对应持续阴雨天气期间雨量最大的一天，这也是唯一达到大雨量级的一天。9月28日、29日以及10月5日、6日、7日、13日、14日、15日，这几天降水间歇，对应的水汽通量值很小，水汽通量散度没有明显负值。

嵩县站10月3—4日是持续阴雨天气期间雨量最大的两天，达到大雨量级，对应低层水汽通量辐合明显，中心强度值为-30×10-6 g/（cm2·hPa·s）。10月7—9日三天虽有较强的水汽通量和水汽通量散度辐合，但没有低值系统和冷空气的配合激发，只出现了1 mm以下的零星小雨。

3.2 垂直速度

从孟津站2017年9月24日至10月17日20：00垂直速度时间-高度剖面图可看出（见图5），此次持续阴雨天气期间洛阳地区上空并没有出现明显的上升运动（也做了栾川08：00和14：00的，结果相似），但持续阴雨过程期间低层湿度较大（见图6），大部分时间都超过70%，再加上强冷空气的激发，剧烈的降温使原本饱和的空气达到过饱和，水汽析出，凝结下降，这也是此次降水过程持续时间长但雨量不大的重要原因，与华西秋雨“绵绵”的特点相似。

3.3 水汽输送

A过程中，9月30日，沿副高外围西南气流建立从东部海上向西输送又向东北输送的水汽通道;10月2日20：00至10月4日08：00，洛阳上空一直维持有水汽输送的辐合，降水天气明显;10月4日14：00，水汽输送辐合区东移，降水天气间歇。

B过程中，副高西进北抬，水汽通道再次建立，8—9日，水汽辐合带偏北，洛阳降水较弱，11日，输送在洛阳上空辐合，降水加强，12日02：00，水汽输送辐合区东移南压，降水天气间歇。

10月15日开始，水汽输送辐合带逐渐西北抬，至17日02：00到达洛阳上空，降水加强明显，17日20：00水汽输送带东移减弱，降水天气结束。

3.4 近地面層（850～1000 hPa）水平风场特征

张涛[3]认为，华北地区连阴雨期间，我国西北地区中东部和华北等地的近地面层经常位于冷高压底部偏东的回流冷空气中。孔海江等[4]指出，连阴雨天气的开始以近地面东北风或偏东风作为标志。由9月24日至10月17日边界层水平风的高度-时间剖面图（见图7）可看出，阴雨天气期间，近地层基本维持偏东风或东北风，9月28—29日、10月6—7日、10月13—14日降水中断间歇，近地面基本为偏南风。

4 结论

南压高压的偏东、200 hPa高空急流的出现并维持、副高的西伸北跳、西风带短波系统活跃以及冷空气持续补充南下是这次连阴雨天气的主要原因;连阴雨期间，大气低层湿度大，但水汽辐合和垂直运动条件较弱，致使降水持续时间长但雨量不大;阴雨天气期间，近地层基本维持偏东风或东北风，降水中断间歇，近地面基本为偏南风;连阴雨期间应关注水汽和冷空气的持续影响，在秋收秋种等重要农时期间提高对连阴雨天气的关注度。

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，2003：67-68.

[2]魏秀兰，赵熙，黄玉芳.2010年和2011年鲁西南初秋罕见连阴雨天气对比分析[J].干旱气象，2015（4）：626-634.

[3]张涛.北方罕见连阴雨南方大范围秋旱[J].气象，2008（1）：118-123.

[4]孔海江，王蕊，吴胜安，等.2009年河南省秋季持续低温阴雨寡照天气成因分析及中期预报着眼点[C]//第27届中国气象学会年会副热带疾风与气候变化分会场.2010.