2020年5月16—18日興安盟地區一次暴雨天氣過程分析

劉鑫

摘要 選擇常規氣象資料和NCEP再分析資料等氣候觀測資料，對2020年5月16—18日興安盟地區一次暴雨天氣過程進行分析，結果表明：在此次暴雨天氣過程中，東北冷渦是主要影響系統，高空導致低空興安盟地區均受低渦影響，冷渦系統十分深厚，為暴雨天氣的發生提供了有利條件。在地面形勢場上，地面冷鋒和地面氣旋均促進了暴雨天氣的形成。從水汽條件來看，在此暴雨天氣期間，興安盟降水落區的水汽主要源于渤海灣。興安盟地區水汽通道好，比濕值高，水汽層結較深厚，為興安盟地區暴雨天氣的發生給予了豐富的水汽條件；從動力條件來看，興安盟降水落區存在一致的上升運動區，垂直速度最小值為-3.2 Pa/s；由低空至高空一帶都屬于正渦度，近地面正渦度值達60×10-5s-1，為本次降水天氣的發生提供了動力條件。

關鍵詞 興安盟地區；暴雨天氣；環流背景；物理量場

中圖分類號：P458.1+21.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis of A Rainstorm Weather Process in Xingan League from May 16 to 18， 2020

Liu Xin （Arshan Meteorological Bureau， Arshan， Inner Mongolia 137800）

Abstract Selects conventional meteorological data and NCEP reanalysis data and other climate observation data to analyze a rainstorm weather process in Xingan League from May 16 to 18， 2020. The results showed that the northeast cold vortex was the main influence system in the rainstorm weather process， and the high altitude leaded to the low altitude Xingan League area being affected by the low vortex. The cold vortex system was very deep， providing a favorable environmental background for the occurrence of rainstorm weather. On the ground situation field， both the ground cold front and the ground cyclone promoted the formation of rainstorm weather. In terms of water vapor conditions， during this rainstorm， the water vapor in the precipitation area of Xingan League mainly comes from the Bohai Bay. The water vapor channel in Xingan League was good， the specific humidity value is high， and the water vapor stratification is deep， which provide abundant water vapor conditions for the occurrence of rainstorm in Xingan League; From the perspective of dynamic conditions， there is a consistent upward movement zone in the precipitation area of Xingan League， with a minimum vertical velocity of -3.2 Pa/s; The area from low altitude to high altitude belongs to positive vorticity， with a near surface positive vorticity value of 60×10-5 s-1，

which provided dynamic conditions for the occurrence of this precipitation weather.

Key words Xingan League region; Rainstorm weather; Circulation background; Physical quantity field

暴雨是我國主要氣象災害之一，在危害人們生命安全的同時，還會影響工業農業的正常生產[1-2]。近年來，暴雨天氣成為各位學者研究的重點。壽紹文[3]結合中國暴雨的特點、環流形勢、天氣系統、形成機制和診斷、預報方法等方面展開了系統的梳理探究，指出中國暴雨具備顯著的地域性、季節性、階段性特點。大范圍降水的環流形勢類型包括穩定經向型、穩定緯向型、中低緯相互作用型等。張丙辰等[4-5]指出暴雨天氣發生的原因很多，主要涵蓋低空急流、梅雨鋒、暖區暴雨、西南渦、東北低渦、切變線等天氣系統，需要高度關注暴雨天氣的發生發展趨勢和成因。周慧等[6]通過分析2016年7月初湖南省中部以北一次暴雨天氣發生，此次極端降水天氣的主要影響系統為副熱帶高壓、高空槽、西南低渦、切變線；高層水汽沿著西風帶向降水落區輸送。江玉華等[7]通過研究引發四川盆地東部暴雨的西南低渦結構特征發現，西南低渦熱力布局在200 hPa存在顯著增暖征象。柳志慧等[8]對內蒙古河套一帶2018年7月中旬發生的一次強降水天氣展開分析，發現此次降水天氣是、副熱帶高壓、高空槽、低空急流的共同作用下產生的。王海燕等[9]對甘肅酒泉市2016年8月中旬一次暴雨天氣過程分析得出結論：500 hPa短波槽和700 hPa氣旋輻合，高低層的環流配置呈“東高西低”型；高層輻散、中低層輻合這種流場的配置促進了水汽的輸送匯聚，為暴雨天氣的發生提供了可靠的條件。章麗娜等[10-12]也對局部地區暴雨天氣發生天氣形勢條件展開了研究。

興安盟隸屬于內蒙古自治區，地處內蒙古東北部，屬于大興安嶺向松嫩平原過渡帶，當地的地貌包括中山、低山、丘陵、平原4種類型，海拔為150～1 800 m。興安盟氣候為溫帶大陸性季風，立體氣候特征顯著，整體氣候特點為四季分明，地區差異顯著，光照資源豐富，降水年際變率大，保證率低。降水天氣大部分集中在5—9月，并且在該時間段興安盟時常出現暴雨天氣，給當地農牧業生產和老百姓生命財產安全構成嚴重威脅。因此，以2020年5月16—18日興安盟地區一次暴雨天氣過程為例，重點分析了興安盟地區暴雨天氣成因，以期為深入掌握該地區暴雨天氣形成機制、提升暴雨天氣預報水平提供指導。

1 天氣概況

受高空冷渦的影響，2020年5月16日08：00—18日20：00，興安盟地區發生了一次暴雨天氣。此次暴雨天氣大多集中在興安盟地區中部，有20個測站累計降水量達到100 mm以上；有59個測站降水量處于50.0～99.9 mm之間；有47個測站降水量處于25.0～49.9 mm之間。在此次天氣期間，小時最大雨強為25.6 mm（5月17日11：00～12：00），出現在烏蘭浩特洮兒河公園。2020年5月16日08：00—5月17日08：00，興安盟阿爾山市降水量達74.4 mm，超過極端閾值，出現極端降水事件，給當地造成嚴重的經濟損失。據相關災情統計，此次暴雨天氣造成興安盟地區阿爾山市伊爾施街、五岔溝鎮、白狼鎮暴發洪澇災害，導致當地基礎設施、林地、群眾住房等損壞嚴重。

2 環流背景分析

2.1 高空形勢分析

通過分析此次暴雨天氣過程中500 hPa高空形勢場發現（圖1），2020年5月16日08：00（圖1a），興安盟地區分布在高壓脊后部，蒙古冷渦前部，冷渦中心為542 hPa，主要屬于徑向型，冷中心比高度場中心落后，等高線與等溫線之間存在夾角，冷渦處于持續發展趨勢。5月16日20：00（圖1b），冷渦不斷旋轉朝東南一帶發展。5月17日08：00（圖1c），興安盟地區分布在冷渦頂前部，此時冷渦為緯向型，同時高空出現了顯著的東風。5月17日20：00（圖1d），溫度場中心疊加于冷渦高度場中心，冷渦此時十分成熟，并且受東北風的影響，降水強度越來越弱。至5月18日白天，興安盟分布在冷渦后部，此次暴雨天氣趨于結束。

在850 hPa形勢場上，2020年5月17日08：00，興安盟一帶分布著1個低渦中心，形成了顯著的風場輻合。低空偏東風急流促進了渤海、日本海的水汽不斷向內蒙古東部興安盟地區輸送，5月16日20：00—5月17日08：00切變線穩定處于興安盟中部一帶，推動了當地暴雨天氣的發生發展。

2.2 地面形勢分析

分析地面形勢場發現（圖2），2020年5月16日08：00（圖2a），地面低壓對興安盟地區帶來影響，氣旋中心值為997 hPa，此時興安盟地區分布在地面冷鋒前部，逐漸出現降雨天氣。5月16日20：00（圖2b），冷鋒進入，產生了倒槽，興安盟地區分布在倒槽頂部。5月17日08：00（圖2c），地面氣旋接著朝東南一帶發展，氣旋中心途經興安盟地區，此時存在顯著的低層輻合。5月17日20：00（圖2d），興安盟地區分布在氣旋后部，輻合越來越弱，至5月18日，地面系統逐漸離開本地，此次暴雨天氣過程結束。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件分析

暴雨天氣的發生發展需要充沛的水汽資源[13-15]。在此次暴雨天氣期間，興安盟降水落區的水汽主要源于渤海灣。由于冷渦隨著時間的推移不斷朝東邊發展，阻塞高壓越來越弱，從渤海灣而來的水汽通道打通。良好的水汽通道為興安盟地區暴雨天氣的發生提供了豐富的水汽條件。分析2020年5月17日08：00 850 hPa低空比濕場發現（圖3），5月16日20：00—5月17日20：00，興安盟大多數區域比濕值均超過達6.0 g/kg，具備較高的絕對水汽含量。

分析興安盟地區索倫探空站觀測資料發現（圖4），2020年5月17日08：00，整層結曲線和露點溫度曲線差值較小，這意味著本區域具備良好的水汽條件[15]，且水汽層結較為深厚。而CAPE值較小，這意味著對流潛勢條件較差。

3.2 動力條件分析

分析此次天氣期間興安盟地區垂直速度剖面可知（圖5a），2020年5月17日14：00，上升運動區主要處于低空至500 hPa區域，垂直速度最小值為-3.2 Pa/s，這適宜強降水天氣的形成與發展。由渦度場進行分析發現（圖5b），由低空至高空一帶都屬于正渦，5月17日14：00屬于暴雨天氣出現的主要時間段，地面正渦度值為60×10-5s-1，同時正渦度區向500 hPa區域延伸，促進了地面氣旋的形成與發展。

4 結論

通過對2020年5月16—18日興安盟地區一次暴雨天氣過程進行分析得出以下結論：

（1）在此次暴雨天氣過程中，東北冷渦是主要影響系統，高空導致低空興安盟地區受低渦影響，冷渦系統十分深厚，為暴雨天氣的發生提供了有利的環境背景。在地面形勢場上，地面冷鋒和地面氣旋促進了暴雨天氣的形成。

（2）從水汽條件來看，在此次暴雨天氣期間，興安盟降水落區的水汽主要源于渤海灣。興安盟地區水汽通道好，比濕值高，水汽層結較為深厚，為興安盟地區暴雨天氣的發生提供了豐富的水汽條件。

（3）從動力條件來看，興安盟降水落區存在一致的上升運動區，垂直速度最小值為-3.2 Pa/s；低空至高空一帶均屬于正渦度，近地面正渦度值達60×10-5s-1，為此次降水天氣的發生提供了動力條件。

參考文獻

[1] 俞小鼎.2012年7月21日北京特大暴雨成因分析[J].氣象，2012，38（11）：1313-1329.

[2] 井宇，陳闖，井喜，等.黃土高原一次引發短時致洪暴雨MCC的特點及成因[J].高原山地氣象研究，2016，36（3）：7-13.

[3] 壽紹文.中國暴雨的天氣學研究進展[J].暴雨災害，2019，38（5）：450-463.

[4] 張丙辰.長江中下游梅雨鋒暴雨的研究[M].北京：氣象出版社，1990.

[5] 高守亭，周玉淑，冉令坤.我國暴雨形成機理及預報方法研究進展[J].大氣科學，2018，42（4）：833-846.

[6] 周慧，蔡榮輝，尹冬德，等.2016年7月湖南一次極端持續性暴雨成因分析[J].干旱氣象，2018，36（1）：56-63.

[7] 江玉華，杜欽，趙大軍，等.引發四川盆地東部暴雨的西南低渦結構特征研究[J].高原氣象，2012，31（6）：1562-1573.

[8] 柳志慧，李瑞青.2018年內蒙古河套地區一次強降水過程分析及動力因子釋用[J].內蒙古氣象，2020（2）：3-9.

[9] 王海燕，胡新華.酒泉市2016年8月16—18日暴雨天氣分析[J].安徽農學通報，2019，25（17）：151-155.

[10] 章麗娜，王秀明，熊秋芬，等.“6·23”北京對流暴雨中尺度環境時空演變特征及影響因子分析[J].暴雨災害，2014，33 （1）：1-9.

[11] 狄瀟泓，許東蓓，肖瑋，等.“5·10”岷縣短時暴雨斜壓鋒生特征和不穩定條件分析[J].干旱氣象，2017，35（1）：108-115.

[12] 譚麗娜，趙亮，趙占秀，等.祁連山區短時強降水天氣過程成因分析[J].青海氣象，2016（3）：7-12．

[13] 張元春，李娟，孫建華.青藏高原熱力對四川盆地西部一次持續性暴雨影響的數值模擬[J].氣候與環境研究，2019， 24（1）：37-49.

[14] 田暢，隆霄，韓子霏.西藏林芝地區一次暴雨過程的中尺度模擬與分析[J].沙漠與綠洲氣象，2019，13（2）：13-21.

[15] 田成娟，王致遠，張吉農，等.2010年8月2～4日青海省區域性大到暴雨成因分析[J].青海科技，2011，18（5）：62-65.