兴安盟一次双雨带暴雨天气分析

祁 蕾

(兴安盟气象局，内蒙古 乌兰浩特 137400)

台风暴雨是我国最主要的灾害性天气之一，台风带来的灾害常在登陆前后造成，台风登陆后受到地面摩擦的影响，结构被破坏，强度迅速减弱，当台风减弱发展成热带气旋并与中纬度环流系统相互作用时，不仅引起热带气旋的变化，也对中纬度地区天气产生重大影响[1]。当登陆台风减弱后的残余环流与冷空气相互作用时，低压系统将再次获得能量，引起大暴雨的产生[2]。兴安盟地处内蒙古东部[3]。受到大兴安岭山脉的影响，兴安盟地区降水量常呈现带状分布[4]，据统计[5]，兴安盟夏季雷电活动频繁程度较高，多对流性降水天气发生。2018年7月24日—25日受高空短波槽东移带来的冷空气和台风“安比”北上的共同影响，兴安盟出现大范围的大到暴雨、局地大暴雨天气，由于降水时间长，强度大，给兴安盟带来巨大的经济损失。兴安盟阿尔山市、突泉县、科尔沁右翼前旗和科尔沁右翼中旗部分乡镇出现暴雨洪涝灾害。因此，研究台风登陆后与中纬度系统共同作用产生的暴雨天气对防灾减灾工作有重要的意义。

1 降水实况及降水特点

2018年7月24日04时—26日07时兴安盟出现暴雨天气过程，主要降水时段为24日04时—25日20时。100 mm以上13个站，科尔沁右翼前旗满族屯120.9 mm、科尔沁右翼中旗新艾里117.5 mm、科尔沁右翼前旗德伯斯镇114.6 mm、乌兰浩特市葛根庙111.1 mm、科尔沁右翼中旗孟恩铅矿107.7 mm、突泉德泉105.4 mm、科尔沁右翼中旗白音哈拉105.2 mm、乌兰浩特市卫东103.5 mm、科尔沁右翼前旗索伦103.3 mm，突破日降水量历史极值、突泉太东102.4mm、突泉水泉101.6 mm、突泉太平100.3 mm、突泉合发100.3 mm，占比7.3%；50 mm～99.9 mm有50个站，占比28.1%，主要分布在阿尔山北部、科尔沁右翼前旗中西部、扎赉特旗东部、乌兰浩特市南部、突泉中东部和科尔沁右翼中旗中南部；25 mm～49.9 mm有72个站，占比40.4%；10 mm～24.9 mm有37个站，占比20.8%。最大雨强出现在扎赉特旗巴彦扎拉嘎七家子08时—09时52.3 mm/h。

从2018年7月24日04时—20时和24日20时—25日20时降水实况图来看(见图1)，此次暴雨过程出现双雨带现象。第一阶段为7月24日04时-20时，降水主要集中在乌兰浩特以北地区，以中到大雨为主，西北部降水量级较大，出现大到暴雨。从逐小时逐站的降水来看以短时强降水为主，降水时间主要集中在24日早晨和午后，中间出现降水间隔。第二阶段为7月24日20时—25日20时，降水主要集中在中南部地区，降水分布呈带状。从逐小时降水来看大部地区以稳定性降水为主，个别站点出现短时强降水。

图1 7月24日—25日兴安盟降水量实况(单位：mm)

2 大尺度环流背景分析

2.1 高空形势

从500 hPa形势场来看(见图2)，7月24日08时蒙古地区多短波槽活动，内蒙古河套地区受高空槽影响。结合500 hPa温度场分析，温度场明显落后于高度场，有利于高空槽的快速发展。副热带高压北跳至我国东北地区。兴安盟受副热带高压外围的西南暖湿气流和中纬度南下的冷空气共同影响。7月24日20时高空槽与其北部短波槽合并，加强加深发展，东移3/4个纬距。副热带高压中心强度增强，继续北跳，脊线略向东移。7月25日08时长波槽减弱分裂成北部的横槽和南部的短槽，北部横槽继续东移至兴安盟地区。副热带高压南退至朝鲜半岛一带，中心强度未减弱。7月25日20时横槽维持稳定少动，副热带高压继续南退。

从形势场分析来看，第一阶段降水主要受高空槽东移的影响，配合下游强而偏北的副热带高压，使得水汽和热量向内蒙古输送并阻挡高空槽继续东移发展，有利于内蒙古东部地区上升运动加强，给兴安盟北部地区带来大雨、暴雨天气。第二阶段降水主要受台风“安比”登录后减弱变性为温带气旋的残余环流的影响，兴安盟南部和东部地区产生大到暴雨天气。

从850 hPa形势场来看(见图3)，7月24日08时在副热带高压脊线外边缘存在由偏东风和偏南风构成的暖湿切变线，位于兴安盟北部地区。在其南侧有一条与其相配合的偏南低空急流，为兴安盟北部地区暴雨提供充沛的水汽和能量，另外通过低层暖湿平流的输送产生位势不稳定层结，使得低层水汽辐和，产生强上升运动，有利于强对流活动的持续发展，造成了兴安盟地区以短时强降水为主的第一降水阶段。此时台风“安比”北上至华北地区，对兴安盟地区的影响较小。7月24日20时低空急流维持稳定少动，持续向兴安盟北部地区提供充足的水汽和能量，台风“安比”登录后与中纬度冷空气相遇减弱变性为温带气旋北上到兴安盟以西地区，其携带的残余环流为兴安盟南部地区第二降水阶段带来了新的水汽和能量。此时暖湿切变线对降水的影响逐渐减弱，副热带高压略向南退。7月25日08时温带气旋继续东移至黑龙江一带，兴安盟位于温带气旋的底后部，仍受到气旋外围水汽和能量的影响，主要以稳定性降水为主，局地有短时强降水发生。7月25日20时气旋继续东北上，逐渐移出我国，兴安盟地区的降水基本结束。

从7月24日08时索伦站的探空图分析来看，兴安盟一带湿层深厚，700 hPa以下相对湿度均在80%以上。风随高度顺转暖平流强盛。沙氏指数-3.12℃，K指数33℃，层结不稳定，有利于低层水汽、能量的输送和对流性降水的发生。7月24日20时索伦站的探空图分析来看，第二阶段受到台风“安比”减弱变性的温带气旋影响，兴安盟一带600 hPa以下相对湿度均在80%以上，湿层加深。沙氏指数1.69℃，K指数34℃，层结不稳定。温带气旋外围丰富的水汽和能量促使兴安盟第二阶段降水的发生。

2.2 地面形势

综合分析海平面气压场和地面填图，兴安盟第一降水阶段时台风“安比”登录后一直北上，兴安盟位于倒槽顶部的位置，受偏东风影响。从7月24日20时的海平面气压场和地面填图来看，台风“安比”与中纬度冷空气相遇，减弱变性的温带气旋移至兴安盟以南地区，此时兴安盟开始了第二降水阶段。

3 物理条件分析

3.1 水汽条件

从7月24日08时—20时850 hPa比湿场来看，水汽主要在副热带高压西侧，分布在华北和东北地区，兴安盟地区比湿在14 g/kg左右。从7月24日08时850 hPa水汽通量散度来看，兴安盟位于水汽辐和中心左侧，水汽辐和中心最大强度为-60 g/cm2·hPa·s。随着时间的变化，水汽辐和中心东南移动且强度减弱，最大强度为-40 g/cm2·hPa·s。7月25日08时—20时兴安盟地区比湿减小，在10 g/kg左右，南部地区较大，达到12 g/kg。从7月25日08时—20时850 hPa水汽通量散度来看，水汽辐和中心继续东移并减弱，兴安盟地区低层处于水汽辐散场。

图2 7月24日-25日500 hPa形势场

图3 7月24日—25日850 hPa形势场

图4 7月24日—25日850 hPa比湿场(单位：g/kg)

图5 7月24日08时—20时假相当位温场(单位：K)

综合分析，兴安盟地区第一降水阶段比湿最大达到14 g/kg，发生大雨、暴雨的兴安盟北部地区与水汽通量散度大值区相一致。大雨、暴雨雨带随着水汽的大值区进行移动，水汽的大值区主要位于暖湿切变线的南侧，低空急流左侧。兴安盟地区第二降水阶段发生大雨、暴雨的兴安盟南部地区比湿最大达到12 g/kg。虽然低层为水汽辐散区域，但台风“安比”减弱变性的温带气旋仍给兴安盟南部地区带来了大到暴雨天气。

3.2 动力条件

台风“安比”登陆后，7月24日08时其中心位于38°N附近，南北两侧均存在上升运动。随着台风“安比”的北上上升运动区继续北移，7月24日20时中心位于43°N附近，东北西南两侧均存在上升运动区。7月25日08时—20时，台风“安比”变性减弱的温带气旋继续向东北移动，上升运动强度及范围逐渐减弱。从索伦站(121.2°E，46.6°N)和突泉站(121.5°E，45°N)7月24日08时20时的整层散度场分析来看，兴安盟北部地区300 hPa以下均为上升气流，中心强度为-12 hPa/s。南部地区在7月24日上午上升气流较为深厚，随着时间的增加，上升气流的厚度逐渐减小，但中心强度增大到-38 hPa/s。综合分析，台风两侧的上升运动分布不均，北侧上升运动强度一直大于南侧，上升运动的不均匀分布为台风北上提供了动力条件；通过分析南北两个雨带的垂直散度场随时间的变化，受台风影响的第二降水阶段上升运动的中心强度较大。

3.3 热力不稳定条件

从7月24日08时两层的假相当位温来看，兴安盟地区假相当位温随高度的升高是减小的，存在不稳定层结，加之上升运动的抬升作用，释放不稳定能量，从而产生强降水天气。另外两个层次的假相当位温大值中心在兴安盟偏南一带，均位于强降雨中心的南侧。7月24日20时，500 hPa和850 hPa均存在明显的暖舌，兴安盟位于暖舌的顶部。由于台风“安比”的继续北上，在兴安盟南部一带与槽后冷空气相遇，由暖心结构的热带气旋转变为存在冷暖结构的温带气旋。冷空气的入侵改变了系统的热力结构，不稳定能量增加，触发了第二阶段的强降水天气过程。

4 结束语

此次暴雨过程出现双雨带现象。从影响系统来看，第一阶段降水主要受高空槽东移的影响，配合副热带高压脊线外边缘的暖湿切变线和切变线南侧的偏南低空急流，地面系统上兴安盟位于倒槽顶部的位置，受偏东风影响，使得水汽和热量向内蒙古输送并阻挡高空槽继续东移发展，有利于内蒙古东部地区上升运动加强，给兴安盟北部地区带来大雨、暴雨天气。第二阶段台风“安比”登陆后与中纬度冷空气相遇减弱变性为温带气旋北上到兴安盟以西地区，其携带的残余环流为兴安盟南部地区第二降水阶段带来了新的水汽和能量， 兴安盟南部和东部地区产生大到暴雨天气。

从物理量场来看，第一阶段降水比湿最大达到14 g/kg，发生大雨、暴雨的兴安盟北部地区与水汽通量散度大值区相一致。第二阶段降水兴安盟南部地区比湿最大达到12 g/kg，兴安盟南部地区带来了大到暴雨天气。降水发生时，台风北侧上升运动强度一直大于南侧，上升运动的不均匀分布为台风北上提供了动力条件，从降水阶段来看，受台风影响的第二降水阶段上升运动的中心强度较大。从假相当位温的垂直变化来看，第一阶段兴安盟地区假相当位温随高度的升高是减小的，假相当位温大值中心位于强降雨中心的南侧，兴安盟地区存在不稳定层结，加之上升运动的抬升作用，释放不稳定能量，触发了强降水天气的发生。第二阶段假相当位温场上存在明显的暖舌，兴安盟位于暖舌的顶部。由于台风“安比”的继续北上，在兴安盟南部一带与槽后冷空气相遇，由暖心结构的热带气旋转变为存在冷暖结构的温带气旋，不稳定能量增加，触发了第二阶段的强降水天气过程。