赤峰市西北部地區一次暴雨過程診斷分析

趙亞楠

摘 要 利用常規觀測資料、MICAPS資料、區域站加密資料以及多普勒雷達資料和衛星云圖資料，對2019年5月18—19日內蒙古赤峰市西北部地區暴雨天氣過程進行診斷分析。結果表明：本次過程是高空低槽在東移過程中發展加深切斷成低渦穩定維持在赤峰市地區，同時赤峰市北部地區位于低層暖濕切變一側，配合地面倒槽向北伸展，共同作用造成的系統性上升運動強烈，同時配合低空急流輸送大量水汽。強烈的上升運動、充足的水汽供應、較長的持續時間，加之地形的動力抬升作用，共同影響造成了此次赤峰市北部地區的暴雨天氣。

關鍵詞 強降水;西北部地區;暴雨過程;赤峰市

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.078

1 降水實況

5月18日3： 00至20日7：00，赤峰市出現大范圍明顯降水天氣，北部地區出現了暴雨天氣。其中，克什克騰旗南部有1個站出現101.1 mm的降水，克什克騰旗、林西縣西部、巴林右旗、巴林左旗、巴林右旗、阿魯科爾沁旗西部和翁牛特旗西北部共51個站出現50.0～78.8 mm的降水，克什克騰旗、林西縣、巴林右旗、巴林左旗、阿魯科爾沁旗、翁牛特旗大部共84個站出現25.3～49.7 mm的降水，阿魯科爾沁南部、翁牛特旗南部、松山區、紅山區、敖漢旗北部和喀喇沁旗共75個站出現10.0～24.9 mm的降水，松山區南部、紅山區東部、敖漢旗南部、寧城縣共35個站出現5.2～9.8 mm的降水，寧城縣南部、敖漢旗南部共24個站出現0.2～4.7 mm的降水，最大降水量出現在克什克騰旗紅山子站，達到101.1 mm，小時最大雨強出現在克什克騰旗紅山子站05月18日17：00，達到11.1 mm。此次降水將有利于改善土壤墑情，緩解北部旱情，增加空氣濕度，降低森林草原火險等級，對已經播種的地塊出苗和幼苗生長較為有利[1-2]。

2 成因

2.1 形勢演變

從降水前期東亞地區的環流形勢演變來看，我國北部地區500 hPa環流形勢基本為一槽一脊型，呈明顯緯向分布，平直的西風氣流中多弱波動，在貝加爾湖地區的低渦逐漸分裂為東西兩部分，東部的低渦位于我國東北地區以北，呈現出緯向型，后期逐漸發展成為影響赤峰市的主要天氣系統。低渦西部延伸出的橫槽在偏北風的作用下逐漸轉豎南壓，在橫槽轉豎的過程中，溫度場上有冷中心位于高空低槽后部，槽后的強冷平流使低槽斜壓發展，不斷加深，引導大規模冷空氣南下，并使低槽與低渦主體分離，后期高空低槽發展加強，并切斷為低渦，影響赤峰市地區[3]。

從降水開始前的環流形勢上分析，18日8：00，500 hPa高空場上橫槽還未完全轉豎，此時影響赤峰市地區的為橫槽前部弱的西南氣流，故18日白天未出現明顯降水，到18日20：00，橫槽主體已經轉豎并東移發展加深，赤峰市地區位于低槽前部，明顯的西南風輸送與橫槽轉豎帶來的冷空氣交匯形成大范圍明顯降水，低層西南風不斷加強。赤峰市北部地區位于暖濕切變線一側，暖區降水效率較高，在18日傍晚至夜間，低空急流建立，水汽通道打開，向赤峰市北部地區輸送了大量南方暖濕空氣和渤海水汽，使赤峰市北部地區水汽條件迅速轉好，降水形勢進一步明顯，在18日20：00至19日8：00，西南低空急流達到最強，水汽條件充沛，同時通過分析200 hPa風場可知，強降水區域位于高空急流軸右側，急流軸右側的輻散抽吸作用對低層有減壓作用，有利于低層上升運動維持和發展;另外赤峰市西北部地區受低壓倒槽頂后部的影響，地面有明顯的風場輻合現象，進一步加強了上升運動。在下游高壓形勢的阻擋下使降水系統移動緩慢，變相延長了降水時間，最后在迎風坡的強迫抬升作用下，在赤峰市北部地區形成了大范圍強降水天氣，局地達到暴雨及以上量級。19日8：00以后，隨著系統逐漸東移減弱，降水強度減弱。

2.2 水汽條件

強降水不僅要求強烈的上升運動，較長的持續時間，還要求充沛的水汽條件，需要有大量的水汽在降水區強烈上升輻合，才有出現暴雨的可能性。通過對低層水汽通量散度場的演變分析可得，隨著低渦系統的移近，水汽通量散度的輻合區從赤峰市西部地區逐漸向東北方向移動，降水區域隨之東移，18日20：00水汽輻合中心的大值區達到5×10-5 g·m-2·hPa·s-1，水汽通道隨著低渦系統北上已經開始建立，到19日8：00水汽通量輻合區逐漸東移出赤峰市，降水隨之明顯減弱。

從中低層比濕場和風場疊加上分析得出，隨著西南風逐漸加強為西南急流，強的西南風不斷將南方暖濕空氣和渤海水汽向降水區域輸送，將高的比濕向赤峰市北部地區輸送，使強降水區域比濕高達10 g·kg-1，絕對濕度高，達到赤峰地區暴雨條件的比濕要求。同時，赤峰市西北部地區位于濕舌的頂端，有利于大量水汽在此匯集并輻合上升，使降水得以一直維持，為暴雨發生提供充足的水汽條件。綜合分析可見，強的水汽通量輻合區與強降水區相對應，同時強降水區域和水汽通量的輻合走向一致。

2.3 不穩定能量分析

在強降水天氣過程中，對不穩定能量的分析也是很重要的。通過對18日8：00假相當位溫場的分析可知，有高能舌從我國西南地區向赤峰市北部地區伸展，且赤峰市北部地區正位于高能舌的頂端部位，另外在赤峰市西北部地區還存在假相當位溫大值中心，說明此時影響赤峰市的氣團有高溫高濕的特性，有利于形成短時強降水。

從18日20時赤峰站的溫度對數壓力圖中可以看出，不穩定層結非常深厚，從低層925 hPa一直伸展至500 hPa左右，對流有效位能也高達1 363 J·kg-1，不穩定能量區域呈現狹長狀，整層相對濕度比較大，同時0 ℃層和-20 ℃層較低，不利于形成冰雹天氣，綜合分析這種強對流天氣形勢比較有利于形成短時強降水天氣，出現其他強對流性天氣的可能性較小，另外K指數達到37 ℃，在濕度場上有明顯的喇叭口結構，層結處于上層干下層濕的不穩定層結狀態中，在降水過程中，大氣不穩定能量釋放使得上升運動加強，提高了降水效率，形成了比較明顯的降水天氣。

3 結論

1）在此次暴雨天氣過程，赤峰市西北部地區主要是在高空急流、低渦、低空急流以及地面倒槽共同作用下形成的，同時其下游高壓形勢阻擋進一步延長了降水的時間。2）強降水區域主要位于高空急流軸的右側，高空輻散抽吸作用有利于低層減壓，配合低渦和地面倒槽，共同作用造成了強烈的上升運動。3）低空急流的建立和維持既保證了水汽供應，又增強了低層上升運動，中低層相對濕度和絕對濕度大，邊界層中存在強烈的水汽凈輻合，共同作用形成了充沛的水汽條件。4）強的水汽通量輻合區與未來24 h強降水區相對應，同時強降水落區的趨向和水汽通量的輻合走向一致。5）上干下濕的不穩定層結，深厚的不穩定層結、高能舌的存在、大的對流有效位能和K指數，有利于形成短時強降水。

參考文獻：

[1] 姚學祥.天氣預報技術與方法[M].北京：氣象出版社，2011.

[2] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，1992.

[3] 顧潤源，孫永剛，韓經緯，等.內蒙古自治區天氣預報手冊[M].北京：氣象出版社，2012.

（責任編輯：趙中正）