天津城區一次γ中尺度短時暴雨的熱動力環境分析*

王 瑩 董 暢 易笑園 王艷春 張文龍 徐 梅

1 天津市氣象臺，天津 300074 2 北京城市氣象研究院，北京 100089 3 天津市氣象信息中心，天津 300074

提 要： 利用睿圖-短期預報子系統的精細化預報結果、地面加密自動站、多普勒雷達、FY-4A衛星的逐5 min可見光云圖以及北京探空等資料，對2018年7月22日發生在天津城區的一次突發性γ中尺度短時暴雨的熱動力環境進行了詳細分析。結果表明：此次暴雨發生在500 hPa副熱帶高壓控制范圍內，是由城區孤立風暴造成的一次局地強降水過程，具有范圍小(不足20 km)、生命史短(1～2 h)、雨強大(62.4 mm·h-1)、中尺度邊界層環境復雜等特點。暴雨是在上游降水系統的冷池邊界還遠離天津城區時，由城市熱島、上游冷池出流前的邊界層弱冷空氣、系統性東北風和午后逐漸形成的中尺度海風共同作用造成的。下墊面水平熱力差異及地表能量平衡的結果導致天津中心城區形成較為顯著的熱島效應，熱島強度達2～4℃，與熱島效應伴隨的城市熱島暖低壓的形成與發展導致城區形成中尺度輻合中心。上游降水產生的中尺度高壓(上游降水區)和天津城市熱島暖低壓(下游非降水區)之間的氣壓梯度導致冷池前沿形成了一支超越冷池出流邊界而率先到達天津城區的一支北風，這支邊界層弱冷空氣與系統性東北風、海風在城市熱島暖低壓作用下均向城區匯合，進一步增強了城區輻合中心的強度及維持時間。垂直方向上，沿城區的緯向、經向分別形成了兩個方向相反的、非對稱的中尺度次級環流，其上升支正好位于天津城區。……