一次中尺度輻合線引起的短時強降水天氣

劉靖楠

摘 要：利用常規觀測資料、自動加密站數據、衛星云圖等資料對錦州地區7月1日短時強降水過程的天氣形勢、物理量條件、衛星云圖等進行分析研究，結果表明：該次降水過程是由于低層冷空氣入侵同時又有地面中尺度系統相配合產生的；低層充足的水汽與輻合上升運動有利于強降水的產生，不穩定能量較強有利于強對流天氣的產生；中尺度對流云團的位置和持續時間與地面中尺度系統基本吻合，并與強降水落區和持續時間基本一致。

關鍵詞：短時強降水 地面輻合線 中尺度對流云系

中圖分類號：P458.121 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（c）-0095-02

隨著國內外專家學者對短時強降水天氣形成機制的不斷深入研究，越來越多的研究表明中小尺度系統是導致短時強降水天氣發生的主要原因[1]。因此，該文利用常規觀測資料、自動加密站數據、衛星云圖等資料對錦州地區7月1日短時強降水過程進行分析研究，以期對錦州地區的短時強降水有一個初步的了解。

1 天氣實況

2017年7月1日20時起，錦州市出現強對流天氣，雨量分布極為不均。1日20時～2日10時錦州市區域自動氣象站和國家級自動氣象站統計顯示： 小雨14個站，中雨29個站，大雨25個站，暴雨10個站；其中最大降水量出現在凌海市謝屯鄉，為94.6mm。這次降水過程強度大、歷時短、局地性強，為明顯的短時強降水天氣。

2 天氣系統

2.1 大尺度系統

1日20時，在500hPa上，歐亞大陸上為兩槽一脊形勢，我國西北地區中部為一低壓槽，黑龍江地區中部有一低壓槽，貝加爾湖地區至我國內蒙古中部地區受高壓脊控制。在我國河南地區附近地區有一個低壓系統存在。副高呈帶狀分布，其脊線位于27°N附近。700hPa上系統與500hPa上的系統基本一致。850hPa上，在我國中部地區有明顯的低壓系統存在，在東南沿海地區有較強的西南急流存在，在遼寧地區北部有弱的切邊線存在。此時，低空急流的位置較為偏南而弱切變的位置較為偏北，不利于水汽向該市的輸送。到2日08時，500hPa上的原位于地區附近的低壓系統減弱東移，與原遼寧東部的小槽結合形成新的大槽系統。在850hPa上，遼寧地區北部的切變線穩定少動，此時該市降水過程仍在持續。

2.2 中尺度系統

1日20時，在地面上，遼寧省西北部地區有兩條明顯的、呈“丁”字型的輻合線，在兩條輻合線交點處對應著最強輻合區域，該系統是造成錦州地區這場強降水過程的主要影響系統；在遼寧以南渤海灣附近也有一條輻合線，但由于該輻合線過于偏南，對該市降水影響較小。遼寧省西北部的輻合線逐步東移合并加強，在23時前后移動到該市偏北地區，此時該系統對該市影響最為強烈，輻合線附近不斷觸發對流，產生強降水。到2日08時，系統穩定少動，仍位于錦州偏北部地區，降水仍在持續。在2日11時，地面輻合線北上，對該市的影響減弱，該市的降水過程也減弱結束。由于該影響系統較為偏北、偏西，故該市的強降水地區也較為偏北、偏西。

3 短時強降水有利條件

3.1 水汽條件

在1日20時，錦州地區在500hPa以下層結溫度露點差均小于6℃，大氣水汽近乎飽和，水汽條件較好，濕層較為深厚，有利于降水的形成；在2日08時，錦州地區在850hPa附近出現了溫度露點差10℃左右的較干燥區域，不利于降水的產生，其正好與實況相對應，1日20時前后，降水開始，強度較強，2日8點前后降水強度減弱，于10時前后結束降水。

1日20時，錦州地區1000hPa上比濕達到14g/kg左右，同時該層結上水汽通量散度為負值，水汽輻合；但在2日08時，錦州地區1000hPa上比濕仍然較大，可達15g/kg左右，但水汽通量散度變為正值，水汽輻散。這說明，在1日20時，低層水汽條件較好，且水汽輻合，有利于短時強降水天氣的出現；在2日08時，雖然水汽條件仍然較好，但水汽輻散，不利于短時強降水天氣的出現。

3.2 不穩定層結條件

1日20時，錦州地區500hPa以下為濕區，濕區較為深厚，形成上干冷下暖濕的大氣層結結構，并且溫度垂直遞減率較大，均有利于對流性天氣的產生。同時中層大氣較為干燥，下層大氣較為潮濕，更加有利于對流性強風暴的產生。K指數可以反映大氣的層結穩定情況，K指數越大，層結越不穩定。在20時，K指數較大，可達到40℃左右，層結不穩定，有利于對流性天氣的產生。2日08時錦州地區整層濕度條件都較好，同時K指數較大，可達32℃左右，仍有出現對流性天氣的可能。并且2日08時的探空圖為典型的降水中的探空圖，濕度條件較好且溫度層結曲線、露點層結曲線與狀態曲線基本重合。

1日08時，v-3θ圖上整層為順滾流，500hPa有較薄冷層，250hPa到200hPa有較弱冷層，相當于冷蓋，600hPa附近濕度較大，整體略呈蜂腰狀結構，預示了未來將會出現對流性天氣。至1日20時，整層大氣仍為順滾流，冷蓋高度由500hPa附近上升至400hPa附近，700hPa到600hPa附近整層為濕層，蜂腰狀結構明顯，說明未來對流天氣將變得更加劇烈。

3.3 動力條件

從7月1日20時垂直速度沿41°N緯向剖面圖上可以看出，1日20時遼寧省中部地區基本上整層處于垂直上升運動中，垂直上升運動中心大致位于500hPa，上升速度可以達到11.5hPa/s。7月1日20時散度緯向剖面圖上，錦州地區（120°43E～122°36E）500hPa以下基本為負散度， 500hPa以上都為正散度且錦州地區正好對應著正散度中心。7月1日20時渦度緯向剖面圖上，錦州地區850hPa以下為正渦度區，850hPa到250hPa為負渦度區，250hPa以上為正渦度區。上述動力場配置顯示：錦州地區上升運動較強，且低層輻合、中高層輻散。這種配置可使低層形成強烈的輻合上升運動，有利于短時強降水的產生。

4 衛星云圖

從衛星云圖演變過程來看，1日下午，13：30在遼寧、河北、內蒙古三省交界的地區生成了降水云系；14：30，降水云系迅速發展，形成了中-β尺度對流云團；17：30時，降水云系繼續東移發展，到達遼寧省北部地區；20：30時，降水云系東移，開始影響該市；22：30，降水云系為明顯的MCS云系，云頂亮溫可達235K，此時云系大致位于該市凌海市與北鎮市的交接處，對應交界處的鄉鎮產生短時強降水，最大小時雨量達到39.5mm；2日6：30，降水云系明顯減弱；12：30，降水云系移出該市，該市降水結束。中尺度對流云團的位置和持續時間與地面中尺度系統基本吻合，并與強降水落區和持續時間基本一致。

5 結論

（1）該次過程降水時段較為集中，降水量較大，同時還出現了雷暴等天氣現象，為明顯的強對流天氣過程。

（2）該次降水過程是由于中高層冷空氣入侵同時有地面輻合線抬升作用產生的。

（3）低層充足的水汽與輻合上升運動有利于強降水的產生，不穩定能量較強有利于強對流天氣的產生。

（4）中尺度對流云團的位置和持續時間與地面中尺度系統基本吻合，并與強降水落區和持續時間基本一致。

參考文獻

[1] 郭虎，段麗，楊波，等.0679香山局地大暴雨的中尺度天氣分析[J].應用氣象學報，2008，19（3）：265-276.

[2] 李燕.2013年大連地區短時強降水天氣特征及機制分析[A].中國氣象學會.第31屆中國氣象學會年會S2災害天氣監測、分析與預報[C].2014：20.