2014年9月中旬山西省連陰雨天氣診斷分析

申李文

摘 要 2014年9月10-17日，山西省多地出現(xiàn)入汛以來(lái)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、強(qiáng)度最大的連陰雨天氣。通過(guò)環(huán)流背景和物理量特征等分析可知，西太平洋副熱帶高壓穩(wěn)定且位置偏西、偏北是此次連陰雨天氣過(guò)程的大氣環(huán)流特征，副熱帶高壓西側(cè)偏南急流為降水區(qū)域提供了充足的水汽供應(yīng)，低層正渦度、輻合，高層負(fù)渦度、輻散造成的強(qiáng)烈的上升氣流運(yùn)動(dòng)是連陰雨期間強(qiáng)降水過(guò)程的觸發(fā)機(jī)制。

關(guān)鍵詞 連陰雨;環(huán)流背景;物理量;山西省

中圖分類(lèi)號(hào)：P458.121 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）27--02

2014年9月10-17日，山西省出現(xiàn)大范圍連陰雨天氣過(guò)程，此次連陰雨天氣過(guò)程降雨量大、影響范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。其中10-16日降水量為9～163.5 mm，中南部麥區(qū)降水量基本在25 mm以上，南部大部降水量超過(guò)50 mm，運(yùn)城、臨汾、晉城的個(gè)別縣（市）超過(guò)100 mm，全省有27個(gè)縣（市）出現(xiàn)連陰雨天氣，中南部有74個(gè)縣（市）降水日數(shù)在4 d以上。15-16日高平、陵川、沁水等9縣市降暴雨，臨汾市、晉中市、呂梁市的大部等53縣（市）降大雨。過(guò)程降水最多的晉城市，10-17日，出現(xiàn)了持續(xù)7 d的連陰雨天氣，這次降雨過(guò)程是2014年晉城市最強(qiáng)的降雨過(guò)程，也是晉城市建站以來(lái)最強(qiáng)的連陰雨天氣過(guò)程，各縣氣象觀測(cè)站過(guò)程降雨量達(dá)147.8～202.9 mm，有4個(gè)自動(dòng)雨量站雨量超過(guò)200 mm，最大雨量出現(xiàn)在沁水縣的中木亭村，過(guò)程雨量為232.9 mm。

大范圍強(qiáng)降水天氣使山西省麥區(qū)儲(chǔ)存了充足的水分，但部分地區(qū)由于出現(xiàn)連陰雨，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)過(guò)濕現(xiàn)象，既對(duì)部分秋收作物成熟收曬不利，也不利于正茬冬小麥的適期播種，致使山西省冬小麥適宜播種期將正常略偏晚。此外，連日來(lái)的強(qiáng)降雨使黃河流域芮城段水位明顯上漲，15日現(xiàn)入汛以來(lái)最大黃河流量，為2 470 s/m3，水位為37.8 m，晉城市、長(zhǎng)治市等地多座水庫(kù)的水位出現(xiàn)不同程度上漲。省內(nèi)忻阜高速、呂梁高速、和榆高速、陽(yáng)翼高速禁止7座及7座以上客車(chē)和危化品車(chē)上高速;晉城市省界至楊寨河段發(fā)生邊坡崩塌，因落石，陽(yáng)城去往濟(jì)源方向和晉城去往長(zhǎng)治方向匝道封閉，道路中斷。

1 環(huán)流背景及主要影響系統(tǒng)

9月10-17日連陰雨過(guò)程中，200 hPa高空，38°～45° N、100°～130° E東亞地區(qū)頻繁出現(xiàn)西風(fēng)急流中心，急流中心持續(xù)維持>50 m/s的風(fēng)速。受其影響，山西省大部分地區(qū)上空始終處在急流入口區(qū)右側(cè)的高空輻散區(qū)控制范圍內(nèi)，該省上空對(duì)流層生成和維持低層低渦或低值系統(tǒng)，并抑制副熱帶高壓北抬，使其穩(wěn)定維持。18日，西風(fēng)急流快速東移南壓，隨著急流中心移至38° N、125° E一帶，影響山西省的連陰雨天氣結(jié)束。500 hPa上，歐亞大陸中高緯地區(qū)呈兩槽兩脊型，其中鄂畢海至巴爾喀什湖之間存在一寬廣的低槽區(qū)，而黑龍江以北至朝鮮半島存在一西北東南走向的東亞低壓，貝加爾湖、鄂霍次克海分別存在為東北西南走向、西北東南走向的高壓脊。東亞低壓槽后大量冷空氣堆積在朝鮮半島上空，并逐漸向西南擴(kuò)散，致使冷空氣由東路影響華北南部地區(qū)[1]。中緯度地區(qū)環(huán)流平直，鄂畢海至巴爾喀什湖一帶深厚槽區(qū)內(nèi)不斷生成短波槽并向東移動(dòng)。低緯度副熱帶高壓為東西帶狀分布，勢(shì)力較強(qiáng)且穩(wěn)定維持，淮河以南大部分地區(qū)處于588 dagpm線(xiàn)控制范圍內(nèi)，副熱帶高壓脊線(xiàn)位于23°～30° N，西伸脊點(diǎn)至110°E以西地區(qū)，與常年同期相比顯著偏西、偏強(qiáng)。副熱帶高壓穩(wěn)定維持且位置偏西、偏北是形成連陰雨天氣的大氣環(huán)流主要特征之一，副熱帶高壓脊線(xiàn)徘徊在23°～30°N一帶，對(duì)于山西省出現(xiàn)降水天氣較為有利;同時(shí)，副熱帶高壓西側(cè)偏南氣流源源不斷的為降雨區(qū)輸送大量水汽，強(qiáng)盛的副熱帶高壓穩(wěn)定少動(dòng)，使得山西省出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間的陰雨天氣。

2 物理量分析

2.1 水汽條件

持續(xù)穩(wěn)定的水汽來(lái)源和濕空氣的飽和度是形成連陰雨天氣的必要條件之一。此次山西省整個(gè)連陰雨過(guò)程中，500 hPa和700 hPa上強(qiáng)盛、穩(wěn)定的副熱帶高壓西側(cè)偏南急流不斷的將來(lái)自南海、孟加拉灣的大量水汽向降水區(qū)輸送。其中16日山西省出現(xiàn)的暴雨天氣過(guò)程中，兩支水汽輸送通道在陜西南部匯合后進(jìn)入暴雨區(qū)域，山西省上空有明顯的水汽輻合區(qū)，水汽輻合區(qū)與暴雨區(qū)分布一致，700 hPa水汽通量散度場(chǎng)上，臺(tái)風(fēng)外圍水汽通量散度值均達(dá)超過(guò)14 g/（cm2·hPa·s），低空偏東南急流經(jīng)水汽大值區(qū)輸送水汽至暴雨區(qū)。

相對(duì)濕度是衡量空氣濕度的條件，空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，通常相對(duì)濕度≥90%，80%≤相對(duì)濕度<90%時(shí)表示空氣濕潤(rùn)[2]。10日20：00-17日20：00，700 hPa上山西省除13日20：00外，其余時(shí)間都處于濕區(qū)，特別是在14日20：00-17日20：00，山西省南部地區(qū)水汽達(dá)到了飽和狀態(tài)。由此可見(jiàn)，連陰雨期間山西大部分地區(qū)上空空氣相對(duì)濕度較大，空氣濕潤(rùn)或達(dá)到飽和。

2.2 動(dòng)力條件

動(dòng)力條件也是形成降水的條件之一。以16日山西南部大到暴雨為例進(jìn)行分析，35.5°～35.8°N一帶680 hPa以下為正渦度區(qū)，最大值>5×10-5/s的正渦度中心位于850 hPa;680 hPa以上為負(fù)渦度區(qū)，中心值<-6×10-5/s的最大渦度中心位于200 hPa。由散度垂直剖面上，暴雨區(qū)700 hPa以上為輻散區(qū)，以下是輻合區(qū)。低層正渦度、輻合，高層負(fù)渦度、輻散，暴雨區(qū)上空整層形成強(qiáng)烈的上升氣流運(yùn)動(dòng)，有利于暴雨天氣的持續(xù)維持。分析此次強(qiáng)降水的垂直速度可知，暴雨區(qū)上空深厚的上升氣流區(qū)一直延伸至200 hPa，最大上升速度為-46×10-2 hPa/s，上升速度大值區(qū)位于550 hPa。大范圍的垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)為強(qiáng)降水的發(fā)生和持續(xù)提供了有利的動(dòng)力條件。

3 結(jié)語(yǔ)

2014年9月10-17日，山西省出現(xiàn)了降水強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣的連陰雨天氣過(guò)程。在高空西風(fēng)急流影響下，山西省一直處于急流入口區(qū)右前方，促使該地區(qū)對(duì)流層低層低渦或低值系統(tǒng)生成和維持，并抑制副熱帶高壓北抬，使其穩(wěn)定維持，這是此次持續(xù)連陰雨天氣的主要環(huán)流背景。強(qiáng)盛、穩(wěn)定的副熱帶高壓西側(cè)偏南急流不斷的將來(lái)自南海、孟加拉灣的大量水汽向降水區(qū)輸送，為降水區(qū)域提供了充足的水汽供應(yīng)。同時(shí)，連陰雨期間山西大部分地區(qū)上空空氣相對(duì)濕度較大，空氣濕潤(rùn)或達(dá)到飽和。低層正渦度、輻合，高層負(fù)渦度、輻散，暴雨區(qū)上空整層形成強(qiáng)烈的上升氣流運(yùn)動(dòng)，為強(qiáng)降水的發(fā)生和持續(xù)提供了有利的動(dòng)力條件，有利于暴雨天氣的持續(xù)維持。

參考文獻(xiàn)

[1]程海霞，王叢梅.2014年9月華北南部強(qiáng)連陰雨天氣成因分析[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，35（1）.

[2]王正旺，龐轉(zhuǎn)棠，魏建軍，等.一次秋季罕見(jiàn)強(qiáng)連陰雨過(guò)程分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2008（增1）：44-47.

（責(zé)任編輯：趙中正）