山西晉中市2011—07—02—03大暴雨成因分析

田曉婷

摘 要：利用常規天氣圖、衛星云圖、新一代天氣雷達等資料對2011-07-02—03日發生在山西省中南部的大范圍強降水過程進行了綜合分析。

關鍵詞：暴雨；副熱帶高壓；水汽通量；氣壓場

中圖分類號：P458.1+21 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0100-02

2011-07-01夜間至2011-07-03，受西風槽和副高邊緣暖濕氣流的影響，晉中市出現了大范圍的強降水天氣。2011-07-01T08：00—2011-07-03T08：00，晉中市8個縣44個鄉鎮降雨量超過50 mm，4個縣10個鄉鎮超過100 mm，其中，最大降水量出現在左權的石匣水庫，降水量為178.5 mm。此次降水過程具有強降水時段集中、區域集中和降水量大等特點。左權縣、榆社縣日降水量分別為為127.5 mm、144.3 mm，達到大暴雨量級，超過歷史上日最大降水量極值。

1 物理量場診斷分析

1.1 水汽條件分析

從700 hPa的水汽通量的情況來看，2011-07-01T20：00，水汽通量高值區位于河套南部，數值大于12 g/s·hPa·m，我市的水汽通量值在4～6 g/ s·hPa·m之間；2011-07-02T08：00，高值區范圍東移增大，我市的水汽通量值在6～8 g/ s·hPa·m之間，水汽輸送量增大；2011-07-03T08：00，高值區從我省南側移過，輸送到我市的水汽量逐漸減小，強降水出現在水汽通量大梯度區，偏向干區一側。

從850 hPa的水汽通量散度的情況來看，2011-07-01T20：00，我市處于水汽平流的干平流區，但是風輻合。由于水汽平流對水汽的貢獻小于風的散度，所以水汽通量輻合。2011-07-02T08：00，我市處于濕平流區，且風輻合，水汽通量輻合。2011-07-02T20：00，水汽通量輻合。2011-07-02白天是我市此次降水的最強時段。

1.2 動力條件分析

渦度是衡量空氣質塊旋轉強度的物理量，可以用來分析氣壓場的發展變化。通過分析2011-07-01T08：00—2011-07-02T20：00的500 hPa渦度可知，我市所在地均為正渦度平流輸送，到2011-07-03T08：00為負渦度平流。2011-07-02T08：00—2011-07-02T20：00的700 hPa和850 hPa渦度為正渦度，說明這一時段渦旋強度和上升氣流旺盛，正是該地區強降水發生時段。

從散度場地高低空配置來看，2011-07-01T20：00—2011-07-02T08：00，我市700 hPa以上為輻合場，700 hPa以下為輻散場，低層輻散高層輻合沒有形成很強烈的上升運動。2011-07-02T20：00，我市低層輻合高層輻散有上升運動。

上升運動是形成暴雨的關鍵，因為上升運動的大小反映了水汽凝結速度的快慢。從垂直速度來看，2011-07-01T20：00—2011-07-03T08：00，我市低層輻合高層輻散有上升運動；2011-07-02T20：00，最大上升運動區移到我省中南部上空附近；2011-07-03T08：00，大的上升運動區移出我省；2011-07-03T20：00，在我市的垂直速度負值區轉為正值區，我市的強降水過程結束。

1.3 熱力條件分析

就k指數而言，2011-07-01T20：00，我市東山地區k指數大于36，有利于對流性天氣的發生；2011-07-02T08：00，我市大部分地區k指數在36以上；2011-07-02T20：00，我市南部k指數仍大于36，北部和東部山區小于36；到2011-07-03T08：00，我市的k指數在32以下，降水基本結束。

2 衛星云圖和雷達回波分析

2.1 衛星云圖

2011-07-01T20：00—2011-07-03T08：00，我省受東北冷渦尾部切變線云系和河套低渦云系的影響，7月2日凌晨到午后，云系在自西向東移動的過程中南北向穩定少動。在這個過程中，西南方向的暖濕空氣源源不斷地向我省輸送水汽，與西北方向來的冷空氣在我省交匯，從而形成山西中部的持續性強降水。2011-07-02T14：00以后，云系主要是由多個對流單體結合成一個快速發展的中尺度對流系統（MCC）造成的，使我省南部產生了暴雨。到2011-07-03T08：00，降水云系移出我省，降水基本結束。

2.2 雷達回波

壽陽降水從2011-07-02T18：00開始，到2011-07-03T06：00結束，強降水集中在2011-07-03T02：00—07：00時段。

從2011-07-02T00：00開始，降水回波區逐漸進入晉中，表現為層狀-積云混合性降水的回波特征，回波強度在30～40 dBZ之間。到2011-07-02T02：00，在壽陽一帶有一強度為40～50 dBZ的強回波區生成，主要表現為在大片層狀云降水區中，有少量對流雨團，降水中心集中在中尺度對流雨團內，回波幾乎停滯不動，持續時間也較長，致使壽陽2011-07-02T00：00—07：00出現了79 mm以上的暴雨。

從祁縣、平遙、和順、左權、榆社的降水時間來看，降水基本從2011-07-02T03：00開始，到2011-07-03T00：00明顯減弱，強降水集中在2011-07-02T06：00—13：00時段。

2011-06-02T05：00—13：00，混合性降水中的強對流回波區維持在我市南部（祁縣、平遙、介休、和順、左權、榆社）一帶，回波整體移動緩慢，強度在35～45 dBZ之間，局部達50 dBZ；2011-06-02T14：00，回波強度有所減弱，并偏向東南移動， 強降水趨于平緩；2011-06-02T20：00，回波開始呈現層狀云降水特征，強度在20～30 dBZ之間，雨區強度減弱，并開始東移南壓；2011-06-03T08：00，僅東山有零散回波；到2011-06-03T10：00，降水過程結束。

一般來說，在熱力不穩定的條件下，垂直風切變的增強將導致風暴進一步加強和發展。切變環境能夠使上升氣流傾斜，并使其中的降水質點脫離上升氣流，而不會因拖曳作用減弱上升氣流的浮力。垂直風切變可以增強中層干冷空氣的吸入，加強風暴中的下沉氣流和低層冷空氣外流，再通過強迫抬升，使流入的暖濕氣流更強烈地上升，從而加強對流。