2013年夏季东北地区的一次暴雨过程分析

张佳兴

摘 要：本文利用micaps资料和NCEP再分析资料等，对2013年8月14—17日东北地区的一次暴雨过程进行分析。结果表明，本次暴雨过程是由低涡和副热带高压共同作用造成的，低槽不断向东移动，经过东北地区，并配合强盛的高低空急流与低层切变线等系统，为东北地区中南部带来持续降水。本次暴雨过程的水汽主要来自西太平洋和南海，由副高外围气流及西南低空急流输送到东北地区。暴雨中心位于低层辐合与高层辐散交汇区，垂直上升运动明显。

关键词：暴雨;冷涡;切变线;急流;水汽输送;东北地区

中图分类号：P458.121.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）06-0130-03

Analysis of a Rainstorm Process in Northeast China in the Summer of 2013

ZHANG Jiaxing

（Zhalantun Meteorological Bureau，Zhalantun Inner Mongolia 162650）

Abstract： This paper used micaps data and NCEP reanalysis data to analyze the process of a rainstorm in Northeast China from August 14-17， 2013. The results showed that this rainstorm process was caused by the combined action of low vortex and subtropical high， the low trough continued to move eastward， passing through the northeast region， and in conjunction with the strong high-low-level jet stream and low-level shear line systems， bringing continuous precipitation to the central and southern parts of the northeast region. The water vapor in the rainstorm process mainly came from the western Pacific and the South China Sea， and was transported to the northeastern region by the airflow outside the subtropical high and the low-level jet stream in the southwest. The center of the rainstorm was located at the intersection of the low-level convergence and the high-level divergence， and the vertical upward movement was obvious.

Keywords： rainstorm;cold vortex;shear line;jet stream;water vapor transport;Northeast China

東北地区夏季降水占全年降水的56.7%～76.7%，大范围暴雨或特大暴雨过程的降水贡献很大，局地性暴雨占多数[1]。东北地区暴雨主要出现在6-9月，集中在7月和8月，辽宁省中南部是典型多发区[2]。在空间分布上，暴雨数量由东北地区西北部到东南部逐渐递增，大范围和区域性暴雨集中在东北地区中南部，而局地暴雨分布范围很广，地区之间差别较小[3]。东北地区暴雨的影响系统有很多，孟庆涛等[4]指出，台风系统、东北低涡和西风槽前系统是东北地区大范围暴雨的重要影响系统，超过一半的个例都与台风有关，而在此次天气过程中，台风尤特于2013年8月13日从广东登陆，带来大量的水汽，并使华南地区受低压系统控制。

1 降水实况

在此次天气过程中，强降水过程主要集中在两个时段：14日14：00到15日08：00，降雨量最大落区位于吉林省南部，暴雨区位于吉林省南部与内蒙古自治区、辽宁省的交界区域;16日08：00到17日08：00，暴雨中心位于吉林省东南部和辽宁省东北部，吉林省全部、辽宁省东北部、河北省北部以及内蒙古自治区东南部都有暴雨过程。此次暴雨过程是2013年最强的一次降雨过程，此前累计降雨量较多，导致产生洪水。由于山洪暴发，吉林省桦甸市红石镇70多户居民房屋进水，14人遇难。2013年8月15—17日，辽宁省抚顺市普降暴雨到特大暴雨，洪灾造成抚顺市清原、新宾、抚顺三县23个乡镇，204个村受灾，截至19日05：00，抚顺市死亡人数增至54人，失踪97人。辽宁省受灾严重，截至2013年8月23日，强降雨共造成63人死亡，101人失踪，180万人受灾。

2 高空环流形势及影响系统分析

2.1 500 hPa高空环流形势分析

第一个降水阶段，13日08：00，贝加尔湖东侧形成强度为561 dagpm的冷涡，并伴有-12 ℃的冷中心。14日08：00，冷涡中心维持在黑龙江省北部漠河上空，与低涡相伴的槽南伸至30°N附近，槽后不断有极地的冷空气补充，使得低涡在移动过程中不断加深，东北地区的雨区主要位于槽前，即冷涡的底前部;西太平洋副热带高压呈块状分布，588线北界接近40°N，副热带高压脊与鄂霍次克海上的高压相叠加，副高外围的暖湿气流可以向北输送到华北地区及东北地区南部。14日20：00，冷涡依然维持在黑龙江省北部，槽移动到大兴安岭东侧，东北地区中南部位于槽前，随着高空槽东移，降水区域结束。16日，中纬度地区以平直西风气流为主，08：00，蒙古高原中东部有一弱短波槽活动，该短波槽在16日下午到夜间移过东北地区，并造成一次区域性暴雨过程。

2.2 850 hPa影响系统

经分析，850 hPa风场图上，14日14：00，吉林省中部、辽宁省北部上空有明显的西南低空急流，中心风速达到20 m/s。14日20：00，急流加强到18 m/s，急流区域扩大到辽宁省全部和吉林省中东部，低空急流可以将中低纬度热量和水汽源源不断输送到东北地区，而东北地区中南部处于低空急流的前端，有利于水汽辐合抬升。16日08：00，内蒙古自治区东南部有一个切变线产生，其呈东西向。辽宁省全部、吉林省中南部上空对流层低层有低空急流，急流轴呈东北西南向，急流中心区域风速可达20 m/s。16日20：00，随着低涡向东北移动，切变线北抬到黑龙江省北部地区，低涡东南象限的西南急流继续加强，影响整个东北地区东部，中心风速达到22 m/s。受切变线和急流共同影响，吉林省中部多个站出现短时强降水，从6 h雨量分析可以看到，多站出现50 mm以上强降水。

2.3 地面影响系统

14日08：00地面气压场中，东北地区处于一个低压带的控制之下，低压中心位于黑龙江省北侧，地面冷锋位于内蒙古自治区东部、大兴安岭东侧、吉林省中东部和辽宁省西部。到14日20：00，东北地区依然处在低压的控制下，冷锋向东移动到黑龙江省和吉林省西部，冷锋的锋前有降水。14—15日，西北地区东部的低压系统不断东移，并强烈发展;中心位于东北地区北部的低压系统一直维持在东北地区。15—16日，华北气旋向东北方向移动，华北气旋与位于东北地区北部的低压合并。

3 水汽条件分析

3.1 水汽通量

本次暴雨过程的水汽源地主要有两个，一个是南海，另外一个是西太平洋。14日20：00，东北地区降水存在两个水汽通道：南海上台风外围的水汽由偏南气流经华中地区和华北地区输送至东北地区中南部;副热带高压外围气流可将西太平洋上的水汽由偏南气流经渤海输送到东北地区。而对于后一次过程来说，由于台风登陆后逐渐减弱，台风东北侧的东南气流也减弱，其所携带水汽向北输送不太明显，而西太平洋的水汽沿副高外侧气流输送到东北地区中南部。

3.2 水汽通量散度

通过分析沿东经123°E的水汽通量散度的剖面图，张端禹[5]指出，以700 hPa为界，对流层中高层的水汽辐合主要因素是水汽平流，低层的水汽辐合主要因素是空气质量辐合。14日14：00，41°N～46°N低层有强水汽通量辐合，其逐渐向高层发展。如图1（a）所示，14日20：00，随着降雨的开始，水汽通量辐合区在垂直方向上开始下降。16日02：00，强辐合再次发展，从垂直方向来看，延伸到500 hPa区域，向右侧倾斜;16日08：00，强辐合区最高高度下降到700 hPa左右，如图1（b）所示;17日02：00，强辐合区位于37°N～42°N，其分布于吉林省中南部和辽宁省大部地区，高度接近500 hPa。

4 动力条件分析

4.1 垂直运动

通过分析暴雨中心垂直运动经度-高度剖面图，人们发现两次明显的上升运动过程。如图2（a）所示，第一次在14日20：00发展到最强盛的阶段，上升运动强中心东侧有强下沉运动，中心最大值大于-2 hPa/s，最大速度区位于500～600 hPa，高度从900 hPa延伸到200 hPa，中心位于东经124°E。第二次过程于16日02：00开始，中心强度大于-1 hPa/s，位于东经122°E～132°E，至17日02：00减弱消失。这两次强上升运动都发生在暴雨出现时，与强降雨的时间一致。

4.2 散度分析

下面分析此次暴雨过程的散度纬度-高度分布图。第一阶段，14日20：00，40°N～50°N有一个强辐合区域，从低层延伸到200 hPa高度，这个区域的低层和中层都有上升运动。15日02：00，高层和低层的辐合区分开，低层辐合区向北移动，低层辐合区伴随着强上升运动。第二阶段，16日02：00，45°N左右对流层的低层700 hPa高度有一个强辐合中心，高层300 hPa高度有两个强辐合中心。16日08：00，这三个辐合区合并，成为从对流层低层到高层的强辐合区，在对流层中低层，辐合区域有强烈的上升运动，暴雨区域维持着低层辐合、中高层辐散的形势。

5 结语

本文利用多种资料对2013年8月东北地区的一次暴雨过程進行了诊断分析，得到以下结论。东北冷涡及其低槽带动干冷空气东移，与副热带高压向东北地区输送的暖湿气流交汇，这是本次暴雨过程的主要成因。低空西南急流及切变线相互配合，造成了短时对流性强降水的产生。暴雨区位于低空急流的左前方、高空急流的右侧。低空急流的左前方（暴雨区）为强正涡度区、上升运动区、水汽通量散度辐合区。此次暴雨过程中，水汽来自西太平洋和南海，水汽由副高外侧的气流及低空西南急流输送到东北地区，为降水提供了充足的水汽条件。对流层低层辐合，高层辐散，并配合正涡度柱，使得暖湿空气动力抬升作用增强，引起上升运动。降水的中心区位于低层辐合辐散交汇区。

参考文献：

[1]贾晓龙，王谦谦.东北地区汛期降水异常的大气环流特征分析[J].高原气象，2006（2）：309-318.

[2]郑秀雅，张延治，白人海.东北暴雨[M].北京：气象出版社，1992：89.

[3]孙力，隋波，王晓明，等.我国东北地区夏季暴雨的气候学特征[J].气候与环境研究，2010（6）：778-786.

[4]孟庆涛，孙建华，乔枫雪.20世纪90年代以来东北暴雨过程特征分析[J].气候与环境研究，2009（6）：596-612.

[5]张端禹.一次东北夏季暴雨成因分析[C]//中国气象学会2008年会，2008.