2019年5月初寧夏一次連陰雨過程分析

張澤瑾

摘要 利用常規氣象觀測資料、NCEP/NCAR再分析資料（2.5°×2.5°）等，應用天氣學原理和天氣動力學診斷分析方法，從環流背景、系統發展演變、物理量場等方面，對2019年5月5—8日寧夏一次連陰雨天氣過程進行分析。結果表明：500 hPa烏拉爾山高壓脊和巴爾喀什湖低渦的穩定存在和“東高西低”形勢的建立與維持為連陰雨過程提供了大尺度環流背景，中低層持續的切變線活動有利于降水的持續，符合寧夏連陰雨的預報模型。低層能量鋒區和不穩定層結的存在、下負上正的渦度平流垂直分布和整層持續的上升運動，提供了良好的熱動力機制;地面洄流形勢和偏東南大風速帶對水汽有較好的輸送作用。

關鍵詞 連陰雨;環流背景;系統演變;物理量場

中圖分類號：P458.121 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）04–0062–03

連陰雨是大尺度環流背景下，關鍵地區天氣系統影響的結果[1]。在西風帶、副熱帶、熱帶天氣系統的相互作用下，北支干冷氣團與南支暖濕氣團穩定交綏于寧夏上空，使寧夏出現連續陰雨的天氣。降雨量的多少取決于系統間的配置及其強度變化。夏季發生連陰雨天氣過程往往伴有低溫，會對寧夏灌區的水稻生長發育產生較大影響[2]。在前人研究的基礎上，從多方面對2019年5月5—8日寧夏一次連陰雨過程進行分析，揭示此次過程的形成機理，以期為寧夏初夏連陰雨預報提供參考依據。

1 天氣實況

2019年5月5—8日，寧夏出現了一次連陰雨天氣過程。5日08：00—8日20：00，全區累計降水量在7～96.5 mm之間，其中，雨量大于75 mm的站點有7個、50～75 mm的共50個站點、25～50 mm的共133個站點。最大累計雨量出現在涇源縣老龍潭景區，為96.5 mm，最大小時雨強出現在彭陽縣紅河鄉常溝村，為13.9 mm（6日09：00）。

如圖1所示，逐12 h累計降水量在大部分時段內，山區（黑色線）普遍大于川區（紅色線），南部山區主要出現在過程前期，且隨著降水過程的發生而逐漸減小;川區主要出現在過程中后期，與南部山區相比，川區降水總體較平穩，沒有較明顯的變化趨勢[1]。

2 環流背景分析

2.1 500 hPa環流特征和高度距平場

如圖2所示，5—8日500 hPa高度場上烏拉爾山和鄂霍茨克海有高壓脊維持，兩高之間的巴爾喀什湖有低槽，西伯利亞上空有低壓活動，新疆到河西走廊維持“東高西低”的形勢，有利于產生連陰雨天氣。烏拉爾山為正距平，有利于阻塞高壓的加強和維持，且不斷有冷空氣沿脊前西北氣流下滑，使巴爾喀什湖低壓槽發展加深且維持較久，高原東側到河西為負距平，有利于槽脊東移。

2.2 影響系統及其配置分析

5日08：00，500 hPa烏拉爾山有阻高建立，巴爾喀什湖有低渦存在，高原上有一寬廣的低壓槽，槽前偏南氣流影響寧夏;河西走廊到內蒙有高壓壩形成，形成穩定少動的“東阻”形勢，高壓脊發展，寧夏受脊區控制;500～700 hPa河西地區多切變活動，850 hPa東北冷渦后部有穿脊冷空氣下滑，低層無明顯水汽輸送。20：00烏山阻高、巴湖低渦維持，高原波動東移發展，“東阻”形勢加強，高壓脊加強并向北延伸;500 hPa和700 hPa甘南地區切變繼續維持，700 hPa和850 hPa在東或東南方向存在有較明顯的低空大風速帶，提供了較好的水汽輸送條件。

如圖3所示，6日08：00，500 hPa“東阻”形勢維持，脊前西北氣流加強，達到急流強度，700 hPa上低空急流加強，有明顯的風速輻合帶，利于上升運動的發展，西南地區有一低渦，寧夏受東南氣流影響，南海和孟加拉灣兩個方向有水汽向寧夏輸送，從地面到700 hPa華北地區都有高壓中心存在，地面洄流形勢和低層偏東南大風速帶同樣有利于水汽輸送，寧夏形成水汽和能量輻合區，有利于陰雨天氣持續。20：00“東阻”形勢進一步發展，呈西北—東南走向，形成“歪脖子”高壓，河西地區有低渦生成，該低渦在500 hPa和700 hPa風場上均表現明顯，低渦延伸出的暖式切變線位于寧夏南部。

7日08：00，500 hPa“東阻”形勢東移減弱，700 hPa切變在河西地區呈西北—東南走向，即將影響寧夏，700 hPa西南氣流和850 hPa高壓外圍東南氣流對水汽有較好的輸送作用，整層配置較好，有利于區域性降水的發生。20：00“東阻”形勢基本消失，高壓壩減弱，位于寧夏西北部的短波槽開始過境影響，對應川區有相對明顯的降水，850 ～500 hPa的切變線集中在河套地區，寧夏北部受切變線影響，東部地區位于系統前部，抬升條件較好，且700 hPa西南風大風速帶東移至陜北，故川區東部降水量較大;南部山區位于切變線后部，受偏北氣流控制，降水量減弱。

8日08：00，500 hPa寧夏仍受槽區控制，北部風場上還存在弱切變，使得8日白天川區北部降水持續;700 hPa高壓轉為低渦并東移，系統整體減弱，寧夏受西北氣流控制，全區大部相對濕度條件仍較好。20：00 500 hPa寧夏轉受西北氣流控制，降水過程結束。

3 物理量場分析

選擇銀川站（106.20°E，38.47°N）對其進行物理量場分析。

3.1 動力條件

如圖4a所示，5—7日高層為正的渦度平流，低層為負的渦度平流，其中，700 hPa以下為負渦度平流，700 hPa及以上為正渦度平流，250 hPa正渦度平流最大，低層輻合、高層輻散，利于上升運動的發展。

如圖4b所示，5—7日從低層到高層為一致的上升運動，500～400 hPa上升速度較大，最大達到-0.9×10-1 hPa/s 左右，這是由于東高西低形勢維持，北部位于切變線和短波槽前，整層上升運動明顯，有較好的抬升條件;隨著東阻形勢的減弱消失和影響系統東移，8日位于垂直速度正值區，受西北氣流控制，整層以下沉運動為主，降水趨于結束。

下負上正的渦度平流垂直分布和整層持續的上升運動，為此次連陰雨過程提供了良好的動力機制[2]。

3.2 熱力條件

大氣中的能量大小決定了降水產生的可能性，而層結的穩定性則決定了降水的性質和降水量的多少。

如圖5a所示，溫度隨高度的增加而減小，低層暖、高層冷，空氣對流加強，在此過程中，后期低層為高溫高濕的下暖濕結構，層結趨于不穩定。如圖5b所示，從低層到高層假相當位溫都在40℃以上，有較好的能量條件，東阻形勢的維持使得高空形勢相對穩定，中高層θse隨高度增加，氣層穩定;而低層等值線更為密集，為能量鋒區，其中，過程的白天時段高能舌明顯，夜間θse減弱，表明能量存在積聚和釋放的過程，從地面到對流層中下層假相當位溫θse隨高度降低，低層對流不穩定增強，過程中后期更為明顯，高能區更明顯，降水量相對更大。7日白天假相當位溫高能舌與高濕區和水汽輻合區相對應[3]。

3.3 水汽條件

除了合適的熱動力條件外，水汽條件也較為關鍵。

如圖6a所示，連陰雨期間濕度條件好，濕度較大， 濕層深厚，有利于降水的產生，過程中后期中低層大氣處于飽和狀態，暖濕氣流明顯，降水持續。如圖6a所示，對流層中下層有水汽通量大值區，濕舌明顯，5—7日700 hPa和850 hPa的偏東或偏東南急流或大風速帶，提供了較好的水汽輸送條件;8日白天整層轉受西北風控制，但水汽條件仍較好。如圖6b所示，前期中高層存在水汽輻合，低層無水汽輻合區，過程中后期6日對流層中上層、7日整層水汽通量散度為負值，存在明顯的水汽輻合，有利于連陰雨的維持。

4 結論

（1）此次降水過程持續時間長。南部山區降水主要集中在過程前期，并隨著過程的發生逐漸減小;川區降水主要出現在過程中后期，與南部山區相比，川區降水總體較平穩，沒有較明顯的變化趨勢。

（2）環流形勢特征為經向型。500 hPa烏拉爾山高壓脊和巴爾喀什湖低渦的穩定存在和“東高西低”形勢的建立與維持為連陰雨過程提供了大尺度環流背景，中低層持續的切變線活動有利于降水的持續。

（3）下負上正的渦度平流垂直分布和整層持續的上升運動，為此次連陰雨過程提供了良好的動力機制。

（4）低層能量鋒區和不穩定層結的存在為此次過程提供了較好的熱力條件，且高能舌與高濕區和水汽輻合區相對應。

水汽主要來源于南海和孟加拉灣兩個方向偏南暖濕氣流的輸送，地面高壓外圍明顯的洄流形勢、700 hPa和850 hPa高壓外的偏東南急流或大風速帶，對水汽有較好的輸送作用。濕度大、濕層深厚，利于降水產生;中低層大氣處于飽和狀態，暖濕氣流維持使得降水持續。

參考文獻

[1] 馬篩艷，沈躍琴，楊婧，等.2011年寧夏2次連陰雨天氣對比分析[J].陜西氣象，2013（1）：5-10.

[2] 周翠芳，石瑞玲，賈宏元，等.寧夏石嘴山地區初夏2次連陰雨及最強降水時段特征對比分析[J].寧夏工程技術，2014，13（4）：302-308.

[3] 沈躍琴，裴曉蓉，辛堯勝，等.2009-09寧夏連陰雨天氣診斷分析[J].寧夏工程技術，2011，10（2）：101-105.

責任編輯：黃艷飛

Analysis of a Continuous Overcast Rain Process in Ningxia in Early May 2019

ZHANG Zejin （Zhongwei Meteorological Bureau， Zhongwei， Ningxia 755000）

Abstract Based on the conventional meteorological observation data and NCEP/NCAR reanalysis data（2.5°×2.5°）， this paper analyzed a continuous cloudy and rainy weather process in Ningxia from May 5 to 8， 2019 from the aspects of circulation background， system development and evolution， physical quantity field and so on. The results showed that the stable existence of 500 hPa Ural Mountain high ridge and the low vortex of Balkash lake and the establishment and maintenance of the situation of “high in the East and low in the west”provide a large-scale circulation background for the continuous rain process. The continuous shear line activity in the middle and low layers was conducive to the continuous precipitation， which was in line with the prediction model of continuous rain in Ningxia. The existence of low-level energy front and unstable stratification， the vertical distribution of lower negative and upper positive vorticity advection and the continuous upward movement of the whole layer provided a good thermal dynamic mechanism; The surface migration situation and the southeast high wind speed belt had a good transport effect on water vapor.

Key words Continuous rain; Circulation background; System evolution; Physical quantity field