烏蘭察布市一次大到暴雨過程的診斷分析

張百萍　劉燁焜

摘 要 通過對2010年9月20日-21日（全市11個站）24 h，10個站降大-暴雨、1個站大雨進行診斷分析，結果表明，強盛的冷暖氣流交匯是造成這場強降水的關鍵所在。切變線及河套氣旋是這次過程的主要影響系統。臺風的登陸及副高外圍來自孟加拉灣西南風給這次暴雨帶來了源源不斷的水汽。同時，700 hPa中尺度低渦進一步促使暖濕氣流的抬升及不穩定能量釋放，對暴雨的形成產生了積極作用。

關鍵詞 暴雨；切變線；地面倒槽；臺風；內蒙古烏蘭察布市

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）30--02

僅以烏蘭察布市一個縣的受災為例，暴雨致使興和縣的7個鄉鎮，145個村委會，401個自然村，2 490人遭受洪澇災害的襲擊，農作物受災面積67.33 hm2。淹沒人工草灘20 hm2。造成農業損失60萬元，直接經濟損失達420萬元[1]。可以看出，在本該收獲的季節，卻由于暴雨襲擊給廣大農牧民帶來這樣大的損失令人惋惜，因此完全有必要探求這次強降水過程的發生發展的環流背景及物理機制，以便對今后類似天氣過程的預報做到及時準確，為廣大農牧民防洪抗災提供氣象保障。

1 環流特征分析

1.1 500 hPa環流形勢

9月18日08：00高空500 hPa歐亞大陸為一槽一脊，在北緯70°N、東經110°N有一由極地南下的深厚的冷渦，低渦中心為520 hPa，而冷中心為-8 ℃。在貝湖以西存在一個鋒區，在5個緯距內有3根等溫線，而與之配合的等高線非常密集，烏拉爾山存在一高壓脊；同時在北緯25°N，東經125°E附近，存在一個臺風，臺風中心為580 hPa。到9月19日08：00，貝湖附近大致在北緯55°的鋒區迅速南壓到北緯50°以南。同時低渦也向東南方向移動，位于海上的臺風也在加強，由內圈為580 hPa加深到576 hPa。到20日08：00，冷渦進一步發展并東南向移動，偏北風沿烏拉爾山高壓脊將冷空氣帶下，貝湖附近的鋒區已南壓到烏蘭察布市上空，位于50°N以南。而此時位于海面上的臺風也已登陸。此時副高東伸到115°E，脊位于北緯30°N，臺風帶來的暖濕氣流及來自孟加拉灣、南海的暖濕氣流沿副高外圍一直輸送到40°N附近，在河西走廊一帶，受新疆一帶冷空氣的影響，生成一個低槽，低槽沿西南氣流不斷向烏蘭察布市移來，為暴雨的發生提供了持續的動力抬升條件。

1.2 700 hPa環流形勢，

9月19日08：00，700 hPa大的環流形勢與500 hPa相似。貝湖附近的冷渦在冷平流及正渦度平流作用下一面加深一面東移，西伯利亞一帶存在著強盛的暖平流，使得烏拉爾山的高壓脊北挺，沿高脊的偏北氣流將極地冷空氣帶到北緯50°附近，此時，位于洋面的臺風已在迅速向西南方向移動并登陸，沿著副高外圍的偏南氣流與臺風外圍氣流匯合不斷向烏蘭察布市輸入，使烏蘭察布市上空有源源不斷的水汽來源，為這次暴雨提供了很好的水汽條件。

1.3 海平面氣壓場環流形勢分析

在9月19日14時，在貝湖以北有發展成強盛一個冷高壓，高壓中心值為1 032.5 hPa。在河套西南地區存在一個氣旋，氣旋中心為1 007.5 hPa，正位于高空鋒區南側，低壓后部不斷有冷空氣補充，使得地面低壓不斷發展加強，并沿高空引導氣流北上。到了20日08：00，低壓已加深為鋒面氣旋，中心值為997.5 hPa，，而地面高壓在高空強冷平流作用下，強度加強，空間尺度加大，高壓前沿已到北緯40°N附近與河套氣旋頂部相接，在河套氣旋頂部已有降水發生。到了20日14：00河套氣旋主體已移近烏蘭察布市，此時烏蘭察布市降水11個站全部出現已經降水。到了21日08：00，河套氣旋已移出烏蘭察布市，降水終止。

1.4 集寧站地面三線圖分析

T-Td在20日02：00達到飽和，但由于冷空氣沒有到來，所以此時沒有發生降水，到了20日是10：00左右隨著冷高壓的南壓，降水開始發生，到了20日20：00降水達到最大值，隨著冷高壓的進一步南壓，21日08：00冷高壓壓過烏蘭察布市，此時氣壓升高，T-Td加大，降水結束。

2 物理量場分析

2.1 水汽條件分析

中層的水汽主要來自孟加拉灣及南海隨著西南風源源不斷的輸送到烏蘭察布市；20日08：00，從850 hPa風場圖可以看出；低層的水汽主要來自臺風，東南風將臺風水汽輸送到烏蘭察布市，兩股不同路經的水汽匯聚到烏蘭察布市，為烏蘭察布市暴雨的發生的具備充分的水汽條件[2]。

9月20日08時850～500 hPa相對濕度場可以看出：8 500 hPa濕度在60%～70%，700 hPa濕度在50%～75%，500 hPa濕度在70%～90%；20日20：00，8500 hPa濕度在全市大部地區在90%以上，700 hPa濕度也在90%以上，500 hPa濕度在70%～90%。中低層濕度一直處于較大值中，為強降水的產生提供了有利的水汽條件。

9月20日20：00，850 hPa及200 hPa水汽通量散度可以看出：低層在烏蘭察布市上空有濕度的輻合，高層有濕度的輻散，高低層水汽這樣配置非常有利暴雨的產生。

2.2 動力抬升條件分析

9月20日08：00，850～300 hPa散度場：在烏市以東850 hPa有-20×10-6S-1，300 hPa在烏蘭察布市有10×10-6S-1；到20：00，850 hPa -20×10-6S-1移到烏蘭察布市上空，300 hPa在烏蘭察布市依然有10×10-6S-1散度值，表明在烏蘭察布市抽吸效應十分明顯，有利于暴雨的產生。

9月20日08：00，850～300 hPa 垂直速度場：850～500 hPa只有弱上升運動，到了20：00，850～500 hPa在烏蘭察布市都處在負值中，但負值不大，三度空間的氣流都處在上升運動中有利于系統加強，為強降水的發生提供了有利的動力條件。

2.3 穩定度條件分析

500 hPa烏蘭察布市有冷平流存在，700 hPa及850 hPa烏蘭察布市在弱暖脊控制下，存在著上冷下暖的不穩定層結。從500 hPa 與700 hPa及850 hPa的實況場看，切變線南側低層的氣流是來自低緯的暖濕氣流，氣流非常潮濕，切變線北側500 hPa 的氣流是來自高緯的干冷空氣，兩股性質完全不同的氣流上下疊置，將會形成強位勢不穩定的大氣層結。

20日08：00，烏蘭察布市K指數為20～28。20：00，烏蘭察布市大部地區為24～28，逐漸增大K指數預示著不穩定區在水汽條件都滿足的狀態下有較大的不穩定能量釋放，將有較大的降水發生。

3 衛星云圖演變情況分析

降水云系隨西南氣流不斷向西北抽，并隨地面系統的加強而加強。而較強對流云團沿副高外圍的偏南氣流不斷南補充到冷鋒云系中。同時，臺風外圍的云系沿東風補充到副高外圍的對流云團中，然后一同合并到鋒面云系中，使得冷鋒云系越來越強。20日午后，對流云系隨著不穩定能量的加強，更加強盛，造成烏蘭察布市暴雨天氣。

參考文獻

[1]朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學原理與方法[M].北京：氣象出版社，1992.

[2]壽紹文，勵申申，王善華，等.天氣學分析[M].北京：氣象出版社，2002.

（責任編輯：劉昀）