京津冀一次對流性暴雨的成因和可預報性分析

閆雪瑾

【摘? ?要】 利用常規觀測資料、地面加密自動站資料、ERA Interim再分析資料、多普勒天氣雷達資料、風廓線雷達資料等資料，針對2016年8月12日影響京津冀的一次對流性暴雨進行了成因分析。僅供參考。

【關鍵詞】 暴雨;觸發機制;冷鋒;陣風鋒

Analysis on the cause and predictability of a convective rainstorm in Beijing， Tianjin and Hebei

Yan Xuejin

[Abstract] Based on conventional observation data， ground encryption automatic station data， ERA Interim reanalysis data， Doppler weather radar data， wind profile radar data and other data， the cause of a convective rainstorm affecting Beijing and Tianji on August 12， 2016 was analyzed. For information only.

[Keywords]? heavy rain; trigger mechanism; cold front;gust front

1? 資料選取

利用常規觀測資料和ERA Interim 0.75°×0.75°分辨率再分析資料分析大尺度環流條件。利用地面加密自動站小時資料、北京、張北和石家莊多普勒天氣雷達資料和ERA Interim 0.125°×0.125分辨率再分析資料分析中小尺度特征。資料時間均為2016年8月12日02時至13日08時。

2? 降水實況和天氣背景概述

2016年8月12日，京津冀地區出現了一次暴雨天氣過程，共出現了174站暴雨，9站大暴雨，最大降水量出現在深州大屯，為136.0mm。此次過程是對流性質的暴雨過程，降水分布不均，小時降水量大，最大值達95.3mm/h。因此，降水落區和量級預報難度很大。500hPa上08時在東北北部和蒙古國交界存在一個高空冷渦，渦底部有低槽東移。副高呈帶狀分布，588dagpm線位于40°N附近。地面上08時是西北高東南低的形勢，冷鋒壓到張家口、承德北部。700hPa和850hPa也有低渦低槽，垂直結構后傾。20時700hPa我省中部地區形成了切變線，但切變強度很弱。地面上在晉冀蒙交界形成高壓中心，我省南部有倒槽發展（圖略）。

3? 對流環境條件

3.1? 對流有效位能CAPE和水汽條件

從北京（圖1a）和邢臺站溫度對數壓力圖（圖1b）上來看，CAPE值分別達到了2900J/kg和3800J/kg，大氣靜力不穩定度在，有利于對流天氣的發生發展。從水汽的垂直分布來看，有上干下濕的層結，600hPa以下溫度露點差都在5℃以下，濕層深厚。兩個站的抬升凝結高度分別為972.4hPa和927.8hPa，0℃高度約為500hPa，暖云層深厚，有利于大的降水效率。總體來看，北部和南部的環境條件是相似的，能量充足、水汽充沛，下面主要討論北部和南部兩個暴雨區的觸發機制的區別。

3.2? 抬升觸發條件

3.2.1北部暴雨的觸發機制? 圖2（a）是用再分析資料計算12日02時的500hPa與925hPa的差動渦度平流，紅色實線是地面鋒面的位置，紅色虛線圈與雷達回波中雷暴的觸發點對應（雷達圖略），從雷暴觸發點、鋒面及差動渦度平流中心的相對位置來看，北部暴雨區雷暴的觸發是發生在鋒面附近及鋒前低壓帶中的正渦度平流區，這說明北部暴雨區與天氣尺度系統的上升運動區是對應。從圖2（b）中可以看到，05時，隨著鋒面的南壓，鋒面附近和鋒前低壓帶中不斷有對流觸發，對流的旺盛發展為河北北部和北京地區帶來了區域性的暴雨。

3.2.2 南部暴雨的觸發機制? 河北北部強降水產生后，在北京南部產生了明顯的冷池。隨著冷池的南壓，給河北中南部地區帶來了大范圍的降水。降水的分布很不均勻，這說明水平尺度達幾十、上百公里的中尺度的陣風鋒上，有很多小尺度的系統。陣風鋒是南部暴雨的主要觸發機制，同時，還存在兩個陣風鋒相遇等現象，使得輻合抬升作用更強，造成局地暴雨。

除陣風鋒以外，地形也是太行山東麓雷暴觸發的重要機制。19：00石家莊雷達1.5°仰角基本反射率因子（圖略），此時陣風鋒位于靈壽東部、正定北部至無極一線。但在陣風鋒前，石家莊市區和鹿泉南部已經有雷暴單體觸發。東北風和東南風在鹿泉南部淺山區輻合，從地面加密自動站計算的散度來看，此處是輻合中心。19：24（圖略）陣風鋒南壓到石家莊市區，局地觸發的單體雷暴得到發展，雷暴群的范圍擴大，反射率因子增強。

4? 結論與討論

2016年8月12日發生在京津冀地區的這次暴雨過程，發生在不穩定能量充足、水汽充沛的環境條件下。

（1）北部暴雨區的觸發機制主要是鋒面及其前部的低壓輻合帶。是天氣尺度的觸發條件造成的。

（2）北部暴雨區產生了冷池，冷池前的陣風鋒快速南下的過程中，觸發了河北中南部的對流，產生了暴雨。太行山東麓地區，在受到偏東風或東北風影響時，地形輻合也會觸發雷暴，使降水出現地形增幅。

（3）北部暴雨區有較為明顯的天氣尺度強迫，可預報性較好，南部暴雨區天氣尺度強迫弱，實際預報工作中出現了漏報。漏報原因是暴雨是由陣風鋒、地形等中尺度系統觸發，而中尺度系統生命史較短，只能依賴短臨預報員根據實況快速判斷。

參考文獻：

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