吉林省區域暴雨天氣模型

梁鳳霞+吳靜+鮑晶等

摘要 利用吉林省人工觀測站及加密自動站資料對2001—2012年的48個區域暴雨個例的高空、地面等常規實況資料按照影響系統及氣象要素進行分析，并按照影響系統進行分型，建立吉林省區域暴雨天氣模型。

關鍵詞 暴雨；天氣模型；中尺度分析；吉林省

中圖分類號 P426 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）14-0239-04

1 資料使用及暴雨標準

使用2001—2012年的人工觀測站及2009—2012年加密自動站降水資料。暴雨標準（暴雨日定義）分別如下：①人工觀測站資料：站點數≥5，且降雨量≥50 mm；或相鄰站點數≥3，降雨量≥50 mm，且至少有1個站降雨量≥100 mm。②加密自動站資料：站點數≥30，且降雨量≥50 mm[1]。

2 暴雨影響系統分類

利用天氣圖，確定暴雨影響系統共有5類，即切變線、副高后部切變、副高后部高空槽、高空槽、冷渦[2-3]。這5類又可以分別按照地面影響系統再分類，具體如表1所示。

3 各影響系統出現次數

從暴雨的影響系統看，12年間48次區域暴雨過程，各種影響系統出現次數大致相當，分別為：高空槽11次，副高后部高空槽10次，副高后部切變9次，切變線冷渦9次。

從暴雨的地面影響系統看，48次暴雨過程中，以冷鋒和華北氣旋為主，分別為14次和13次，倒槽、蒙古氣旋、臺風水汽、其他分別為4、4、4、9次。

4 暴雨發生的時間統計

48次暴雨均發生在5—9月，主要發生在7月和8月，分別為23、19次，5月、6月、9月分別為2、2、2次。其中，切變線、副高后部切變、副高后部高空槽這3種影響系統下發生的暴雨全部出現在7月和8月；臺風暴雨共4次，其中3次發生在8月，1次發生在9月；對于冷鋒影響產生的暴雨中，有8次發生在7月，6次發生在8月；其他的影響系統所引發的暴雨發生時間上并不是很集中；“七下八上”期間共發生暴雨18次，占樣本總數（48次）的37.5%；“七下八上”期間的18次暴雨過程中，副高后部暴雨9次，占比50%，也就是說“七下八上”期間有50%的暴雨是副高后部系統造成的。

5 暴雨發生的空間統計

統計48個區域暴雨個例發現，吉林省各地均有暴雨天氣發生。從暴雨發生次數角度統計，吉林省暴雨呈現“中間多，兩頭少”“南邊多，北邊少”的態勢，具體情況如表2所示。

6 區域暴雨模型的建立

根據48個暴雨個例，按照20種暴雨分類，建立5大類共20種暴雨模型。這20種模型是在對每個個例分析后，找出典型個例，建立典型個例模型，并作為這類暴雨的模型。利用micaps3氣象信息綜合分析處理系統制作暴雨模型，模型包括地面圖，850、500、200 hPa高空圖的相應影響系統及要素綜合分析，線條按照micaps3“中尺度分析工具箱” 中的定義繪畫[4]。

6.1 切變類

切變類模型共分為4種，具體如表3所示。以“切變+華北氣旋”型為例做模型概述，如圖1所示。該模型高空200 hPa等壓面有急流，急流從（115°E，40°N）開始向東北方向延伸，到雙遼附近再向東延伸，急流核風速達到60 m/s，在急流核左側為氣旋性渦度中心，而暴雨區正好在其右后方正渦度平流和輻散區內，高空輻散有利于大尺度強迫抬升，產生暴雨。500 hPa等壓面上，在遼寧省與吉林省交界附近東西向有一條切變線，切變線附近抬升的作用非常強，暴雨區在切變線東端的附近。850 hPa等壓面上（120°E，40°N）至蛟河附近有低空切變的存在，切變線上有強輻合上升運動，其附近往往會有暴雨發生。850 hPa與500 hPa溫度差大于等于25℃，表明大氣處于不穩定狀態。另外，山東沿海至遼寧沿海存在一條西南急流，急流攜帶大量水汽向暴雨區輸送。但急流出口區在暴雨區以南，即急流并未延伸到暴雨區，風速在暴雨區以南便減小了，但正是由于風速的減小，造成暴雨區附近風速的輻合，利于加強輻合上升運動。同時，850 hPa上有濕舌和濕軸，暴雨區位于濕舌的頭部，濕軸指向暴雨區。地面影響系統是華北氣旋，暴雨發生在華北氣旋東北部。地面存在濕舌，比濕≥15 g/kg，3 h變壓<0，中心值為-17 hPa。

6.2 副高后部切變類

該類模型共分5種，如表4所示。以“副高后部切變+華北氣旋”型為例，做模型概述，如圖2所示。該模型200 hPa有高空急流，急流核風速達到54 m/s，暴雨區位于急流軸右側，急流核右后方正渦度平流和輻散區內，高空輻散有利于大尺度強迫抬升，產生暴雨。500 hPa副高特征線588線與吉林省東邊界重合，584線位于吉林省東部，切變線位于吉林省西部白城與松原交界地帶，呈東北—西南向。500 hPa切變線促進中空的上升運動，冷槽呈東北—西南向，而暴雨區就在冷槽附近，表明暴雨區上空有冷空氣侵入，增強不穩定條件[5]。850 hPa等壓面上，吉林省大部位于暖脊中，低層較暖，并且有偏南急流向北輸送暖濕空氣，造成底層的不穩定能量增加，加之中層有冷空氣侵入，因此這種形式有利于對流不穩定的發生。偏南急流出口區位于降水區以南，即風速在暴雨區附近減小，風速減小造成風速在暴雨區附近輻合，加強上升運動。另外850 hPa切變呈東北—西南向穿過吉林省東部。加強低層的輻合上升運動。濕舌頭部覆蓋吉林省中東部，表明中東部水汽充足并且有位勢不穩定能量將要釋放。暴雨發生在副高后部中低空切變線之間，且在濕舌范圍內。地面圖上，有華北氣旋，位于渤海附近，暴雨區發生在華北氣旋東北部。吉林省、遼寧省和河北省大部分位于3 h顯著降壓區內，華北氣旋將繼續北上，影響吉林省。

6.3 副高后部高空槽類

該類模型共分4種，如表5所示。以“副高后部高空槽+冷鋒”型為例，做模型概述，如圖3所示。該模型200 hPa有高空急流，急流核風速達到54 m/s。暴雨發生在高空急流的急流核的右后方，但距離高空急流有一定的距離。500 hPa副高呈帶狀，588線與吉林省東邊界基本重合，副高后部高空槽南北向穿過內蒙古和山西，并且有冷槽存在，表明有冷空侵入，吉林省位于冷槽中，因此中層有冷空氣入侵。加強高低層的不穩定性。副高后部有高空槽，槽前有西南急流，風速≥20 m/s，利于中層上升運動。850 hPa有暖脊，吉林省位于暖脊中，西南急流沿東北—西南向穿過遼寧省，急流頭直指吉林省西南角，在急流頭部以北有輻合線，表明氣流在這里輻合抬升。濕舌及濕軸沿東北—西南向通過渤海，攜帶大量水汽，穿過遼寧省及朝鮮，繼續向北通過吉林省到達黑龍江省北部，吉林省范圍內的暴雨區發生在濕區范圍內。地面有冷鋒，冷鋒附近抬升條件加強，冷鋒穿過吉林省附近產生暴雨。綜上所述，此類型暴雨發生在高空急流核右后方水汽、動力及熱力條件均較好的地方。endprint

6.4 高空槽類

該類模型共分3種，如表6所示。以“高空槽+華北氣旋”型為例，做模型概述，如圖4所示。該模型200 hPa有急流，暴雨區發生在急流出口區的右側，并且有一定的距離，但考慮到暴雨區上方850 hPa為西南風，500 hPa為西南風，但200 hPa為偏西風，這種風隨高度順轉，說明有暖平流，使暖濕空氣向暴雨區輸送，低層不穩定能量增加，水汽含量增加。而500 hPa有冷槽，說明中層有干冷空氣侵入，與低層的暖濕空氣形成不穩定條件，有利于暴雨發生。500 hPa高空槽附近動力條件較好，且中層急流核風速達28 m/s，這里強迫抬升作用較強，利于暴雨發生。另外，850 hPa有暖脊，暴雨區位于暖脊內。濕舌頭部延伸至吉林省北邊界，暴雨區位于濕舌頭部內。地面圖上華北氣旋中心位于吉林省西部，暴雨區發生在華北氣旋東南偏南范圍內。

6.5 冷渦類

該類模型共分4種，如表7所示。以“冷渦+冷鋒”型為例，做模型概述，如圖5所示。該模型200 hPa有急流，呈西北—東南向，位置偏北，似乎對吉林省影響不大，但高空西北氣流表明高空有冷空氣由貝加爾湖向吉林省輸送，造成高空干冷的條件。500 hPa冷渦中心位于黑龍江北部，冷空氣由冷渦西部沿西北氣流輸入暴雨區，暴雨區發生在冷渦南部偏東的范圍內。850 hPa有濕舌和濕軸，暖濕空氣在西南氣流作用下向暴雨區輸送，低層暖濕，而200、500 hPa有干冷空氣輸入，造成下暖濕上干冷的不穩定條件，而雨發生在低空急流左前方濕舌內，另外850、500 hPa溫度差≥25 ℃，表明大氣不穩定，暴雨就發生在這樣的不穩定區域里。地面圖上，暴雨發生在冷鋒尾部的右側區域里，這里也是3 h顯著降壓區，未來冷鋒向這一區域移動，造成暴雨天氣。

7 參考文獻

[1] 陶詩言.中國之暴雨[M].北京：科學出版社，1980.

[2] 孟慶濤，孫建華，喬楓雪.20世紀90年代以來東北暴雨過程特征分析[J].氣候與環境研究，2009，14（6）：596-612.

[3] 徐遠波，尹恒，譚永秀，等.副高邊緣一次局地突發性大暴雨過程的中尺度分析[J].暴雨災害，2009，28（1）：58-63.

[4] 周鳴勝.我國北方50次區域性特大暴雨的環流分析[J].氣象，1993，19（7）：14-18.

[5] 黃泓，張銘.一次東北暴雨過程的診斷分析[J].解放軍理工大學學報（自然科學版），2004，5（5）：83-87.endprint