2013年8月15—16日黑山地區特大暴雨過程分析

胡明 高莉莉 史虹婷 婁芳蕾 周福然 姚文靜 孫媛 劉翔 姚瑤 張歌

摘要 受地面鞍型場、高低空切變線共同影響，黑山地區在2013年8月15—16日夜間出現特大暴雨。本文闡述和分析此次特大暴雨的形成機制、特點，以為今后類似天氣過程的預報提供參考。

關鍵詞 特大暴雨；對流單體；黑山地區；2013年8月15—16日

中圖分類號 P426 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）06-0216-02

2013年8月15—16日，黑山地區出現了一次大范圍大暴雨，局地特大暴雨過程。強降水從15日23：00開始，16日6：00基本結束。暴雨中心在黑山常興，降水量達273.3 mm，黑山城區降雨量為257 mm，為歷史最大值。最大小時雨量出現在黑山常興，16日2：00的小時雨量達116 mm/h。此外，黑山境內超過100 mm降水的鄉鎮有5個：姜屯、胡家、段家、大虎山、八道壕；50～100 mm之間的鄉鎮有6個：半拉門、新興、大興、歷家、繞陽河、白廠門；北鎮的中安、大市也出現暴雨。

降水時段可分為3個階段，以常興為例：第一階段在15日23：00至16日0：50，降水較弱，小時雨強在15 mm左右；第二階段在0：50—4：00，為強降水，最大小時雨強出現在1：00—2：00，為116 mm，最大10 min雨強為28.1 mm，最大分鐘雨強為3.4 mm，累計降水達216.2 mm；第三階段，4：00以后降水開始減弱，降水量為23.6 mm。降水到16日5：00基本結束，總共持續了6 h，雨量為273.3 mm。

1 環流形勢

從15日20：00地面圖可以看出，在河套地區和黑龍江北部，分別有一低壓中心；貝加爾湖和渤海黃海外圍分別有一高壓中心和副高，中國東北處于“鞍型場”控制范圍，黑山地區恰好處在鞍型場的外圍（圖1）。500 hPa，東北地區存在一條弱低壓槽，黑山位于槽前。副高外圍584線恰好經過黑山。700 hPa，與500 hPa相近，在黑山的西側，存在一條南北方向的切變線，比500 hPa的深。850 hPa，受內蒙古北部的低壓影響，自河套地區北部向遼寧西部有一條橫向切變線，副熱帶高壓的外圍氣流與切變線交匯于遼西地區（圖2）。200 hPa，在遼寧中部，高空為顯著分流區，有強烈輻散。

以上條件形成了暴雨的觸發機制。低空輻合，高空輻散，高低空系統相耦合為本次降水過程的發生發展創造了良好的環境條件（圖3）[1]。

2 水汽條件和抬升條件

2.1 抬升條件

受副高外圍暖濕氣流和低空切變線共同影響，此次降水過程由副高外圍西南暖濕氣流源源不斷地輸送水汽，并且在切變線底部即黑山地區輻合上升，高空存在強輻散，產生抽吸作用，使水汽源源不斷地向上輸送[2]。本次過程的強降水帶位于醫巫閭山背風坡一側的東部，在西南暖濕氣流中，迎風坡的抬升作用產生的上升運動極易造成深對流雷暴發展，由于西南暖濕氣流的維持，和低空垂直切變環境得以維持，使得對流單體不斷新生和發展。

2.2 水汽條件

我國東北一帶被來自北太平洋地區氣旋性環流所控制，受該系統西側回流性水氣輸送的影響，東北地區水汽條件較好，為暴雨過程的出現提供了有利的水汽條件。

EC預報相對濕度850 hPa為80%，700 hPa為60%。T639預報，整個降水過程中，黑山850 hPa比濕Q在16左右；由實況天氣圖可知，黑山上空整層大氣溫度露點差在12以內，1 000 hPa T-Td=4；925 hPa T-Td=8；850 hPa T-Td=6；700 hPa T-Td=12；500 hPa T-Td=8，整層水汽含量很大，尤其是850 hPa以下，水汽很豐富。從T-lnp圖可以看出，黑山上空存在強的風向風速切變；從垂直速度圖看出，850、700 hPa分別有中心速度為16、36的垂直上升速度，15日夜間將影響黑山地區；地形影響：黑山西北側有山區，底層濕空氣自西南方向吹向黑山地區，在黑山處風向切變轉為東南風，低層濕空氣沿山迎風坡抬升。綜上所述，黑山地區動力抬升條件很充分，有利于暴雨形成[3]。

本次暴雨過程中，常興總雨量達到273.3 mm，降水自15日23：00開始，23：00—0：00 14.4 mm，0：00—1：00降雨30.5 mm，1：00—2：00雨勢最大，達到116 mm，此時對流達到最旺盛，從自動站數據看出，后30 min每分鐘雨量幾乎都達到3 mm；2：00—3：00降雨87 mm并且雨勢開始減弱，3：00以后累計降雨23.6 mm（圖4、5）。

2.3 地面風場

23：50，地面風場開始出現明顯橫切變線，降雨逐漸開始。0：50，出現西南風和東北風對吹現象，中心恰好位于常興，底層濕空氣強烈輻合抬升。1：50，風向對吹還在持續，但已經開始呈偏離趨勢，濕空氣輻合上升減弱。2：40，風向對吹已經結束，但還是存在橫向切變線，降水還在繼續。3：50，橫向切變減弱，輻合上升運動減弱，雨勢減弱明顯（圖6）。

2.4 雷達回波

從圖7可以看出，在黑山西部地區，出現強度大于55 dbz的回波，并且不斷有新的強度大于55 dbz的回波在黑山西南部生成，持續影響黑山地區，分析原因主要是副高邊緣588線維持在遼寧中部，系統無法持續向東推進，導致副高外圍暖濕氣流與東北冷渦不斷在黑山地區形成對流單體，導致黑山出現特大暴雨。

3 結論與討論

分析結果表明，歐亞大陸的烏拉爾山上空阻塞高壓盛行，在龐大阻塞高壓東側發展出深厚的切斷低壓系統。我國東北一帶正好處于切斷低壓系統的控制下。受到切斷低壓系統不穩定動力條件的影響，黑山地區出現強降水。副高外圍西南氣流帶來暖濕空氣，是此次暴雨發生的前提條件；西北方向來的低渦不斷向東發展，與副高外圍584線在遼寧境內相遇，是造成此次暴雨的重要原因。此次過程的環流形勢是高層輻散、中低層低渦切變、輻合耦合的結果；低渦切變、低空急流、地面輻合線、地形等作用，在邊界層極端高濕區域觸發和維持了強降水。西南急流和東南急流在黑山上空形成很強的水汽輻合，特大暴雨落區位于急流匯合處。

此次特大暴雨過程是一次極端降雨過程，產生在極為有利的水汽、不穩定和底層觸發作用下，具有時間短、雨量大、范圍小的特點。今后要預報這種局地性大暴雨，要結合濕度條件，動力條件，環流形勢等多方面考慮，加強暴雨觸發機制的掌握，加強在預警保障上的工作[4]。

4 致謝

感謝遼寧省預警中心提供的雷達資料。

5 參考文獻

[1] 王敏，譚向誠.北京城市暴雨和雨型的研究[J].水文，1994（3）：58-64.

[2] 李廷福，廖曉農，余連芳.”98·7”北京大暴雨的中尺度分析[J].氣象，1999，25（5）：44-48.

[3] 郝立生，丁一匯.華北降水變化研究進展[J].地理科學進展，2012，31（5）：593-601.

[4] 欠耐芳，趙思雄.1998年“二度梅”期間突發強暴雨系統的中尺度分析[J].大氣科學，2002（4）：526-540.