2016年8月21日極值暴雨成因分析

閆鳴

摘 要 2016年8月21日傍晚到夜間，賀蘭山沿山銀川段拜寺口溝至蘇峪口一線出現了歷史罕見特大暴雨（12 h降水大于140 mm）。基于此，主要借助數值預報產品資料、銀川市多普勒雷達產品資料、衛星云圖資料以及自動氣象站觀測資料，對2016年8月21日銀川市賀蘭山沿山出現的特大暴雨成因進行了全面分析，通過對此次過程環流背景、影響系統、物理量場特征以及衛星雷達產品特征進行分析，全面總結此次過程的天氣成因和特點。

關鍵詞 暴雨;影響系統;特征

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.33.086

1 天氣實況

截至2016年8月22日8： 00，累計降水為220.5～241.7 mm，超過該地段2012年7月29日賀蘭山滾鐘口174.3 mm的歷史氣象記錄。其中，有2個自動氣象站累積雨量超過200 mm，3個站超過100 mm。最大累積降水和最大小時雨強均出現在賀蘭山滑雪場，分別為241.7 mm和82.5 mm，本次強降水主要集中在21日21： 00至22日1： 00。

2 影響系統

2016年8月中下旬，副高異常偏強，隨著副高的西伸北抬，588線穩定維持在我國西北和華北地區[1-2]。8月19日，歐亞中高維地區環流形勢基本為一脊一槽型，里、咸海以北烏拉爾山以西為一高脊，以東為一寬廣的低槽區，低渦中心在中西伯利亞，鋒區位于北緯40°～50°，副高南、北界在北緯20°～40°，西脊點位于90°E，銀川市位于副高588線北界邊緣。21日20： 00，500 hPa鋒區加強，副高北界的暖濕氣流與巴湖擴散南下的冷空氣在河西形成切變。700 hPa低渦中心位于青藏高原東南部，有暖中心配合，東北側有8～12 s·m-1的低空急流自輸送水汽與能量，低渦北側在敦煌到嘉峪關、額濟納旗到阿拉善右旗形成中尺度氣旋，500 hPa切變與700 hPa中尺度氣旋在東移中加強，遇賀蘭山在沿山地區滯留而形成特大暴雨。

3 物理量特征

3.1 對流性不穩定

8月21日20： 00對流性不穩定都較強，θse（500-850）=-10.07 ℃，700 hPa上比濕11.76～13.43 g·kg-1，T-Td為1 ℃。

3.2 靜力穩定度

從8月21日20： 00開始，700 hPa以上氣層為靜力不穩定，CAPE值為530，沙氏指數為-2.57，K指數為44。

3.3 水汽條件

從21日20： 00 700 hPa上看出，中低層的偏南氣流是輸送水汽的主要途徑，從地面到600 hPa相對濕度都大于70%，比濕700 hPa大于10，整層比濕大，表明較易產生降水天氣。分析水汽通量散度場，水汽通量大值區在850 hPa，22日2： 00水汽通量大值區伸展到700 hPa，暴雨區的水汽輻合主要集中在700 hPa，并在21日23： 00達到最強。

3.4 垂直上升運動

分析垂直運動場可知，在降水發生前及大暴雨發生中上空都維持了很強的上升氣流。200 hPa上有急流帶，賀蘭山上升氣流達到200 hPa，強對流云團下風方對賀蘭山上升有加強作用。

4 銀川強降水時段雷達回波分析

雷達基本反射率回波圖分析情況：21日20： 00至22日2： 00，在0.5°、1.5°、2.4°、3.4°、4.3°5個仰角上，賀蘭山東麓一直維持一條中心強度在55 dBZ以上的帶狀回波，強回波完全沿賀蘭山移動，并有列車效應。云頂高度9～12 km。21： 00至4： 00，強回波中心一直在賀蘭山沿山地區滯留，其中，22： 56至23： 57，強中心60～63 dBZ，0： 58—1： 31，強中心59～60 dBZ，3： 00后，雷達回波逐漸減弱，5： 00后，回波消散。

液態含水量分析表明：21日20： 00—22日2： 00，液態含水量循環出現最大值，23： 46最大液態含水量達37 kg·m-2，22日3： 00后，液態含水汽量逐漸減小。強降水與液態含水量最大值持續時間有較好的對應關系。最大小時雨出現在強液態含水量面積最大時。

對應強回波中心有明顯的氣旋式輻合，并在距離雷達東南方約15 km處的上空0.8 km處存在一支20 m·s-1的低層東南風急流，該急流維持了約6 h，于22日2： 00前后減弱消失。暴雨區上空正速度區中有負速度區一直滯留，22日3： 00后，負速度區逐漸減小，5： 00后，負速度區消散。切變線在賀蘭山維持穩定少動和強勁的低空急流是導致此區域遭遇特大暴雨的主要原因。

5 地形影響

EC預報8月21日17： 00開始，賀蘭山東麓低層為東南風急流和偏南風急流，急流在賀蘭山東麓交匯受到賀蘭山阻擋，形成地形輻合，氣流垂直坡向抬升，賀蘭山東麓地區有明顯的風速輻合。21日23： 00—22日2： 00，暴雨最強;22日2： 00以后，隨著副高南落、急流減弱東退，氣旋式切變減弱消失，暴雨減弱趨于結束。由于賀蘭山的地形作用，加強了山脈上方的上升氣流。

6 結語

1）賀蘭山特大暴雨的觸發者是地形抬升作用，其他天氣系統提供了足夠的不穩定能量、水汽，同時也加強了上升氣流。2）在副高控制下，當不穩定能量和水汽均滿足時，關注強對流的一些特殊觸發條件，應是此次暖區暴雨的一個重要途徑。3）雷達基本反射率與液態含水量最大值與強降水出現時段基本吻合。4）探空資料分析表明，暴雨前低層大氣高溫、高濕、近于飽和，大氣強烈對流不穩定;暴雨后，大氣中的能量迅速釋放處于穩定狀態，降水減弱或結束。

參考文獻：

[1] 陳豫英，陳楠，任小芳，等.賀蘭山東麓罕見特大暴雨的預報偏差和可預報性分析[J].氣象，2018（44）：23-25.

[2] 劉建勇，談哲敏，顧思南.梅雨期暴雨系統的流依賴中尺度可預報性[J].大氣科學，2011，35（5）：912-926.