石嘴山市一次中到大雨局地暴雨天氣過程分析

何　佳　周翠芳　方寧蓮　楊　婧

（石嘴山市氣象局，寧夏石嘴山　753000）

石嘴山市一次中到大雨局地暴雨天氣過程分析

何佳周翠芳方寧蓮楊婧

（石嘴山市氣象局，寧夏石嘴山753000）

利用常規(guī)氣象觀測(cè)資料，區(qū)域自動(dòng)站逐時(shí)資料和多普勒雷達(dá)資料，以及NECP/NCAR再分析資料等，對(duì)2012年6月27日石嘴山市降水天氣過程進(jìn)行分析。分析表明，500hPa高空槽過境為降水提供較好的冷空氣條件；500hPa來自孟加拉灣的西南暖濕氣流和700hPa的偏南風(fēng)急流帶為降水提供較好的水汽條件；地面氣壓場(chǎng)的倒槽形勢(shì)也為低層的輻合上升提供動(dòng)力條件。

石嘴山暴雨形勢(shì)分析雷達(dá)回波

寧夏深居西北內(nèi)陸高原，處在中國西部的黃河上游地區(qū)，東鄰陜西省，西部、北部接內(nèi)蒙古自治區(qū)，南部與甘肅省相連，屬典型的大陸性半濕潤(rùn)半干旱氣候，雨季多集中在夏季（6-9月），具有冬寒長(zhǎng)，夏暑短，雨雪稀少，氣候干燥，風(fēng)大沙多，南寒北暖等特點(diǎn)。

圖1　2012年6月27日石嘴山市過程累計(jì)降水量分布圖（單位:mm）

圖2　6月27日高低空及地面環(huán)流形勢(shì)綜合圖

圖3　高低空水汽通道及700hPa相對(duì)濕度（≥90%）

近年來，強(qiáng)暴雨、強(qiáng)暴雪等極端降水事件以及局部洪澇的出現(xiàn)越來越頻繁，造成的危害也越來越大，寧夏強(qiáng)降水引發(fā)的山洪、泥石流、城市內(nèi)澇等災(zāi)害也日益增多，對(duì)寧夏農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、人民生活及生態(tài)建設(shè)造成了嚴(yán)重影響。本文通過對(duì)地面形勢(shì)場(chǎng)、高空形勢(shì)場(chǎng)、物理量場(chǎng)和雷達(dá)資料等進(jìn)行分析，對(duì)石嘴山市暴雨天氣過程影響系統(tǒng)和物理量指標(biāo)進(jìn)行歸納總結(jié)，為我市暴雨天氣過程預(yù)報(bào)提供技術(shù)支撐。

1　天氣實(shí)況

受貝加爾湖附近較強(qiáng)冷空氣東移、河套附近低渦、切變線及高原東部偏南暖濕氣流共同影響，6月27日08時(shí)～20時(shí)，石嘴山市出現(xiàn)2012年入汛以來（截止6月28日）降水量最大的一次降雨天氣過程。全市大部地區(qū)普降中到大雨，局地出現(xiàn)了暴雨。截止到27日20時(shí)全市各測(cè)站和自動(dòng)站累計(jì)降水量在12.0～56.5mm（測(cè)站降水量在13.0～32.8mm；自動(dòng)站在12.0～56.5mm）。最大降水量出現(xiàn)在平羅縣小水溝為56.5mm。全市各觀測(cè)站和自動(dòng)站的過程累計(jì)降雨量分布圖如下（圖1）。

2　天氣成因

2.1地面形勢(shì)分析

地面天氣圖上，過程前期的6月26日白天到夜間我市處于熱低壓控制下，27日上午08時(shí)海平面氣壓場(chǎng)倒槽形勢(shì)建立，27日白天到前半夜，我市一直處于低壓前部偏南氣流里，并且等壓線密集，10個(gè)緯距5條等壓線相距10hPa，為此次降水提供較好的水汽條件。

圖4　6月26日20時(shí)、27日08時(shí)、27日20時(shí)相對(duì)濕度趨勢(shì)變化圖

圖5　6月26日20時(shí)、27日08時(shí)、27日20時(shí)比濕趨勢(shì)變化圖

圖6　6月26日20時(shí)、27日08時(shí)、27日20時(shí)渦度趨勢(shì)變化圖

圖7　6月26日20時(shí)、27日08時(shí)、27日20時(shí)K指數(shù)趨勢(shì)變化圖

2.2高空形勢(shì)分析

高空天氣圖上，6月26日東亞中高緯度呈兩槽兩脊的環(huán)流形勢(shì)，500hPa我市處于貝加爾湖低渦底部的偏西氣流里，南部有來自孟加拉灣的西南暖濕氣流，700hPa有一偏南風(fēng)的急流帶，該急流帶可將水汽輸送至內(nèi)蒙古中北部，我市處于急流帶的水汽匯合區(qū)內(nèi)。27日 08～20時(shí)，500hPa貝湖槽東移南壓經(jīng)過我市，來自孟加拉灣的西南水汽通道維持，并有弱急流帶形成，700hPa偏南風(fēng)急流帶維持且加強(qiáng)（圖2）。

3　預(yù)報(bào)思路

從ECMWF數(shù)值預(yù)報(bào)資料分析環(huán)流形勢(shì)，26日20時(shí)500hPa580線北抬，從孟加拉灣到我市沿580線的西南風(fēng)水汽通道建立，貝加爾湖低渦西南部有槽線逐步形成，冷空氣開始堆積；700hPa西南渦東移加強(qiáng)，其前部的偏南暖濕氣流向北輸送可到達(dá)我市，該偏南暖濕氣流帶在華中及我區(qū)南部有急流存在，低空急流是水汽、動(dòng)量和熱量的高度集中帶，是給中緯度暴雨和強(qiáng)暴雨提供水汽和動(dòng)量的最重要的系統(tǒng)；850hPa主要是來自東部沿海的水汽輸送。此時(shí)，500hPa西南氣流、700hPa偏南風(fēng)急流、850hPa偏東風(fēng)急流，共同形成較好的水汽條件（圖3）。27日20時(shí)500hPa，貝湖槽東移南壓過程中有所加深，其底部逐步接近我市，700hPa偏南暖濕氣流逐步變平直，且形成急流帶在我區(qū)中北部強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，850hPa來自南海的水汽通道在長(zhǎng)江中下游有弱的氣旋性切變，但折角不大，我市仍處于偏南氣流里，在石嘴山市及偏北地區(qū)也存在氣旋性切邊，有弱輻合，對(duì)降水較為有利。

圖8　6月27日雷達(dá)回波演變過程

4　物理量分析

4.1相對(duì)濕度

26日08時(shí)700hPa我市的相對(duì)濕度小于65%，26日白天開始受偏南暖濕氣流的影響，相對(duì)濕度逐步增加，26日20時(shí)我市相對(duì)濕度已達(dá)到70%到85%，700hPa風(fēng)場(chǎng)由東南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，風(fēng)速也相應(yīng)有所增加，27日08時(shí)到20時(shí)相對(duì)濕度從南至北有個(gè)明顯的增大至95%以上，同時(shí)偏南氣流也明顯增大，28日08時(shí)開始相對(duì)濕度強(qiáng)度和范圍均由北向南逐漸減小，700hPa的風(fēng)向也有偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)（圖4）。由此可見，700hPa相對(duì)濕度增加時(shí)以及最大值維持時(shí)為我市降水的主要發(fā)生時(shí)段。

4.2比濕

從比濕的垂直空間剖面圖來看，26日08時(shí)至28日08時(shí)35°N到45°N是比濕的明顯變化區(qū)，26日08-20時(shí)40°N左右比濕梯度較小，27日08-20時(shí)比濕的梯度明顯增大，特別是26日20時(shí)后這個(gè)梯度的大值區(qū)向北推進(jìn)到40°N到44°N，降水過程完全結(jié)束后，比濕梯度大值區(qū)又南退到35°N以南（圖5）。另外，在同一高度場(chǎng)上，比濕自南向北呈減小的形式。

4.3渦度

6月26日08時(shí)開始我市處于正負(fù)渦度過渡區(qū)；至26日20時(shí)我市全部受負(fù)渦度區(qū)控制，負(fù)渦度中心位于陜西中東部，影響我市的渦度值為-0.5×10-5/s；27日08時(shí)開始高原東部開始有正渦度中心出現(xiàn)并且東移，其渦度中心值為2×10-5/s，0渦度線縱貫全區(qū)中部，08時(shí)我市西部已經(jīng)受正的渦度控制，這和我市降水開始的時(shí)間和落區(qū)均一致，截止27日20時(shí)我市一直處在正渦度控制區(qū)內(nèi)（圖6）；28日08時(shí)負(fù)渦度區(qū)自西北向我市移近，全區(qū)在一個(gè)正負(fù)渦度的鞍型場(chǎng)內(nèi)，我市降水天氣逐步結(jié)束。

4.4K指數(shù)從K指數(shù)的演變來看，6月26日08時(shí)我市K指數(shù)處于28-32℃之間，26日20時(shí)，K指數(shù)大值區(qū)已從甘肅南部移到河套及其北部地區(qū)，我市處于大于36℃的高值區(qū)內(nèi)，26日夜間大于36℃的高值區(qū)范圍有所減小，中心位置北抬至內(nèi)蒙古中北部，27日08時(shí)我市K指數(shù)減弱為32-36℃，27日白天K指數(shù)大值區(qū)從北向南逐漸運(yùn)動(dòng)（圖7）。所以由此來看，我市的K指數(shù)是一個(gè)增大、減小、再增大、再減小的過程，而降水主要出現(xiàn)在K指數(shù)增大和減小的時(shí)段，但是在增大和減小的過程中，K指數(shù)相對(duì)于非降水天氣時(shí)仍屬于大值。

5　云圖和雷達(dá)分析

從多普勒雷達(dá)資料分析來看（圖8），6月27日03時(shí)51分～7時(shí)05分，我市境內(nèi)回波強(qiáng)度普遍＜20dBz，7時(shí)05銀川以北至中衛(wèi)中寧地區(qū)，回波發(fā)展強(qiáng)盛，面積大且強(qiáng)度平均30～35dBz，中衛(wèi)、中寧兩地的回波最強(qiáng)，40～45左右。7時(shí)52分，影響我市的回波強(qiáng)度增加到30～35 dBz。8時(shí)10分，回波越過陶樂、平羅和大武口一線進(jìn)入我市，平羅處的回波強(qiáng)度加強(qiáng)至30 dBz，并在移動(dòng)中不斷向東北部發(fā)展，面積增大，強(qiáng)度加強(qiáng)。8時(shí)51分回波布滿我市，強(qiáng)度20～25dBz，局部30dBz。8時(shí)～9時(shí)，強(qiáng)回波逐漸影響我市，我市降水逐步開始，一小時(shí)雨量在1～4mm。9時(shí)～10時(shí)，我市回波強(qiáng)度不斷增強(qiáng)（強(qiáng)度增強(qiáng)，回波面積加大），強(qiáng)度的回波在移動(dòng)中逐漸聯(lián)接成片，呈片狀覆蓋全市。

10～14時(shí)，我市大部地區(qū)被強(qiáng)度在30-35dBz的回波覆蓋，此段時(shí)間內(nèi)，我市降水量級(jí)較大，賀蘭山沿山石嘴山段降水量超過25mm，惠農(nóng)部分地區(qū)超過15mm，大武口區(qū)降水量達(dá)15.9mm。

14時(shí)～18時(shí)，全市回波在向東北移動(dòng)中強(qiáng)度強(qiáng)度減弱至20-25 dBz，面積逐漸減小，影響陶樂、惠農(nóng)等地，移動(dòng)中結(jié)構(gòu)逐漸松散消散。此段時(shí)間內(nèi)，全市降水量逐步減弱。至27日20時(shí)層狀云回波逐步消散移出我市，全市降水逐漸停止。

6　結(jié)語

（1）此次降水天氣過程的主要影響系統(tǒng)是：1）500hPa槽線過境，為降水提供較好的冷空氣條件；2）500hPa來自孟加拉灣的西南暖濕氣流和700hPa的偏南風(fēng)急流帶為降水提供較好的水汽條件；3）地面氣壓場(chǎng)的倒槽形勢(shì)也為低層的輻合上升提供動(dòng)力條件。

（2）此次降水天氣過程的主要?jiǎng)恿l件是500hPa貝湖槽的東移南亞以及中低層偏南、偏東暖濕氣流在我市的弱輻合；水汽條件是500hPa西南氣流、700hPa偏南風(fēng)急流、850hPa偏東風(fēng)急流。

（3）700hPa相對(duì)濕度從較大值增加為最大值，以及最大值維持時(shí)為我市降水的發(fā)生時(shí)段。

（4）我市的K指數(shù)是一個(gè)增大、減小、再增大、再減小的過程，而降水主要出現(xiàn)在K指數(shù)增大和減小的變化時(shí)段，但是在增大和減小的過程中，K指數(shù)相對(duì)于非降水天氣時(shí)仍屬于大值。

（5）此次降水天氣過程主要是層狀云降水，未出現(xiàn)局地短時(shí)強(qiáng)降水，但由于降水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，造成石嘴山市大部出現(xiàn)中到大雨、局地暴雨的天氣過程。

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Using the conventional meteorological data and regional automatic station hourly data and Doppler radar data， and reanalysis data of NECP/ NCAR ， a rain weather process occurred during June 27， 2012 in ShiZuishan was analyzed.Analysis shows that the upper trough at 500hPa provides cold air condition for precipitation ； the warm wet air in the southwest current at 500hPa witch is come from the bay of Bengal and partial southerly jet at 700hPa provide fine water vapor conditions for precipitation；surge chamber at ground pressure situation for the low layer convergence rose provide dynamic conditions.

ShiZuishan；Rainstorm；Situation analysis；Radar echo