臨汾市“2013—07—12”區域性暴雨天氣過程分析

衛甜+戴有學+張淑琴+丁亨

摘 要：利用自動站觀測資料、NCEP/NCAR再分析資料和多普勒雷達資料，針對2013-07-12—13臨汾地區暴雨天氣，從天氣背景、主要影響系統、物理量場和雷達圖像特征等方面進行了分析。結果表明，此次暴雨天氣主要是由副熱帶高壓邊緣的暖濕氣流與東路南下的冷空氣交匯，低層暖濕切變和不穩定層結產生的；高空急流的維持和低層輻合、高層輻散的流場配置，為暴雨的產生提供了有利的條件。在雷達反射率圖中，暴雨和大暴雨落區、強回波區相對應。

關鍵詞：暴雨；背景與系統；物理量場；雷達回波

中圖分類號：P458.1+21.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）04-0141-03

暴雨是夏季常見的一種災害性天氣，它的出現容易引發局地山洪、滑坡和泥石流等自然災害，威脅人民的生命、財產安全，因此，對暴雨的預報方法進行研究和總結是非常必要的。暴雨的發生是多種尺度天氣系統相互作用的結果，其中，大尺度環流對暴雨的發生有著明顯的制約作用，而中尺度系統則是造成暴雨天氣的直接影響系統。通過高空資料、物理量場和雷達資料結合自動站資料對2013-07-12發生在臨汾地區的一次暴雨天氣過程進行分析，以期為暴雨預報提供參考。

1 雨情

2013-07-08臨汾市開始出現持續性大范圍降水。在前期連續降水的情況下，2013-07-12—13臨汾市大部出現中雨，局地出現暴雨、大暴雨較強的降水。其中24 h降水量超過50 mm的自動站有7個，達到暴雨標準，強降水主要出現在12日（最大降水是永和，為87.6 mm，降水達18.7 mm/h，如圖2所示），13日雖然持續降水，但降水量相對前一天有所減弱，出現暴雨天氣的站也明顯減少。由圖1可知，此次降水分布極不均勻，大量降水主要集中在臨汾市北部，由北向南降水量逐漸減少，其中曲沃、侯馬無降水，襄汾、翼城僅有小雨量級的降水，平均降水量為58.7 mm。

2 形勢分析

2.1 200 hPa和500 hPa環流形勢

此次天氣過程高空形勢相對來說比較穩定，本文主要分析了2013-07-12T08：00 500 hPa環流和200 hPa高空急流特征。從圖3可以看出，在200 hPa上，新疆上空和蒙古國中部至日本海一帶上空有高空急流（最大風速達48 m/s以上），該急流在此次強降水天氣中穩定存在，在高空急流入口區的右側高空輻散明顯，由于輻散的抽吸作用將產生強的上升運動，而臨汾市正處于高空急流入口區的右側，為上升運動提供了有利的條件。

在500 hPa天氣圖上，整個西風帶比較平緩，中高緯度地區表現出較弱的兩槽、兩脊形勢，兩脊分別位于蒙古國東部至我國內蒙古中部和西西伯利亞至巴湖一帶，兩脊均較弱且位置偏北。副熱帶高壓主體偏西偏北，控制著我國長江下游和華南地區，副高584線位于山西省北部，臨汾市一直處于副高584內部附近的偏西氣流中。由于副高的阻擋作用，北部的低槽偏北移過。2013-07-12T08：00，貝加爾湖形成一閉合低渦，與低渦配合的西北—東南向的低槽一直延伸至山西省中部，與我國東北—西南向的槽很接近，引導東路冷空氣西南下，與副高外圍帶來的西南暖濕氣流共同影響臨汾市。溫度槽東移緩慢，2013-07-12T20：00位于山西省中北部一帶，臨汾市處冷溫槽前，到2013-07-13T20：00，溫度槽南壓，臨汾地區處于溫度槽后，高空冷空氣減弱，隨之降水減弱、結束，具體情況見圖4.

2.2 700 hPa形勢分析

在700 hPa圖上，2013-07-12T08：00，312 gdPm線位于山西省南部，臨汾市處于副高外圍312 gdPm線附近，由西南氣流控制。副熱帶高壓偏北，中緯度地區，在內蒙古東部為一閉合的高壓中心，高壓前部反氣旋性環流的風場、貝加爾湖南部至蒙古西部的高壓脊和西伸北抬的副熱帶高壓在山東半島—山西省西北部—甘肅中南部形成明顯的人字形切變（如圖5所示）。臨汾市處于該切變前的暖區中。之后，隨著副高的持續北抬，切變在緩慢東移過程中明顯北抬，人形切變也于2013-07-14T 08：00北抬至山西省的北部地區，強降水帶北移，臨汾降水減弱。

2.3 850 hPa形勢分析

2013-07-12T08：00，850 hPa上的等高線比較稀疏，主要是在朝鮮半島經渤海至山西省中南部地區這一帶存在明顯的切變，切變線位于臨汾市上空，南海的水汽沿副高邊緣的西南偏南氣流向北輸送，并與蒙古南下來的偏北氣流交匯于臨汾市的中北部地區，水汽在臨汾市上空得到積聚，濕層加厚，為暴雨的產生提供了充沛的水汽條件。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件

暴雨、大暴雨天氣形成的必備條件是要有充沛的水汽和源源不斷的水汽輸送。物理量場的相對濕度可以反應出空氣中水汽的含量，其值的大小表示空氣距離飽和的程度，而水汽通量散度則反應了水汽的輸入和輸出量。圖6、圖7分別給出了臨汾2013-07-10T08：00—14T08：00的相對濕度時空剖面和水汽通量散度的時空剖面情況。由圖5可知，臨汾市在這幾天里相對濕度一直很大，濕層深厚，大于70%的濕層一直延伸到500 hPa以上，從2013-07-11T20：00開始，水汽通量散度的負值不斷增加，即水汽不斷地輻合，到2013-07-12T20：00，在700 hPa高度上形成了水汽通量散度的負值中心，中心值達-15 g/hPa·cm2·s ，有利于水汽的輻合抬升，到2013-07-14T08：00后，水汽通量散度由輻合轉為輻散，降水也隨之減弱。

3.2 動力條件

散度在降水預報的診斷中有很重要的作用，低層輻合、高層輻散是構成上升運動的充要條件。圖8給出了散度的時空剖面圖，從圖中可以看出，從2013-07-11T20：00—14T08：00， 400 hPa以下的中低層散度場均為負值區，即中低層輻合，且存在兩個負值中心，分別出現在2013-07-12T20：00（-16×10-6 s-1）和2013-07-13T20：00（-16×10-6 s-1）左右，輻合中心隨時間的推移向中層擴展；400 hPa以上的高層均表現為正值，為輻散場。輻合輻散的中心值出現時間與降水較強的時段相對應，由此可見，這種高層輻散、低層輻合的配置對降水非常有利，增強了其上升運動，為暴雨的產生提供了有利的動力條件。endprint

物理量場K指數也是衡量大氣不穩定度的一個重要參量，K指數反映的是垂直溫度梯度、低層濕度和濕層厚度的一個綜合性的物理量，在對流性天氣的預報中有很好的參考作用，如圖10所示。臨汾市不穩定天氣的預報指標是K指數>30，從2013-07-12T08：00的K指數分布場上可以看出，在河北東部、山西南部、陜西南部和四川等地均處于>34 ℃的不穩定區。臨汾市K指數位于34～36 ℃之間，這說明其處于極不穩定狀態，2013-07-12臨汾市出現了全區的雷暴天氣。之后臨汾市的假相當位溫和K指數仍維持在較高的數值，中低層大氣一直處于不穩定狀態。層結不穩會促進對流的發展和水汽的向上輸送，對暴雨的形成起到很重要的作用。

4 雷達回波分析

多普勒雷達圖像上的回波強度與降水量和云內的含水量相關，利用臨汾多普勒雷達2.4°仰角的反射率因子對降水過程的跟蹤觀測。在雷達的反射率因子圖上，2013-07-12T08：00，在測站的西北部為多個強回波中心的帶狀降水回波，大范圍回波比較偏北，此時，永和、大寧、汾西上空出現了兩塊較強的降水回波，最大回波強度達39 dbz；到2013-07-12T15：00，大范圍的回波向東北方向移動，在臨汾的西北部地區不斷有新的對流單體形成，并不斷地發展壯大，此時，臨汾西山中部有一中心強度達47 dbz的強回波，造成沿線出現強降水（永和降水量為18.7 mm/h）。在整個降水過程中，臨汾市北部的回波強度都比較強，在大范圍強回波東移過程中，其尾部不斷有新的強對流單體生成，影響臨汾市的西北部地區，使降水在時間上分布很不均勻；回波一直比較偏北，前期臨汾的中南部、東部地區回波很弱，到了2013-07-13T08：00回波明顯減弱，較強回波的范圍明顯縮小，轉為大范圍的層云回波，雷達回波的強度變化和位移造成了臨汾市降水北多南少，西北降水量特大的狀況。

降水的開始與結束在雷達圖上表現為低層偏東風和中高層西南氣流疊加、低層偏東風和中高層西南氣流任何一者消失，降水強度較大的時段對應高低空風度較大的時段。從2013-07-12—13雷達徑向速度圖上（圖12）可以看出，速度場主要表現在臨汾及其以北地區。2013-07-12T08：00，低層為較弱的徑向東北風，冷空氣東路南下，臨汾市西北地區的高層為徑向西南風，水汽隨風向這一帶輸送，垂直方向上有風向的切變，此時的低層表現出“S”型風場結構的雛形，從低層到高層由東北風轉為西南風，風向發生了近180°的順轉。這說明有較強的暖平流，有利于不穩定能量的堆積。到2013-07-12T15：00，風速加大，“S”型風場結構越發明顯，暖濕氣流的輸送加強，所有這些表現都有利于強降水的產生，而對應此時段的降水也相對就較大。此后，雖然低層“S”型結構基本維持一致，但是臨汾市西北地區高層的西南風則逐漸轉為偏西風，到2013-07-13T08：00轉為西北風，因此降水逐漸減弱、消失。

5 結束語

本次強降水天氣降水量較大，持續時間較長，降水分布極不均勻，大的降水主要集中在臨汾市的北部，由北向南降水量逐漸減少。

此次暴雨天氣是在大氣層結不穩定的條件下，受低層700 hPa和850 hPa的暖切變線與東路灌下的冷空氣的共同作用而引發的。高空急流的維持為暴雨提供了有利的動力條件。

副高外圍的西南氣流和南海區偏南氣流為強降水的產生輸送了充沛的水汽；低層輻合、高層輻散的流場配置，進一步促進了水汽的抬升，為暴雨的產生提供了有利的條件。

短時強降水的出現與回波強度較大的回波區相對應，回波偏北和強回波的不連續存在使此次降水時空分布嚴重不均勻。從回波速度圖看，從低層到高層東北風轉為西南風，存在強垂直切變，低層零速度線“S”型表明暖平流的存在。

參考文獻

[1]陶詩言.中國之暴雨[M].北京：科學出版社，1980：1-10.

[2]劉新偉，段海霞，趙慶云.甘肅一次區域性大暴雨分析[J].干旱區研究，2010，27（1）：128-133.

[3]孟妙志，劉勇，王仲文，等.“05.9.20”陜西中部大暴雨分析[J].氣象科學，2008，28（4）：462-467.

[4]王愛玲，陳淑紅.豫北一次區域性大暴雨過程分析[J].安徽農業科學，2012，40（4）：2241-2254.

[5]壽紹文，勵申申，姚秀萍.中尺度氣象學[M].北京：氣象出版社，2003：235-236.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The use of automatic station observation data and NCEP/NCAR reanalysis data and doppler radar data， for heavy rain weather， in the 2013-07-12-13 linfen from weather background， main effect system， physical quantity field and radar image characteristics are analyzed. The results showed that the heavy rain the weather warm moist air flows mainly by the edge of the subtropical high and east road south of cold air， the low-level warm wet shear and unstable stratification； Maintenance of high altitude jet stream and low-level convergence and high-level divergence flow field configuration， provides the favorable conditions for the heavy rain. In radar reflectivity graph， heavy rain and heavy rain fall area， strong echo area.

Key words： heavy rain； background and system； physical quantity； radar echoendprint

物理量場K指數也是衡量大氣不穩定度的一個重要參量，K指數反映的是垂直溫度梯度、低層濕度和濕層厚度的一個綜合性的物理量，在對流性天氣的預報中有很好的參考作用，如圖10所示。臨汾市不穩定天氣的預報指標是K指數>30，從2013-07-12T08：00的K指數分布場上可以看出，在河北東部、山西南部、陜西南部和四川等地均處于>34 ℃的不穩定區。臨汾市K指數位于34～36 ℃之間，這說明其處于極不穩定狀態，2013-07-12臨汾市出現了全區的雷暴天氣。之后臨汾市的假相當位溫和K指數仍維持在較高的數值，中低層大氣一直處于不穩定狀態。層結不穩會促進對流的發展和水汽的向上輸送，對暴雨的形成起到很重要的作用。

4 雷達回波分析

多普勒雷達圖像上的回波強度與降水量和云內的含水量相關，利用臨汾多普勒雷達2.4°仰角的反射率因子對降水過程的跟蹤觀測。在雷達的反射率因子圖上，2013-07-12T08：00，在測站的西北部為多個強回波中心的帶狀降水回波，大范圍回波比較偏北，此時，永和、大寧、汾西上空出現了兩塊較強的降水回波，最大回波強度達39 dbz；到2013-07-12T15：00，大范圍的回波向東北方向移動，在臨汾的西北部地區不斷有新的對流單體形成，并不斷地發展壯大，此時，臨汾西山中部有一中心強度達47 dbz的強回波，造成沿線出現強降水（永和降水量為18.7 mm/h）。在整個降水過程中，臨汾市北部的回波強度都比較強，在大范圍強回波東移過程中，其尾部不斷有新的強對流單體生成，影響臨汾市的西北部地區，使降水在時間上分布很不均勻；回波一直比較偏北，前期臨汾的中南部、東部地區回波很弱，到了2013-07-13T08：00回波明顯減弱，較強回波的范圍明顯縮小，轉為大范圍的層云回波，雷達回波的強度變化和位移造成了臨汾市降水北多南少，西北降水量特大的狀況。

降水的開始與結束在雷達圖上表現為低層偏東風和中高層西南氣流疊加、低層偏東風和中高層西南氣流任何一者消失，降水強度較大的時段對應高低空風度較大的時段。從2013-07-12—13雷達徑向速度圖上（圖12）可以看出，速度場主要表現在臨汾及其以北地區。2013-07-12T08：00，低層為較弱的徑向東北風，冷空氣東路南下，臨汾市西北地區的高層為徑向西南風，水汽隨風向這一帶輸送，垂直方向上有風向的切變，此時的低層表現出“S”型風場結構的雛形，從低層到高層由東北風轉為西南風，風向發生了近180°的順轉。這說明有較強的暖平流，有利于不穩定能量的堆積。到2013-07-12T15：00，風速加大，“S”型風場結構越發明顯，暖濕氣流的輸送加強，所有這些表現都有利于強降水的產生，而對應此時段的降水也相對就較大。此后，雖然低層“S”型結構基本維持一致，但是臨汾市西北地區高層的西南風則逐漸轉為偏西風，到2013-07-13T08：00轉為西北風，因此降水逐漸減弱、消失。

5 結束語

本次強降水天氣降水量較大，持續時間較長，降水分布極不均勻，大的降水主要集中在臨汾市的北部，由北向南降水量逐漸減少。

此次暴雨天氣是在大氣層結不穩定的條件下，受低層700 hPa和850 hPa的暖切變線與東路灌下的冷空氣的共同作用而引發的。高空急流的維持為暴雨提供了有利的動力條件。

副高外圍的西南氣流和南海區偏南氣流為強降水的產生輸送了充沛的水汽；低層輻合、高層輻散的流場配置，進一步促進了水汽的抬升，為暴雨的產生提供了有利的條件。

短時強降水的出現與回波強度較大的回波區相對應，回波偏北和強回波的不連續存在使此次降水時空分布嚴重不均勻。從回波速度圖看，從低層到高層東北風轉為西南風，存在強垂直切變，低層零速度線“S”型表明暖平流的存在。

參考文獻

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[5]壽紹文，勵申申，姚秀萍.中尺度氣象學[M].北京：氣象出版社，2003：235-236.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The use of automatic station observation data and NCEP/NCAR reanalysis data and doppler radar data， for heavy rain weather， in the 2013-07-12-13 linfen from weather background， main effect system， physical quantity field and radar image characteristics are analyzed. The results showed that the heavy rain the weather warm moist air flows mainly by the edge of the subtropical high and east road south of cold air， the low-level warm wet shear and unstable stratification； Maintenance of high altitude jet stream and low-level convergence and high-level divergence flow field configuration， provides the favorable conditions for the heavy rain. In radar reflectivity graph， heavy rain and heavy rain fall area， strong echo area.

Key words： heavy rain； background and system； physical quantity； radar echoendprint

物理量場K指數也是衡量大氣不穩定度的一個重要參量，K指數反映的是垂直溫度梯度、低層濕度和濕層厚度的一個綜合性的物理量，在對流性天氣的預報中有很好的參考作用，如圖10所示。臨汾市不穩定天氣的預報指標是K指數>30，從2013-07-12T08：00的K指數分布場上可以看出，在河北東部、山西南部、陜西南部和四川等地均處于>34 ℃的不穩定區。臨汾市K指數位于34～36 ℃之間，這說明其處于極不穩定狀態，2013-07-12臨汾市出現了全區的雷暴天氣。之后臨汾市的假相當位溫和K指數仍維持在較高的數值，中低層大氣一直處于不穩定狀態。層結不穩會促進對流的發展和水汽的向上輸送，對暴雨的形成起到很重要的作用。

4 雷達回波分析

多普勒雷達圖像上的回波強度與降水量和云內的含水量相關，利用臨汾多普勒雷達2.4°仰角的反射率因子對降水過程的跟蹤觀測。在雷達的反射率因子圖上，2013-07-12T08：00，在測站的西北部為多個強回波中心的帶狀降水回波，大范圍回波比較偏北，此時，永和、大寧、汾西上空出現了兩塊較強的降水回波，最大回波強度達39 dbz；到2013-07-12T15：00，大范圍的回波向東北方向移動，在臨汾的西北部地區不斷有新的對流單體形成，并不斷地發展壯大，此時，臨汾西山中部有一中心強度達47 dbz的強回波，造成沿線出現強降水（永和降水量為18.7 mm/h）。在整個降水過程中，臨汾市北部的回波強度都比較強，在大范圍強回波東移過程中，其尾部不斷有新的強對流單體生成，影響臨汾市的西北部地區，使降水在時間上分布很不均勻；回波一直比較偏北，前期臨汾的中南部、東部地區回波很弱，到了2013-07-13T08：00回波明顯減弱，較強回波的范圍明顯縮小，轉為大范圍的層云回波，雷達回波的強度變化和位移造成了臨汾市降水北多南少，西北降水量特大的狀況。

降水的開始與結束在雷達圖上表現為低層偏東風和中高層西南氣流疊加、低層偏東風和中高層西南氣流任何一者消失，降水強度較大的時段對應高低空風度較大的時段。從2013-07-12—13雷達徑向速度圖上（圖12）可以看出，速度場主要表現在臨汾及其以北地區。2013-07-12T08：00，低層為較弱的徑向東北風，冷空氣東路南下，臨汾市西北地區的高層為徑向西南風，水汽隨風向這一帶輸送，垂直方向上有風向的切變，此時的低層表現出“S”型風場結構的雛形，從低層到高層由東北風轉為西南風，風向發生了近180°的順轉。這說明有較強的暖平流，有利于不穩定能量的堆積。到2013-07-12T15：00，風速加大，“S”型風場結構越發明顯，暖濕氣流的輸送加強，所有這些表現都有利于強降水的產生，而對應此時段的降水也相對就較大。此后，雖然低層“S”型結構基本維持一致，但是臨汾市西北地區高層的西南風則逐漸轉為偏西風，到2013-07-13T08：00轉為西北風，因此降水逐漸減弱、消失。

5 結束語

本次強降水天氣降水量較大，持續時間較長，降水分布極不均勻，大的降水主要集中在臨汾市的北部，由北向南降水量逐漸減少。

此次暴雨天氣是在大氣層結不穩定的條件下，受低層700 hPa和850 hPa的暖切變線與東路灌下的冷空氣的共同作用而引發的。高空急流的維持為暴雨提供了有利的動力條件。

副高外圍的西南氣流和南海區偏南氣流為強降水的產生輸送了充沛的水汽；低層輻合、高層輻散的流場配置，進一步促進了水汽的抬升，為暴雨的產生提供了有利的條件。

短時強降水的出現與回波強度較大的回波區相對應，回波偏北和強回波的不連續存在使此次降水時空分布嚴重不均勻。從回波速度圖看，從低層到高層東北風轉為西南風，存在強垂直切變，低層零速度線“S”型表明暖平流的存在。

參考文獻

[1]陶詩言.中國之暴雨[M].北京：科學出版社，1980：1-10.

[2]劉新偉，段海霞，趙慶云.甘肅一次區域性大暴雨分析[J].干旱區研究，2010，27（1）：128-133.

[3]孟妙志，劉勇，王仲文，等.“05.9.20”陜西中部大暴雨分析[J].氣象科學，2008，28（4）：462-467.

[4]王愛玲，陳淑紅.豫北一次區域性大暴雨過程分析[J].安徽農業科學，2012，40（4）：2241-2254.

[5]壽紹文，勵申申，姚秀萍.中尺度氣象學[M].北京：氣象出版社，2003：235-236.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The use of automatic station observation data and NCEP/NCAR reanalysis data and doppler radar data， for heavy rain weather， in the 2013-07-12-13 linfen from weather background， main effect system， physical quantity field and radar image characteristics are analyzed. The results showed that the heavy rain the weather warm moist air flows mainly by the edge of the subtropical high and east road south of cold air， the low-level warm wet shear and unstable stratification； Maintenance of high altitude jet stream and low-level convergence and high-level divergence flow field configuration， provides the favorable conditions for the heavy rain. In radar reflectivity graph， heavy rain and heavy rain fall area， strong echo area.

Key words： heavy rain； background and system； physical quantity； radar echoendprint