2015年7月27—28日張家口地區一次暴雨過程分析

姬雪帥 黃若男 石文伯

摘要 ?應用MICAPS常規資料和區域站降水資料，對2015年7月27—28日發生在張家口地區的一次暴雨過程進行綜合分析。結果表明，此次強降水過程是由于冷空氣東移南下與副高外圍的暖濕氣流交匯產生的，冷渦系統，短波槽、低層切變線以及副高外圍暖濕氣流，地面存在倒槽結構，這些系統為暴雨產生提供大的環流背景。各物理量分析表明，張家口地區動力條件、熱力條件、水汽條件配合較好，均有利于強降水的發生。

關鍵詞 暴雨;暖濕氣流;冷空氣

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）04-037-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.04.016

Abstract Based on MICAPS conventional meteorological data and national station precipitation data，a rainstorm process which occurred on July 27-28，2015 in Zhangjiakou was analyzed. The results showed that the heavy precipitation process was caused by the convergence of cold air moving eastward and southward with the warm and moist air around the subtropical high pressure. There were inverted grooves on the ground in the cold vortex system，short'wave trough，low'layer shear line and the warm and wet air around the subtropical high pressure. These systems provided a large circulation background for the rainstorm. The analysis of various physical quantities showed that the dynamic，thermal and water vapor conditions in Zhangjiakou area cooperated well，which were all conducive to the occurrence of heavy precipitation.

Key words ? Rainstorm;Warm and moist air;The cold air

暴雨是我國主要的災害性天氣之一，隨著國民經濟和城市群的迅速發展，短歷時、強度大的局地暴雨給城市帶來的氣象災害及城市次生災害也越來越嚴重。長期以來，廣大氣象工作者對暴雨的影響系統、形成機理進行了較深入的研究[1]。王憲彬等[2]對2008年7月發生在我國東北地區的暴雨過程進行了診斷分析;陳傳雷等[3]對2009年7月遼寧省3次局地短時暴雨的位勢高度場、垂直速度場、θse場和水汽通量場進行了對比分析;王叢梅等[4]的分析表明西北渦和東蒙冷渦是河北省低渦暴雨的主要影響系統。筆者應用MICAPS常規資料和區域站降水資料，對2015年7月27—28日發生在張家口地區的一次暴雨過程進行綜合分析，研究結果對于暴雨天氣的分析和預報具有參考作用。

1 天氣過程實況

2015年7月27—28日，受高空槽和副高外圍暖濕氣流的共同影響，張家口全市出現了雷陣雨天氣過程，降水量分布不均（圖略），平均雨量為中到大雨，部分地區暴雨，個別點達到了大暴雨。在張家口市的加密站中，降水量大于25 mm的站點224個，大于50 mm的站點98個，大于100 mm的站點3個，降水量較大的區域主要在中南部。

2 環流形勢特征

2.1 高低空環流形勢

7月27日08：00 500 hPa高空圖（圖1a）為兩槽一脊形勢，新疆北部，巴爾喀什湖以東地區是一個高空冷渦，中心強度為548 dagpm，-20℃;在脊后渦前有一股冷空氣在西北氣流的引導下逐漸東移南下，同時副高中心位于海上，副高不斷西伸北抬;在7月27日20：00（圖1b），東移南下的冷空氣開始形成閉合的低渦系統，受冷渦系統的影響，西風帶系統中出現波動，副高進一步西伸北抬，這樣副高外圍的暖濕氣流與東移南下的冷空氣交匯，形成了此次的強降水。700與850 hPa上（圖略），西南風風速達到低空急流的強度，這樣在低層形成了明顯的水汽輸送帶，水汽不斷從南海向北輸送，這樣暖濕氣流與冷渦前部的冷空氣不斷交匯，產生了強降水。

2.2 ?T'logp分析

分析降水前7月27日08：00張家口的探空曲線，從整層來看，高空風向隨高度順轉，為暖平流，深層（0～6 km）垂直風切變大于10 m/s，較強的風切變有利于產生強降水（圖2a）。K指數為37℃，說明大氣存在對流不穩定，對流抑制能量為515.1 J/kg，抑制較強，有利于能量的積累。抬升凝結高度為817 m，0℃層高度為4 766 m，抬升凝結高度到0℃之間的高度可以作為暖云層的厚度，由于降水系統中暖云層越厚，越有利于高效率降水的產生，接近4 000 m表明張家口上空的大氣擁有較高的降水效率;7月27日20：00，抑制能量消失，午后時不穩定被觸發，積累的能量大量釋放，K指數減小，沙氏指數增大，局地已經出現了強降水（圖2b）。

3 物理量診斷

此次過程降水強度最大范圍主要集中在7月27日下午到夜間，故以下主要對這段時間進行綜合診斷分析。

3.1 動力條件

7月27日20：00沿115°E附近的渦度和散度經向垂直剖面分析，張家口地區一致為正渦度區，渦度強度在10×10-5/s以下。正渦度區向北傾斜，在45°N，250 hPa出現強度為44×10-5/s的強渦度中心（圖3a）;同時刻散度垂直剖面圖上，負散度區也一直向北傾斜，一直到500 hPa，在400 hPa附近出現一個正散度中心（圖3b）。由準地轉理論中的渦度方程可知，低層負散度中空氣向中心輻合，在地轉偏向力的作用下產生正渦度，由連續方程可知會產生上升運動，同時，低層正渦度區，科氏力由渦度中心指向外，必須有向心的氣壓梯度力與其平衡，導致中心氣壓降低，從而負散度加強，這樣的耦合形勢對降水持續和發展有重要作用。

3.2 水汽條件

對比濕q也做經向垂直剖面圖，在40°～45°N為高濕區，根據本地指標，q大于10 g/kg易產生暴雨，同時，在500 hPa以上有干空氣侵入（圖4）。從相對濕度（圖略）也可以看出，7月27日20：00到28日08：00，張家口地區700 hPa相對濕度大于70%，850 hPa相對濕度大于60%，這說明水汽條件比較好，對強降水產生有利，在28日20：00，700和850 hPa的相對濕度明顯減小，降水趨于結束。

3.3 熱力條件

由于假相當位溫可以綜合反映大氣的溫度、濕度和氣壓等特征，對假相當位溫進行同樣的剖面分析，在40°～42.5°N，500 hPa以下，θse高值區自地面向上伸展，在40°N以北，500 hPa附近有小于55 K的舌狀低值區從北向南伸展，與底層的高值區相接，在張家口地區的上空500 hPa以下>0，為對流不穩定層結，500 hPa以上<0，為對流穩定區，同時，張家口地區K指數都大于36℃，表明張家口地區上空為上干冷下暖濕，大氣具備了較高的潛能，熱力條件較好。

4 結論

（1）此次張家口地區暴雨天氣產生主要是由于冷渦外圍分裂出來的冷空氣東移南下與不斷西伸北抬的副高外圍的暖濕氣流交匯，同時中低層的切變以及水汽輸送配合地面倒槽結構，從而形成此次強降水。

（2）物理場量中渦度散度相互耦合，動力條件比較有利，高中低層水汽充足，同時熱力條件提供了較強的能量，都為此次暴雨產生提供了有利條件。

參考文獻

[1] 晉建設，王超.2007年7月12-15日河南省大暴雨天氣診斷分析[J].氣象與環境科學，2010，33（4）：64-70.

[2] 王憲彬，張旭辛，艷輝.東北地區一次暴雨過程落區研究[J].氣象與環境學報，2010，26（5）：36-40.

[3] 陳傳雷，閻琦，吳艷青，等.2009 年7 月遼寧3 次局地短時暴雨過程對比分析[J]. 氣象與環境學報，2010，26（4）：13-16.

[4] 王叢梅，丁治英.河北夏季低渦暴雨的統計研究[J].自然災害學報，2006，15（5）：69-75.

責任編輯：鄭丹丹