呼伦贝尔市夏季一次强降雨天气过程诊断分析

刘思彤

（呼伦贝尔市气象台，内蒙古呼伦贝尔 021000）

0 引言

强降雨天气是内蒙古夏季灾害性天气之一，呼伦贝尔地处内蒙古东北部，境内的呼伦贝尔草原是世界四大草原之一，被称为世界上最好的草原。强降雨天气会造成牧草减产，草原牲畜健康也将受到威胁，同时影响粮食生产，甚至引发山洪、泥石流等自然灾害。因此，对强降雨天气的本地化研究和分析非常有必要。本文利用呼伦贝尔市高空探测资料及地面、高低空实况天气图资料，利用天气学方法，对呼伦贝尔地区2020年8月8～9日的强降雨天气过程环流形势、影响系统及天气学成因进行了详尽的分析，以期进一步了解呼伦贝尔地区强降雨天气过程的发生发展过程，提高强降雨天气预报预警的准确率。

1 天气过程概况及特点

受高空冷涡影响，2020年8月8日8：00至9日8：00，呼伦贝尔市266个监测站共206个站有降雨（图1）。其中，暴雨（50～99.9 mm）7个站，大雨（25～49.9 mm）39个站，中雨（10～24.9 mm）66个站，小雨（0.1～9.9 mm）94个站。最大降雨量出现在扎兰屯市道南村，为91.2 mm，最大小时雨强也出现在扎兰屯市道南村，为48 mm/h（9日5：00～6：00）。此次强降雨过程对农业、牧业及人民生产生活产生明显影响。

图1 呼伦贝尔市8月8日8：00至9日8：00时降水量实况图

2 天气形势

2.1 环流背景特征

此次强降雨天气过程，亚欧中高纬环流形势为“两脊一槽”型（倒Ω流型）。西西伯利亚平原有一高脊，东北地区也有一高脊正在发展，贝加尔湖地区有一中心强度为568 dagpm的低涡，8日20：00低涡东移至呼伦贝尔市西侧并且中心值加强为560 dagpm，此时低值系统达到最强，相应的降水天气过程也达到最强。之后，低涡逐渐崩溃减弱为低槽，降水过程随之减弱。

700 hpa上，贝加尔湖地区有一低涡东移并加强影响呼伦贝尔市，8日20：00低涡中心位于呼伦贝尔市西侧，中心值达到296 dagpm，风场气旋性旋转位于呼伦贝尔市西侧。对比500 hPa低涡中心，位置基本一致。850 hPa上，低涡略有东移南下并加强，8：00东部地区存在风速的辐合，20：00有风场切变存在，为强降雨提供了有利的动力条件。

2.2 地面形势

地面形势表现为低值系统控制，低值中心向东北方向移动，但中心强度有所减弱，数值从987.5 hPa减弱为992.5 hPa。7日20：00，等压线密集，气压梯度大，对应实况出现大风天气。8日20：00，地面气旋向东北方向移动至我市西部。

3 天气学成因分析

3.1 动力条件

3.1.1 涡度场。水平辐合辐散一定程度上可以由涡度来反映。高层辐散、低层辐合对垂直运动的发展有利，从而与寒潮降雪过程有很好的对应关系。高层涡度和底层涡度之间的差值越大，越有利于降水的发展和持续。由此次降雨天气过程中的各个时次的850 hPa涡度场分布来看，随着低涡向东移动，低层正涡度区也向东移动，强降水发生在低层正涡度的大值区域。8日8：00，850 hPa正涡度中心处于贝加尔湖以西地区，到了8日20：00，850 hPa涡度中心移到了呼伦贝尔市北部地区，中心强度为44×10-5/s，说明有强盛的地面气旋发展，并有较强的上升运动。

3.1.2 散度场。类似于涡度场的特点，散度场也能在一定程度上表示流体的水平辐合辐散程度。同理，高层散度和低层散度之间的差值越大，对降雪系统的发展和维持越有利。此次寒潮过程的垂直分布的配置形势为高空辐散、低空辐合。高空200 hPa有较强的辐散场，其强的抽吸作用可以产生强的上升运动，从而为降水的产生提供可靠的动力条件。

8日8：00，200 hPa上，贝加尔湖东北侧至我国内蒙古东北部地区为正散度区，有两个散度中心，中心数值达到36×10-5/s。8日20：00，北部的散度中心有所南移并加强为48×10-5/s，另一个向东北方向移出呼伦贝尔市。与此同时，850 hPa上，我国内蒙古东北地区大部为负的散度区，尤其8日8：00中心数值达到-40×10-5/s，这样高空辐散、低空辐合地配置形势已然形成。

3.1.3 垂直速度场。垂直运动会引起热量、水汽、涡度、动量等的垂直输送，从而实现大气中的能量转换。水汽冷却和凝结的主要条件就是上升运动的抬升作用，一般情况下强降水的落区在垂直上升运动的下方。通过对垂直速度场的分析，发现寒潮过程具有很强的垂直上升运动。500 hPa上，8日8：00，内蒙古以及内蒙古东部为上升区，中心位于呼伦贝尔市西侧。8日20：00，中心位置向东南方向移动到呼伦贝尔市南部，中心值达到-75×10-3hPa/s。上升区中心位置与强水地区有较好的对应关系。整层的上升运动为近地层的辐合加速，对地面气旋的发展非常有利，同时又推动了水汽向辐合区域输送，为降水的发生提供了充分的动力和水汽条件。

3.2 水汽条件分析

3.2.1 比湿。分析850 hPa比湿场，7日20：00蒙古、东北地区及以南地区为大范围的高比湿区，呼伦贝尔市比湿强度达到10 g/kg左右，虽然8日20：00比湿有所减弱，但全市仍在9 g/kg以上。可知，此次降水水汽条件充沛，有利于暴雨天气的发生。

3.2.2 水汽通量。水汽通量是用来表征水汽的输送强度和方向。分析8日至9日850 hPa的水汽通量图，可以看出，此次过程的源地和水汽路径主要有两个：东南路径，来自黄海、渤海的水汽；西南路径，来自我国南海的水汽。在有利的环流条件下，从海面上获得的大量水汽和被急流所输送的水汽汇合在一起并被抬升，之后被向北部输送至我国北方地区，为此次强降水过程提供了充沛的水汽。

3.2.3 水汽通量散度。水汽通量散度是用来表征水汽的辐合和辐散强弱，这个物理量与垂直运动密切相关。水汽通量辐合区与垂直上升运动区往往是一致的。8日8：00，水汽通量散度的负值区位于呼伦贝尔市西部地区一带，中心值为-40×10-5g·s-1·cm-2·hPa-1。到20：00，500 hPa以下全部为水汽辐合区，水汽通量散度的负值区东移至呼伦贝尔市南部，强度减弱，中心值为-28×10-5g·s-1·cm-2·hPa-1，充沛的水汽输送主要来源于大气的中低层。

3.2.4 温度露点差。在8日8：00～20：00，700 hPa的温度露点差分布场上，呼伦贝尔市大部的T-Td＜4℃。表明，该区域处于高湿度区，水汽堆积明显，有利于呼伦贝尔地区出现强降雨天气。

3.3 不稳定条件

从相关数据可知，8日20：00有较强的对流潜势，cape值达到1 070 J。可知，此次降水天气过程以对流性降水为主，易发生短时强降水、雷电等强对流天气。

3.4 雷达、卫星资料分析

从相关数据可知，8日15：00额尔古纳市南部出现组合反射率大55 dbZ的强回波，此时额尔古纳市南部出现h雨强＞20 mm的强降水。雷达图对短时的强天气过程有很好的指示作用，在有强天气过程的预报服务中，应更多加以应用。从相关数据可知，8～9日，贝加尔湖地区有一涡旋云系逐渐向东北方向移动，对地面低压系统相适应，在此过程中不断形成对流云团，给我市局部带来降水天气。

4 结语

此次强降水天气过程中，亚欧中高纬环流形势纬“两脊一槽”型，以对流性降水为主。关注低空急流位置、出口区左前侧、风速辐合和风向切变，对大量级降水有很好的指示作用。高空辐散、低空辐合地配置形势以及较强的上升运动有利大量级降水。湿舌强度、位置，温度露点差的分析有利于对流性降水的判断。对EC模式预报检验表明，在本次强降水天气过程中，500 hPa高度场与实况形势场位置基本一致，但强度偏弱。海平面气压场上，该模式预报气压场中心气压值偏小，位置偏北，表示在此强降水天气过程中欧洲数值模式整体较指示性偏弱。本台对降水落区及量级的预报订正能力有待提高。