盤錦地區一次高空槽引起的大暴雨天氣過程分析

遲春艷，楊文艷，韓慶婷，陳紅磊

（盤錦市氣象局，遼寧盤錦124010）

盤錦市位于遼河下游入海口處，遼河三角洲中心地帶，地勢平坦，屬溫帶大陸性氣候。全年降水量分布不均勻，降水主要集中在7、8月份。暴雨是主要災害性天氣之一，會引發城市內澇、農田滯澇等次生災害，造成人員傷亡和財產損失，是天氣預報的重點和難點[1-4]。本文旨在利用衛星、多普勒雷達、風廓線雷達以及地面加密自動氣象站等常規資料，對2020年8月24日高空槽與華北氣旋引發的暴雨到大暴雨天氣成因進行分析，結合多種物理量因子在氣旋發展各階段的作用，總結該類天氣過程的主要形成機理，為今后預報提供參考依據。

1 降水實況

2020年8月24日2—17時，盤錦市普降暴雨到大暴雨，全市44個氣象站出現50～100 mm降雨15個，出現100 mm以上降水29個，全市平均降雨量107.8 mm，最大降雨量158.2 mm，出現在大洼區榆樹街道。各縣（區）降雨情況：盤山縣平均降雨量107.6 mm，大洼區平均降雨量110.8 mm，興隆臺區平均降雨量98.1 mm，雙臺子區平均降雨量97.9 mm。此次降水過程特點：持續時間短，降雨總量最大，是盤錦地區2020年汛期最大1次降雨過程。

本文利用衛星云圖、多普勒雷達及地面加密自動氣象站等觀測資料，分別從大尺度環流形勢演變、影響系統、水汽條件、能量分析等方面對此次強降水過程的成因進行了分析。

2 天氣尺度系統分析

2.1 高空及近地面形勢場分析

從23日20時500 hPa高空圖（圖1）上可以看到，中高緯度西風帶上，河套地區高空槽和貝加爾湖附近的東北冷渦不斷東移，槽前850 hPa西南急流明顯加強，沿海至遼寧東部有急流，最大風速18 m/s，925 hpa也有急流存在，最大風速16 m/s。副熱帶高壓東退到日本以東洋面，臺灣地區東南海面上發展起來的臺風沿副熱帶高壓西邊界向東北方向移動，臺風渦旋北側的東南風氣流和西南急流同時向遼寧省輸送水汽，水汽異常充沛。

圖1 23日20時500 hPa高度場及850 hPa風場

2.2 地面形勢場分析

從地面圖（圖2）上可以看出，從23日夜間開始，華北地區的低壓帶逐漸東移加強為華北氣旋，氣旋不斷東移北上，低壓中心在24日早間移動到盤錦市附近，盤錦市處于低壓中心頂部，低壓倒槽附近的東南風從海上帶來充沛的水汽輸送，配合氣旋強烈的上升運動帶來的動力條件，為長時間的強降水提供了有利的條件。

圖2 23日20時海平面氣壓場

3 物理量條件分析

3.1 水汽條件

從850 hpa比濕場來看（圖3），24日8時盤錦地區比濕大于12 g/kg，為強降水的產生提供了良好的水汽條件，且遠遠超過本地暴雨預報指標。水汽通量散度位于大值區，標志著降水前期遼寧地區上游水汽通道的完全建立，中部處于水汽通量散度的強輻合區。

圖3 24日08時850 hpa比濕場

圖4 24日08時850 hpa假相當位溫和風場

3.2 不穩定度分析

假相當位溫θse是表征大氣中能量分布的物理量[5]，24日8時遼寧東南部地區CAPE值較大，達到500 J/kg左右，并且最優抬升指數BLI達到-3℃，同時副高外圍的急流具有高溫高濕的特征，表明此次暴雨過程具有較強的不穩定能量，降水存在一定的對流性質。從850 hPa假相當位溫場（圖4）分布可見存在一支明顯的高能舌，遼寧地區已經超過340 k，表征著整個副熱帶夏季風的強烈北推，強降水主要出現在高能舌頂部能量鋒區附近。此外，地形對此次暴雨天氣也有一定的增幅作用。

4 雷達回波圖分析

24日早間時段降水回波對盤錦市范圍產生了較強的降水，7—9時盤錦市平均降水量分別為20.4 mm和16.1 mm。從雷達回波圖（圖5、圖6）可以看出，降水回波呈東北西南走向，向西南方向移動，并不斷有新回波在其上游生成，體現出一定的“列車效應”。中心強度超過了55 dBZ，降水效率非常高。同時，從強回波的形狀分布上來看，強降水的范圍很廣，產生了大范圍的短時強降水。9時對流發展比較旺盛的回波移動到盤錦市東南部地區，整體強度有所下降，強降水回波掃過盤錦市西北部地區在2 h內較多站點達到暴雨標準。隨后強降水回波繼續向東南方向移動，后部依然不斷有降水回波東移，較長的持續時間也是盤錦市產生大范圍暴雨到大暴雨的重要原因。

圖5 24日07時雷達回波圖

圖6 24日09時雷達回波圖

5 云圖分析

從衛星云圖的資料（圖7、圖8）可以明顯看出，降水云系位于高空槽前，強降水發生的時間段，盤錦市處于地面氣旋的暖區云系控制，高空槽后的冷空氣不斷東移，河北及內蒙古地區的干冷空氣向東侵入，使得盤錦市上空冷暖空氣交匯產生了較為強烈的對流降水云團。但整體系統移動較慢，系統后部的干冷空氣還位于河北省中部，云系完全東移需要較長時間，冷空氣不斷東移南下同暖空氣交匯激發對流云團，使得較強的降水持續了較長時間，使整個過程降水量偏大。

圖7 24日10時紅外云圖

圖8 24日14時紅外云圖

6 結論與討論

分析2020年8月24日在盤錦地區出現的暴雨到大暴雨天氣過程的多尺度天氣特征。得到以下結論：一是此次暴雨為典型的高空槽與華北氣旋冷暖空氣交匯的暴雨。西南急流和臺風北側的東南氣流為盤錦地區輸送了大量暖濕氣流，為本次降水提供充足水汽條件。二是500 hPa高空槽與副高西北部之前強位勢梯度使得低空急流穩定維持，槽前正渦度平流的輻散作用使得低層減壓,低空急流中的切變渦度擾動是低空低渦形成的重要機制。強降水主要出現在低渦的前側，地面倒槽頂部的地區。良好的動力抬升、水汽輸送、不穩定能量及東部的地形抬升等多種有利條件的共同作用是產生此次暴雨天氣的主要原因。三是衛星紅外云圖顯示在低空急流軸附近不斷有MCS生成，并沿著槽前西南氣流向東北方向移動，起到“列車效應”作用。低空和超低空急流在遼寧中部建立并加強，使得盤錦出現暴雨到大暴雨。