冀中暴雨預(yù)報(bào)分型研究

王志超 張良玉 邢彥超

摘要? 從能量角度對(duì)冀中地區(qū)近十年暴雨天氣特征進(jìn)行了分型研究，得出4種典型暴雨天氣學(xué)概念模型，即暖切變類（暖平流類）、冷切變類（冷平流類）、低渦類、冷渦類，并對(duì)這4種模型進(jìn)行了詳細(xì)解析。

關(guān)鍵詞 暴雨;概念模型;高低空急流;濕急流核

中圖分類號(hào)：P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2019）01-037-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.01.014

暴雨是冀中地區(qū)主要的災(zāi)害性天氣之一，常造成山洪暴發(fā)、洪水泛濫，沖毀水庫堤壩，破壞工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，給當(dāng)?shù)卦斐闪酥卮髶p失，因此對(duì)暴雨天氣的研究和預(yù)報(bào)在氣象災(zāi)害防御工作中具有非常重要的意義。近些年來，國內(nèi)廣大氣象工作者[1-3]對(duì)華北暴雨天氣從時(shí)空分布、診斷分析、分型特征、預(yù)報(bào)方法等方面進(jìn)行了許多卓有成效的研究工作。對(duì)于冀中地區(qū)而言，暴雨分型方面主要從天氣系統(tǒng)角度來分析，該次研究主要側(cè)重于從能量角度對(duì)暴雨過程進(jìn)行分型，分析影響成因和預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，旨在為暴雨的預(yù)報(bào)提供幫助。

1 資料與方法

利用常規(guī)氣象資料、加密觀測資料和NCEP再分析資料，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)和天氣學(xué)分析方法，對(duì)2007—2016年冀中地區(qū)暴雨進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和診斷研究。總結(jié)不同時(shí)段暴雨分布特征，通過典型暴雨個(gè)例總結(jié)分型，分析其影響成因和預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，提煉本地化預(yù)報(bào)指標(biāo)，為暴雨的預(yù)報(bào)提供技術(shù)支撐。

2 暴雨分型特征及預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)

2.1 暖切變類（暖平流類）（圖1）

2.1.1 水汽條件 前期的暖濕氣流輸送為暴雨的產(chǎn)生提供了充沛的水汽條件，一般850 hPa比濕可達(dá)12 g/kg，同時(shí)可以看到與強(qiáng)降雨區(qū)相伴隨的顯著濕核的移動(dòng)。

2.1.2 熱力條件 暴雨過程前期不斷有暖濕氣流向暴雨區(qū)輸送，在暴雨區(qū)附近出現(xiàn)假相當(dāng)位溫高能鋒區(qū)，由于700 hPa以下強(qiáng)盛偏南暖濕氣流的發(fā)展使得對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)形成。

2.1.3 動(dòng)力條件 對(duì)流層低層存在偏南風(fēng)低空急流或濕核向暴雨區(qū)傳播，在其前側(cè)能量鋒區(qū)附近形成切變輻合線，構(gòu)成低層輻合形勢。與此同時(shí)，對(duì)流層高層有高空急流穿過暴雨區(qū)上空，在高空急流右后側(cè)出現(xiàn)非地轉(zhuǎn)風(fēng)強(qiáng)輻散區(qū)。低空輻合、高空輻散，2個(gè)系統(tǒng)相互耦合導(dǎo)致強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，形成高低層相互貫通的濕急流核，為強(qiáng)降雨的發(fā)生發(fā)展提供較強(qiáng)動(dòng)力條件。

2.2 冷切變類（冷平流類）（圖2）

2.2.1 水汽條件 前期的暖濕氣流輸送為暴雨的產(chǎn)生提供了充沛的水汽條件，一般850 hPa比濕可達(dá)12 g/kg，同時(shí)可以看到與強(qiáng)降雨區(qū)相伴隨的顯著濕核的移動(dòng)。

2.2.2 熱力條件 暴雨過程前期有暖濕氣流輸送，之后為冷空氣侵入，冷暖空氣在對(duì)流層中低層交匯，形成溫度鋒區(qū)，斜壓性加強(qiáng)。

2.2.3 動(dòng)力條件 斜壓鋒生和冷空氣入侵產(chǎn)生的動(dòng)力強(qiáng)迫是本類型暴雨的重要觸發(fā)條件。同時(shí)對(duì)流層高層也有高空急流穿過暴雨區(qū)上空，在高空急流右后側(cè)出現(xiàn)非地轉(zhuǎn)風(fēng)強(qiáng)輻散區(qū)。低空強(qiáng)烈輻合與高空輻散疊加耦合導(dǎo)致強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，形成高低層相互貫通的濕急流核，為強(qiáng)降雨的發(fā)生發(fā)展提供較強(qiáng)動(dòng)力條件。

2.3 低渦類（圖3）

2.3.1 水汽條件 低渦旋轉(zhuǎn)北上輸送暖濕氣流為暴雨的產(chǎn)生提供了充沛的水汽條件，一般850 hPa比濕可達(dá)12 g/kg以上，同時(shí)可以也看到與強(qiáng)降雨區(qū)相伴隨的顯著濕核的移動(dòng)。

2.3.2 熱力條件 暴雨過程前期不斷有暖濕氣流向暴雨區(qū)輸送，在暴雨區(qū)附近出現(xiàn)假相當(dāng)位溫高能鋒區(qū)。隨低渦系統(tǒng)移動(dòng)，假相當(dāng)位溫高能舌位于其右側(cè)和移動(dòng)方向的前側(cè)，同樣具有旋轉(zhuǎn)的特征。

2.3.3 動(dòng)力條件 低渦系統(tǒng)及其右側(cè)的低空急流構(gòu)成構(gòu)成深厚的輻合環(huán)流形勢。與此同時(shí)，對(duì)流層高層有高空急流穿過暴雨區(qū)上空，在高空急流右后側(cè)出現(xiàn)非地轉(zhuǎn)風(fēng)強(qiáng)輻散區(qū)。低空輻合、高空輻散，2個(gè)系統(tǒng)相互耦合導(dǎo)致強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，形成高低層相互貫通的濕急流核，為強(qiáng)降雨的發(fā)生發(fā)展提供較強(qiáng)動(dòng)力條件。

2.4 冷渦類（圖4）

2.4.1 水汽條件 前期的降水或低層偏南暖濕氣流為暴雨的產(chǎn)生提供了一定的水汽條件，同時(shí)低層的水汽也有利于強(qiáng)位勢不穩(wěn)定層結(jié)的形成。該類型也可以看到與強(qiáng)降雨區(qū)相伴隨的濕核，但是移動(dòng)性不如其他類型顯著。

2.4.2 熱力條件 中層500 hPa低渦底部有大風(fēng)核輸送干冷空氣，低層850 hPa低渦前部為暖濕氣流，形成上干冷、下暖濕的強(qiáng)位勢不穩(wěn)定性層結(jié)。

2.4.3 動(dòng)力條件 在強(qiáng)位勢不穩(wěn)定層結(jié)具備后，深厚的冷渦系統(tǒng)和低層的輻合切變?yōu)樵擃愋捅┯晏峁﹦?dòng)力條件，低層入流的穩(wěn)定維持也是產(chǎn)生暴雨的重要因素。同時(shí)在對(duì)流層高層也有高空急流穿過暴雨區(qū)上空，與其他類型不同的是非地轉(zhuǎn)風(fēng)輻散區(qū)出現(xiàn)在高空急流左后側(cè)。

3 小結(jié)

（1）通過對(duì)冀中地區(qū)近十年暴雨天氣特征進(jìn)行分型研究，得出4種典型暴雨天氣學(xué)概念模型：暖切變類（暖平流類）、冷切變類（冷平流類）、低渦類、冷渦類。

（2）暖切變類（暖平流類）、冷切變類（冷平流類）和低渦類有明顯的暖濕氣流輸送，且形成假相當(dāng)位溫高能鋒區(qū)，冷切變類（冷平流類）后期有冷空氣的侵入使得鋒區(qū)加強(qiáng);冷渦類的位勢不穩(wěn)定層結(jié)是由于高低空溫濕差動(dòng)平流的配置形成;暖切變類（暖平流類）、冷切變類（冷平流類）和低渦類暴雨出現(xiàn)于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，而冷渦類處于高空急流入口區(qū)的下方。

參考文獻(xiàn)

[1] 陶詩言.中國之暴雨[M].北京：科學(xué)出版社，1980.

[2] 丁一匯，李吉順，孫淑清，等.影響華北夏季暴雨的幾類天氣尺度系統(tǒng)分析[C].暴雨及強(qiáng)對(duì)流天氣的研究——中國科學(xué)院大氣物理研究所集刊（第9號(hào)）.北京：科學(xué)出版社，1980：1-13.

[3] 孫建華，張小玲，衛(wèi)捷，等.20世紀(jì)90年代華北大暴雨過程特征的分析研究[J].氣候與環(huán)境研究，2005，10（3）：492-506.