2017年7月14日沈陽地區(qū)大雨局部暴雨過程分析

張帥　崔景林　徐爽

摘 要：該文利用實況觀測資料，針對2017年7月14日沈陽地區(qū)一次大雨過程進行了分析。利用高空探測、地面等常規(guī)資料，歐洲細網(wǎng)格等數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對此次過程的成因進行了分析，重點研究了環(huán)流背景場、探空資料場、散度場、假相當(dāng)位溫場、比濕場等方面，得出此次大雨發(fā)生的主要原因，為今后的大雨預(yù)報提供很好的借鑒。

關(guān)鍵詞：大雨；假相當(dāng)位溫；比濕；沈陽地區(qū)

中圖分類號 P458.121.1 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）02-0110-03

大雨通常產(chǎn)生在有利的大尺度環(huán)流背景下，由中小尺度天氣系統(tǒng)發(fā)展形成，它常常引起洪澇災(zāi)害，對基礎(chǔ)設(shè)施和人民生命財產(chǎn)造成損失。近年來，國內(nèi)許多專家學(xué)者利用各類物理量對中小尺度暴雨進行了診斷分析， 以揭示暴雨過程中各類物理量場的演變特征。謝夢莉[1]用假相當(dāng)位溫（θse）對江西一次持續(xù)性暴雨分析，指出暴雨落區(qū)位于高θse區(qū)。李云等[2]分析了暴雨云團與強烈的水汽輻合有關(guān)，同時白肇?zé)畹萚3-9]對暴雨成因機理在物理量場等方面進行了研究。本文從天氣學(xué)條件、物理量場診斷等方面分析這次大雨的活動規(guī)律和物理成因，以期加強對該類天氣過程的認識，提高其預(yù)報準(zhǔn)確率。

1 天氣概況

受冷渦影響，7月14日14—19時，沈陽市市區(qū)出現(xiàn)了強對流天氣，以短時強降水為主，降水量分布不均，全市7個國家氣象觀測站平均降水量為32.0mm；最大降水量73.3mm，出現(xiàn)在蘇家屯；沈北降水量最小，僅為0.6mm；康平、法庫、新民、遼中無降水。

全市237個區(qū)域自動站中，降水量超過25mm的有45個，超過50mm的有12個，超過100的有1個，有35個站出現(xiàn)小時降水量超過20mm的短時強降水，降水量最大的地區(qū)集中在城區(qū)、渾南和蘇家屯，最大降水量和最大小時降水量均出現(xiàn)在市區(qū)北陵公園泵站，分別為102.5mm和82.2mm（見圖1、圖2）。

2 成因分析

2.1 資料與方法 利用高空探測、地面等常規(guī)資料；歐洲細網(wǎng)格等數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對此次過程的成因進行了分析。得出此次大雨發(fā)生的主要原因，為今后的大雨預(yù)報提供很好的借鑒。

2.2 天氣尺度系統(tǒng)分析

2.2.1 環(huán)流背景分析

2.2.1.1 500hPa 2017年7月14日08時（圖3）500hPa歐亞中高緯度環(huán)流形勢為兩槽兩脊型，歐洲東部有一強高壓脊、貝加爾湖西南部有一弱高壓脊， 在俄羅斯西部80°E，60°N和東北地區(qū)北部分別存在冷渦中心，東北冷渦底部為深厚的槽區(qū)，槽線由黑龍江北部一直延伸至遼寧西部，槽后的冷空氣隨西北氣流源源不斷的向下堆積。7月14日20時東北冷渦向東北方向移動，槽線也隨之上擺至黑龍江東部一帶，且由東北—西南向轉(zhuǎn)為西北—東南向，沈陽地區(qū)轉(zhuǎn)而受到高壓脊的控制。

2.2.1.2 850hPa 2017年7月14日08時（圖4）850hPa形勢場與500hPa配合較好，低壓中心同樣位于東北地區(qū)北部，黑龍江南部到遼寧西部有一條東北—西南向狹長的切變線，切變線以東吉林東部有一條明顯西南急流帶。7月14日20時切變線顯著增強且東移下擺，由黑龍江東部一直延伸到渤海，沈陽城區(qū)正好壓在切變線上，降水過程即將結(jié)束。

2.2.1.3 地面 2017年7月14日08時（圖5）黑龍江北部有一個東北氣旋，氣旋中心氣壓為995.0hPa，沈陽地區(qū)位于氣旋南部，上游有冷式切變線。14日11時，東北氣旋位置穩(wěn)定少動，其底部分裂出一個低壓槽壓在沈陽地區(qū)北部，14日14時，低壓槽進一步南壓，14日17時，東北氣旋減弱北退，中心氣壓減弱到997.5hPa，沈陽地區(qū)降水減弱并趨于結(jié)束。

綜上分析，東北氣旋底部的西南風(fēng)大風(fēng)速帶為沈陽帶來充足水汽，高空槽和地面系統(tǒng)的配合為沈陽地區(qū)的大雨天氣提供了很好的動力抬升條件。

2.2.2 探空資料分析 圖6為14日08時沈陽單站探空圖，850hPa以下有喇叭口形結(jié)構(gòu)，且0～1km具有較強的垂直風(fēng)切變，利于下沉氣流蒸發(fā)冷卻，有利于雷暴大風(fēng)的產(chǎn)生；中層600～700hPa有強干冷空氣侵入，0～-20℃層具有明顯的Cape值，有利過冷水滴之間的相互碰撞，雖然0℃高度為4798m，但仍有冰雹發(fā)生的可能。低層700～850hPa為濕層，700hPa以上為干區(qū)，有利于短時強降水的產(chǎn)出。

2.2.3 物理量診斷分析

2.2.3.1 動力條件 通過500hPa和925hPa散度場分析可知（圖7），14日08時沈陽位于500hPa正散度中心前部，散度中心強度為38.1×10-6s-1，沈陽地區(qū)散度值為10×10-6s-1，925hPa上沈陽西部地區(qū)（康平、法庫、新民、遼中）散度值為正，東部地區(qū)（渾南、沈北、蘇家屯）散度值為負，這也與降水落區(qū)相對應(yīng)。沈陽東部這種低層輻合、高空輻散的配置，促進了中低層空氣垂直上升運動，有利于降水產(chǎn)生。

2.2.3.2 熱力條件 假相當(dāng)位溫是表征大氣溫度、壓力、濕度的綜合特征量，表示了大氣的溫濕特征和垂直運動，其水平分布和垂直分布與對流天氣的發(fā)生發(fā)展有極大關(guān)系，也反映了大氣中能量的分布。分析14日850hPa假相當(dāng)位溫場可以看出（圖8），此次過程中的強降雨帶與假相當(dāng)位溫線密集帶對應(yīng)，低層高濕的不穩(wěn)定能量與中層向下滲透的冷空氣導(dǎo)致中低層位勢不穩(wěn)定的建立，從而為此次強降雨過程提供了熱力條件。

2.2.3.3 水汽條件 比濕是指單位質(zhì)量濕空氣實際含有的水汽質(zhì)量。充沛的水汽來源及輸送是形成較大降水的必要條件。由14日08時850hPa比濕圖（圖9）可以看出，比濕大值區(qū)位于山東半島附近，由東南向西北方向遞減，沈陽東南部地區(qū)比濕達到12g·cm-1·hPa·s-1，西部則只有10g·cm-1·hPa·s-1，這與降水落區(qū)對應(yīng)較好，充足的水汽條件時此次大雨形成的主要原因。

3 結(jié)論

（1）東北氣旋底部的西南風(fēng)大風(fēng)速帶為沈陽帶來充足水汽，高空槽和地面系統(tǒng)的配合為沈陽地區(qū)的大雨天氣提供了很好的動力抬升條件。

（2）探空圖上850hPa以下有喇叭口形結(jié)構(gòu)，且0～1km具有較強的垂直風(fēng)切變，利于下沉氣流蒸發(fā)冷卻，有利于雷暴大風(fēng)的產(chǎn)生。低層700～850hPa為濕層，700以上為干區(qū)，有利于短時強降水的產(chǎn)出。

（3）沈陽東部低層輻合、高空輻散的配置，促進了中低層空氣垂直上升運動，有利于降水產(chǎn)生。

（4）此次過程中的強降雨帶與假相當(dāng)位溫線密集帶對應(yīng)，低層高濕的不穩(wěn)定能量與中層向下滲透的冷空氣導(dǎo)致中低層位勢不穩(wěn)定的建立，從而為此次強降雨過程提供了熱力條件。

（5）此次過程沈陽東南部地區(qū)濕度條件較好，西部地區(qū)濕度條件較差。這與降水落區(qū)對應(yīng)較好，充足的水汽條件時此次大雨形成的主要原因。

參考文獻

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（責(zé)編：張宏民）