齊齊哈爾2013年7月3日暴雨成因分析

祝玉梅，周顯偉，劉長成

（齊齊哈爾市氣象局，黑龍江 齊齊哈爾161006）

1 引言

隨著社會經濟快速發展，暴雨帶來的災害越來越嚴重。2013年齊齊哈爾市遭遇了1998年以來最大的洪澇災害，尼爾基水庫上游發生了50 a一遇特大洪水，嫩江干流全線發生了20 a一遇洪水，主要江河水位、流量的連續上漲，使多地發生了洪澇災害，直接經濟損失近700萬元。近年來，隨著中尺度自動觀測資料和衛星云圖及多普勒雷達的應用，對暴雨的分析研究越來越精細，一些中小尺度系統特征被揭示[1]，短時臨近預報技術有了較大進步[2]。研究表明暴雨的發生發展是在一定的大尺度環流背景下由中尺度對流系統直接觸發而產生的[3]。高低空急流在暴雨的發生、發展以及增幅中起著至關重要的作用。林毅等[4]研究了高低空急流在閩西北大暴雨過程中的作用。

2013年7月2日08時至3日08時,黑龍江西南部和吉林西部普降暴雨，其中齊齊哈爾全區均有降水，訥河、克山兩個縣達到暴雨，其他各縣都在大雨以上（除泰來外），由于部分縣鎮降雨強度較大、時間長，致使許多鄉村農田被淹和房屋倒塌，路面、橋涵、排水設施、樹木、花卉等城鎮基礎設施損毀,給工農業生產、交通運輸和人民財產安全帶來了較嚴重的影響。本文利用常規觀測資料、黑龍江省地面加密雨量點資料、國家氣象衛星中心提供的FY-2C衛星TBB資料、NCEP再分析資料和齊齊哈爾雷達回波資料對2013年7月3日齊齊哈爾地區暴雨過程進行分析，試圖找出此類天氣的形成機理，為今后的暴雨天氣提供有益的預報思路。

2 天氣形勢場特征

7月1日20時500 hPa高度場上,歐亞中高緯地區為西低東高型，貝加爾湖以東大興安嶺被深槽控制，而且槽后有明顯的冷平流，促使槽未來繼續發展加深，使冷空氣從貝加爾湖北側輸送到大興安嶺南麓上空，黑龍江省東部和北部為一強大高壓脊，阻止系統東移，使冷空氣在大興安嶺南麓西側堆積。

2日08時500 hPa上位于大興安嶺的低槽進一步發展，使得聚集的冷空氣向東南已經擴散到黑龍江省西部齊齊哈爾地區，庫頁島的強大高壓脊持續阻擋，使得系統移動緩慢，使得降水時間較長。200 hPa風場（圖略）上看，齊齊哈爾位于蒙古國和我國內蒙古交界處的一條準東西向強勁西風急流出口區的左側輻散區，最大風速在70m/s以上。

槽位置看，各層位置變化不大，齊齊哈爾位于槽前。溫度層結看，槽前500 hPa有弱冷平流，700 hPa無明顯溫度平流，850、925 hPa有暖平流，下暖上冷，層結不穩定條件較好。

02日02時地面圖上（圖略），齊齊哈爾市位于地面低壓前部，齊齊哈爾地區處于低壓橫軸的前部，低壓向齊齊哈爾移近的同時會繼續發展加強。隨著引導氣流海平面氣壓場北上，暖鋒逐漸北抬，齊齊哈爾處于暖鋒前南氣流中，地面風力較小，擾動較弱，有利于地面偏南氣流的堆積，風向、風速及水汽輻合均明顯加強，使不穩定能量堆積，促使上升運動加強。

01日20時沿47.2°N垂直剖面圖上，低層有較強的暖濕氣流從渤海和日本海輸送到齊齊哈爾地區，并且有水汽通量的輻合，致使齊齊哈爾地區925 hPa比濕達到12 g/kg，齊齊哈爾地區低層上升運動較強。

3 衛星云圖分析

利用氣象衛星云圖能夠直觀地看到各種天氣系統下產生的云系演變情況，同時也可以幫助識別云系對應的天氣系統[4]。本文利用每小時一次的FY-2E衛星資料，對影響2013年7月2-3日齊齊哈爾地區暴雨的中尺度對流混合體進行初步分析。2日08時紅外云圖上，在內蒙古的東北部和黑龍江西部都為大面積層狀云帶，云頂亮溫TBB≥-35℃，范圍較大，強度不強，中心值為-40℃。隨著暖鋒西移北抬，在齊齊哈爾訥河處開始有對流單體生成，并逐漸向南擴大發展加強，02日20時在齊齊哈爾訥河站形成范圍較小對流云團，云頂亮溫TBB=-45℃，此時訥河地區開始產生強降水。在03日08時（圖略），隨著高空急流轉向和低空急流被阻斷，暴雨區的水汽輸送減弱，對流混合體也開始減弱東移，冷云面積減小，云頂亮溫TBB低值中心由-45℃升到-35℃，說明對流開始減弱，03日20時對流云團主體移出齊齊哈爾地區，齊齊哈爾暴雨區主體降水過程結束。

4 探空資料分析

由2013年7月1日20時齊齊哈爾探空站上空的溫、濕、風的特征（圖略）可知，CAPE（濕對流有效位能）為 1 095 J·kg-1，K 指數 36 ℃，沙氏指數-1.15，層結不穩定；計算各種對流參數可得，850 hPa與500 hPa的溫度差達到 25 ℃，θse（850hPa-500hPa）達到 8.78 ℃，大氣上冷下暖的結構非常明顯；500 hPa以下風隨高度順時針旋轉，有暖平流活動，高層偏西風輸送的干冷空氣與低層偏南暖濕空氣在齊齊哈爾北部疊加，大氣層結不穩定加劇，為對流天氣的發生發展提供較大的不穩定能量、水汽條件和觸發條件。

5 雷達反射率產品分析

分析這次暴雨過程的反射率產品，時間長、層狀降水回波是造成這次齊齊哈爾地區暴雨過程的主要因素。自7月02日07時齊齊哈爾雷達站東部開始有強度為30 dBz層狀回波移入，逐漸西移過程中,19時在訥河站附近有對流單體生成并逐漸加強，21時對流單體減弱,3日20時層狀回波整體移出齊齊哈爾地區。雷達反射率因子分析這次降水主要是層狀回波，強回波中心強度在35 dBz左右，高度在4 km左右，降水持續時間長是這次暴雨形成的主要原因。速度圖上底層有“牛眼”的存在，底層的風速較大，為降水持續輸送水汽。

6 結論

（1）高空弱冷空氣、低空暖濕氣流與地面低壓暖鋒配合，為短時強降水的發生提供了動力和水汽條件。

（2）850 hPa切變線的存在為降水區提供了充沛的水汽和不穩定能量的堆積，在高空冷空氣的觸發下釋放是產生大暴雨的主要原因。

（3）近地層偏東氣流與低空偏南氣流形成了垂直風切變，加強了對流的發展，使暴雨得以維持。

[1]卓鴻,趙平,任健,等.2007年濟南"718"大暴雨的持續拉長狀對流系統研究[J].氣象學報,2011,69(2):263-276.

[2]俞小鼎,周小剛.雷暴與強對流天氣臨近預報技術進展[J].氣象學報，2012，70（3）:311-337.

[3]陶詩言．中國之暴雨[M]．北京：科學出版社,1980：51-64．

[4]林毅,劉銘,劉愛鳴.高低空急流在閩西北大暴雨過程中的作用及數值模擬[J].氣象科學,2006,26(4):449-455.