赤峰市西北部地区一次暴雨过程诊断分析
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摘 要 利用常规观测资料、MICAPS资料、区域站加密资料以及多普勒雷达资料和卫星云图资料，对2019年5月18—19日内蒙古赤峰市西北部地区暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：本次过程是高空低槽在东移过程中发展加深切断成低涡稳定维持在赤峰市地区，同时赤峰市北部地区位于低层暖湿切变一侧，配合地面倒槽向北伸展，共同作用造成的系统性上升运动强烈，同时配合低空急流输送大量水汽。强烈的上升运动、充足的水汽供应、较长的持续时间，加之地形的动力抬升作用，共同影响造成了此次赤峰市北部地区的暴雨天气。
关键词 强降水;西北部地区;暴雨过程;赤峰市
中图分类号：P458.121.1 文献标志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.078
1 降水实况
5月18日3： 00至20日7：00，赤峰市出现大范围明显降水天气，北部地区出现了暴雨天气。其中，克什克腾旗南部有1个站出现101.1 mm的降水，克什克腾旗、林西县西部、巴林右旗、巴林左旗、巴林右旗、阿鲁科尔沁旗西部和翁牛特旗西北部共51个站出现50.0～78.8 mm的降水，克什克腾旗、林西县、巴林右旗、巴林左旗、阿鲁科尔沁旗、翁牛特旗大部共84个站出现25.3～49.7 mm的降水，阿鲁科尔沁南部、翁牛特旗南部、松山区、红山区、敖汉旗北部和喀喇沁旗共75个站出现10.0～24.9 mm的降水，松山区南部、红山区东部、敖汉旗南部、宁城县共35个站出现5.2～9.8 mm的降水，宁城县南部、敖汉旗南部共24个站出现0.2～4.7 mm的降水，最大降水量出现在克什克腾旗红山子站，达到101.1 mm，小时最大雨强出现在克什克腾旗红山子站05月18日17：00，达到11.1 mm。此次降水将有利于改善土壤墒情，缓解北部旱情，增加空气湿度，降低森林草原火险等级，对已经播种的地块出苗和幼苗生长较为有利[1-2]。
2 成因
2.1 形势演变
从降水前期东亚地区的环流形势演变来看，我国北部地区500 hPa环流形势基本为一槽一脊型，呈明显纬向分布，平直的西风气流中多弱波动，在贝加尔湖地区的低涡逐渐分裂为东西两部分，东部的低涡位于我国东北地区以北，呈现出纬向型，后期逐渐发展成为影响赤峰市的主要天气系统。低涡西部延伸出的横槽在偏北风的作用下逐渐转竖南压，在横槽转竖的过程中，温度场上有冷中心位于高空低槽后部，槽后的强冷平流使低槽斜压发展，不断加深，引导大规模冷空气南下，并使低槽与低涡主体分离，后期高空低槽发展加强，并切断为低涡，影响赤峰市地区[3]。
从降水开始前的环流形势上分析，18日8：00，500 hPa高空场上横槽还未完全转竖，此时影响赤峰市地区的为横槽前部弱的西南气流，故18日白天未出现明显降水，到18日20：00，横槽主体已经转竖并东移发展加深，赤峰市地区位于低槽前部，明显的西南风输送与横槽转竖带来的冷空气交汇形成大范围明显降水，低层西南风不断加强。赤峰市北部地区位于暖湿切变线一侧，暖区降水效率较高，在18日傍晚至夜间，低空急流建立，水汽通道打开，向赤峰市北部地区输送了大量南方暖湿空气和渤海水汽，使赤峰市北部地区水汽条件迅速转好，降水形势进一步明显，在18日20：00至19日8：00，西南低空急流达到最强，水汽条件充沛，同时通过分析200 hPa风场可知，强降水区域位于高空急流轴右侧，急流轴右侧的辐散抽吸作用对低层有减压作用，有利于低层上升运动维持和发展;另外赤峰市西北部地区受低压倒槽顶后部的影响，地面有明显的风场辐合现象，进一步加强了上升运动。在下游高压形势的阻挡下使降水系统移动缓慢，变相延长了降水时间，最后在迎风坡的强迫抬升作用下，在赤峰市北部地区形成了大范围强降水天气，局地达到暴雨及以上量级。19日8：00以后，随着系统逐渐东移减弱，降水强度减弱。
2.2 水汽条件
强降水不仅要求强烈的上升运动，较长的持续时间，还要求充沛的水汽条件，需要有大量的水汽在降水区强烈上升辐合，才有出现暴雨的可能性。通过对低层水汽通量散度场的演变分析可得，随着低涡系统的移近，水汽通量散度的辐合区从赤峰市西部地区逐渐向东北方向移动，降水区域随之东移，18日20：00水汽辐合中心的大值区达到5×10-5 g·m-2·hPa·s-1，水汽通道随着低涡系统北上已经开始建立，到19日8：00水汽通量辐合区逐渐东移出赤峰市，降水随之明显减弱。
从中低层比湿场和风场叠加上分析得出，随着西南风逐渐加强为西南急流，强的西南风不断将南方暖湿空气和渤海水汽向降水区域输送，将高的比湿向赤峰市北部地区输送，使强降水区域比湿高达10 g·kg-1，绝对湿度高，达到赤峰地区暴雨条件的比湿要求。同时，赤峰市西北部地区位于湿舌的顶端，有利于大量水汽在此汇集并辐合上升，使降水得以一直维持，为暴雨发生提供充足的水汽条件。综合分析可见，强的水汽通量辐合区与强降水区相对应，同时强降水区域和水汽通量的辐合走向一致。
2.3 不稳定能量分析
在强降水天气过程中，对不稳定能量的分析也是很重要的。通过对18日8：00假相当位温场的分析可知，有高能舌从我国西南地区向赤峰市北部地区伸展，且赤峰市北部地区正位于高能舌的顶端部位，另外在赤峰市西北部地区还存在假相当位温大值中心，说明此时影响赤峰市的气团有高温高湿的特性，有利于形成短时强降水。
从18日20时赤峰站的温度对数压力图中可以看出，不稳定层结非常深厚，从低层925 hPa一直伸展至500 hPa左右，对流有效位能也高达1 363 J·kg-1，不稳定能量区域呈现狭长状，整层相对湿度比较大，同时0 ℃层和-20 ℃层较低，不利于形成冰雹天气，综合分析这种强对流天气形势比较有利于形成短时强降水天气，出现其他强对流性天气的可能性较小，另外K指数达到37 ℃，在湿度场上有明显的喇叭口结构，层结处于上层干下层湿的不稳定层结状态中，在降水过程中，大气不稳定能量释放使得上升运动加强，提高了降水效率，形成了比较明显的降水天气。
3 结论
1）在此次暴雨天气过程，赤峰市西北部地区主要是在高空急流、低涡、低空急流以及地面倒槽共同作用下形成的，同时其下游高压形势阻挡进一步延长了降水的时间。2）强降水区域主要位于高空急流轴的右侧，高空辐散抽吸作用有利于低层减压，配合低涡和地面倒槽，共同作用造成了强烈的上升运动。3）低空急流的建立和维持既保证了水汽供应，又增强了低层上升运动，中低层相对湿度和绝对湿度大，边界层中存在强烈的水汽净辐合，共同作用形成了充沛的水汽条件。4）强的水汽通量辐合区与未来24 h强降水区相对应，同时强降水落区的趋向和水汽通量的辐合走向一致。5）上干下湿的不稳定层结，深厚的不稳定层结、高能舌的存在、大的对流有效位能和K指数，有利于形成短时强降水。
参考文献：
[1] 姚学祥.天气预报技术与方法[M].北京：气象出版社，2011.
[2] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，1992.
[3] 顾润源，孙永刚，韩经纬，等.内蒙古自治区天气预报手册[M].北京：气象出版社，2012.
（责任编辑：赵中正）
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