桃仙机场2020年8月13日暴雨过程天气分析

（辽宁省民航东北地区空中交通管理局气象中心，辽宁沈阳市，110069）张 玉 王程昱

1 概述

2020年8月13日，沈阳桃仙机场经历了一场总降水量达到75.1mm的暴雨天气。降水从8月13日07:17开始，直至20：26降水主题结束，降水期间出现多次中雨过程，并在14:17~14:27出现短时大雨，期间14：33~15：15还伴有雷暴。受天气原因影响，共有3个航班复飞，1架次终止进近，6架次返航备降。本文将简要分析当日天气形势以及暴雨成因。

2 天气形势

从13日00时（UTC，下同）的850hPa、700hPa及500hPa高度场（图略）上可以看出，主要影响系统是位于蒙古东侧的低涡云系，辽宁地区大部处于槽前偏南气流，弱暖脊后部，在辽宁中部有气旋性切边存在。副高外围588线位于辽宁东南部，日本海内以及朝鲜半岛中部。从此时的环流形势可以看出，辽宁地区处于整个系统前沿，受暖湿气流影响，并随着系统移近，将逐步影响辽宁大部。到13日06时，随着低涡的发展，在850hPa，辽宁中部的切变线北抬辽宁北侧，高空槽东移至辽西地区，槽前气流加强，辽宁中部出现急流；700hPa图上，高空槽也移动至辽西附近，辽宁、吉林也出现明显的急流，此时也是出现大雨的时间；500hPa，低涡中心略有东移，588线位置稳定少动。到了13日12时，系统继续东移，850hPa西南急流消失，高空槽压在沈阳附近，预计不久将会移过，届时本场主体降水也随之结束，700hPa高空槽位置稍稍落后850hPa，槽前西南急流减小，并东移至辽宁、吉林东部，500hPa低涡中心继续东移至内蒙古东北部附近，588线略有北抬。

图1 06时剖面图

图1为06时风温湿剖面图，正是桃仙机场出现大雨的时间，从图中可以看出，此时本场处于槽前西南急流区，上空湿度较大，西侧湿度降低，且有一较弱温度槽，与此后出现的雷暴有关。

天气形势图说明：桃仙机场在8月13日处于高空槽前西南气流中，随着高空逐渐移进，在中午以及午后，出现低空急流，其打通的通道为辽宁地区带来一条强大而稳定的水汽输送带，而且低空急流的建立，又使低层暖湿向上输送，造成位势不稳定，是桃仙机场暴雨的主要成因。

3 水汽

图2 00时、06时、12时水汽通量图

上 面 三 张 为8月13日00时、06时、12时 的850hPa水汽通量图，从中看出：大值区一直处于辽宁及其以南地区，最强区与槽前西南气流位置相一致，也与此处的低空急流相对应，并且随着系统发展东移，水汽通量大值区亦逐步向东移动。桃仙机场午前位于水汽最强区的东北侧；而到了06时，最强区向东移动，桃仙机场被覆盖，而午后的降水也是最强；12时，最强区已经移至辽宁东部，桃仙机场降水也随后逐渐结束。

水汽通量图说明，本次暴雨过程，主要是槽前西南气流与副高外围共同作用，依靠低空急流建立的水汽输送带，将水汽源源不断的输送到东北中南部地区，06时左右水汽最充足，大雨概率最大，与实况相符。

4 能量

从东北地区8月13日的CAPE值（图略）中可以看出，东北大部CAPE值0~300之间，500以上的大值区处于渤海以及西南区域，说明此次过程，对流不稳定能量发展并不十分旺盛，主体以降水天气为主。13日午后出现的短时雷暴，考虑是层结并不稳定，仍然具有一定的能量，以及日变化所共同引起的。

5 涡度

选取北纬41.6°，东经116°~128°做涡度的00时、06时、12时的剖面图，如图3所示：

图3 00时、06时、12时涡度剖面图

从上述三张00时、06时、12时的涡度剖面图当中看出：在00时，强涡度中心在桃仙机场西侧，本场上空涡度较小，高层伟大范围的负涡度区，表明此时高层有一定程度的辐散，但没有明显的中心；06时，本场上空低层伟强的正涡度中心，而高层为负，副中心在本场上空偏东，说明此时地面符合，高层辐散，本场上层有较强的上升运动，且有一定的倾斜性；12时，各层涡度的强度均已减弱，低层辐合也已经偏东，本场上空上升运动逐渐减弱至消失，说明此后强对流天气将不再出现，与实况相符。

6 湿位涡

湿位涡在暴雨预报与分析中有较强的指导意义[1,2]，选取北纬41.6°，东经116°-128°做湿位涡的00时、06时、12时的剖面图，如图4所示：

桃仙机场位于东经123°附近，从上述湿位涡剖面图中看出，在00时，在900hPa以下，东经120°附近为负的大值区，且梯度较大，06时，负的大值区中心在东经122°附近，且中心值有所增大。我们知道，湿位涡对于暴雨落区有较强的指导意义，且会稍提前于暴雨出现，而在06时，湿位涡大值区在桃仙机场上层低空的出现，与此后不久的大雨实况对应关系良好。到12时，大值区继续东移至东经123°附近，但强度和范围也已明显减小，降水随后逐渐减小直至结束。

图4 湿位涡剖面图

图5 湿位涡975hPa、925hPa图

如图5所示，在06时的975hPa以及925hPa的东北区域湿位涡图上，可以看出：975hPa上，负的大值区主要在辽西一带，925hPa上，负的大值区在；辽宁中部附近，与实况数据以及卫星云图相比较，925hPa比较接近实况，对于预报，具有一定的指示意义。而850hPa湿位涡图（图略）额与当时卫星云图的云形配合较好

7 结论

综上所述，本次暴雨过程，主要是因高空槽引起，槽前低空急流建立水汽通道提供水汽来源，并提供强降水的触发机制。出现大雨时，涡度呈现下正上负形势，上升气流明显，对于强对流降水具有一定指示意义。湿位涡的负中心对于暴雨落区具有较强指示意义，925hPa的湿位涡负中心与暴雨落区配合较好，850hPa与云形配合较好。