鐵嶺西部一次大暴雨過程復盤分析

鐵嶺素有“遼北糧倉”之稱，2019年，鐵嶺縣被列為第二批國家農產品質量安全縣。近年來強天氣多發，威脅著農業生產和人民生命財產安全，對鐵嶺強天氣進行深入研究刻不容緩。東北冷渦作為影響鐵嶺降水重要的大尺度天氣系統，在其南下過程中，常常經過或擦過鐵嶺地區，配合鐵嶺獨特的地形，會誘發中小尺度系統產生，給鐵嶺帶來暴雨天氣。降水過程中易造成能見度降低、路面濕滑或積水，對人民出行產生不利影響。對冷渦暴雨進行分析有助于深入理解暴雨形成機理和機制，提高預報、預警能力。精準預報和迅速預警能盡可能減少損失，對農業生產和人民生活更為有利。 2023年7月4日鐵嶺地區出現大雨到暴雨，鐵嶺縣中部、開原市西部、昌圖縣北部出現大暴雨天氣，通過天氣形勢分析，探討東北冷渦背景下暴雨發生機制，并通過服務方式和效果進行復盤，為未來暴雨預報、預警和服務提供借鑒和參考。

1 天氣實況

2023年7月4日鐵嶺地區出現大雨到暴雨，局部大暴雨天氣。全市平均降水量68.0毫米，有9個氣象站出現超過100毫米的降水且呈點狀分布，76個氣象站出現50～100毫米的降水。最大降水量127.6毫米，出現在開原市慶云鎮河東學校，最大小時降水量為23.4毫米，出現在鐵嶺縣平頂堡鎮。

2 暴雨成因分析

2.1 500hPa天氣圖分析

4日8時500hPa內蒙古北側形成中心強度為556位勢米的東北冷渦，冷渦中心向南延伸形成高空槽至陜西省南部；溫度場上冷中心-16℃較冷渦中心滯后，有利于高空渦槽加深發展；鐵嶺地區位于冷渦底部的第四象限內受暖脊控制，有利于不穩定能量積累。20時高空冷渦東移并加強，冷渦后部有冷平流向南輸送，高空槽斷裂形成階梯槽，北槽位于內蒙古中部赤峰市，南槽位于遼寧-山東-河南一帶；鐵嶺地區位于高空槽前受西南氣流影響。

2.2 850hPa和地面天氣圖分析

850hPa高度場在8時內蒙古北部形成閉合低渦中心強度為132位勢米，溫度場上冷中心為8℃位于新疆北部，向東南方向延伸形成冷舌，鐵嶺地區位于冷舌前部溫度為20℃。20時低渦東移，冷舌繼續向東延伸，鐵嶺地區溫度為16℃左右，鐵嶺地區偏南急流建立達14米/秒，引導偏南暖濕氣流向北輸送，整層可降水量達60毫米以上，鐵嶺地區比濕達14克/千克，切變線位于鐵嶺地區，冷暖空氣交匯。

海平面氣壓場上8時內蒙古北部和山東省形成兩個低壓系統，向南形成冷鋒，向東形成暖鋒，鐵嶺地區處于兩個低壓之間；17時鐵嶺地區受南北兩個低壓系統合并影響，有利于冷暖空氣交匯造成斜壓鋒生作用加強，大尺度抬升作用較強，形成較強輻合中心，降水增強。強降水時段出現在4日17時至5日1時，鐵嶺地區共有8個氣象站出現1小時大于20毫米的短時強降水。

3 預報預警分析

3.1 降水過程預報

本次過程降水量自西向東遞減，降水量級從小雨到大暴雨跨度大。CMA-GFS、CMATYM、CMA-MESO、ECMWF、CMA-BJ、CMA-SH9模式預報的降水量級和分布存在差異，各家均報出大雨和暴雨量級的降水，均未報出小雨量級的降水，CMA-TYM、CMAMESO、CMABJ三種模式報出大暴雨量級降水，其中CMA-MESO模式預報的量級與分布和降水實況分布最接近，且該模式在3日8時和4日8時起報的效果較好。

預報員結合各家模式及經驗給出“4日下午至5日中午，鐵嶺地區有大到暴雨，降水量為40～80毫米，局部暴雨到大暴雨，降水量為80～120毫米。最大小時降水量為30～40毫米。強降水主要出現在4日15時至5日5時。”的預報結論，該結論與降雨實況基本一致。預報員考慮高空西南風偏西分量更多，配合地形影響大暴雨落區主要分布在鐵嶺縣東部、開原市中東部及清河區，但實況高空西南風偏南分量更多，大暴雨出現在鐵嶺縣中東部、開原市西部及昌圖縣北部，預報員預報結論與實況存在差異。同時本次過程中大暴雨降水落區呈現點狀分布，在預報中較難把握。

3.2 降水過程預警

本次降水過程中鐵嶺市（縣）氣象臺共發布暴雨預警信號（黃色6個、橙色3個）9個，暴雨預警準確率55.6%，預警信號最大提前量達198分鐘。本次過程預警的準確率雖然不夠高，但較大的提前量給政府的決策部署贏取了寶貴的時間。

累計降水量最大的開原市慶云鎮發布的暴雨黃色和橙色預警信號均達到預警標準。4日18時37分考慮開原未來6小時可能出現60毫米以上降水，在累計降水量29.7毫米情況下發布暴雨黃色預警信號，該站于22時50分達到預警標準，提前時間193分鐘；5日0時18分，慶云鎮過去2小時降水量達到了30至35毫米，從0：18的雷達回波上看后續仍有回波會對其造成影響，降水可能達到50毫米以上，發布暴雨橙色預警信號，于1時達到預警標準，提前時間42分鐘。

昌圖縣23時12分、23時52分發布的暴雨橙色預警信號未達到標準，前1～2小時降水強度較大，由于對后續降水回波落區估計不足，降水強度減小，3小時降水量40毫米左右，未達到50毫米。

結合以上預警發布情況得出：本次降水過程雖然過程累計量較大，但同時其持續時間也較長，降水過程為穩定性降水，在此類天氣過程中，橙色等高級別預警信號的發布要慎重，可選擇藍、黃等級的預警信號提前發布，這樣既能保證準確率又能確保提前量，而且服務效果也會更好。

4 問題與思考

通過常規探測資料、地面觀測資料對鐵嶺地區2023年7月4日大暴雨過程成因和預報預警服務進行分析得出：第一，500hPa高空冷渦槽前的西南氣流、850hPa低渦北上西南急流為鐵嶺地區自下而上提供充沛水汽。第二，850hPa切變線、地面南北兩個低壓系統合并為鐵嶺地區提供有利的動力和抬升條件。第三，在預報方面，雖然大暴雨落區存在偏差，但對降水量級把握準確。第四，降水過程中鐵嶺市（縣）氣象臺暴雨預警準確率55.6%，預警信號最大提前量198分鐘，準確率雖然不夠高，但較大的提前量給政府的決策部署贏取了寶貴的時間。第五，穩定性降水為主的天氣過程中，可選擇藍、黃等級的預警信號提前發布，保證準確率和提前量，再結合降水強度發布高級別預警信號，達到服務效果和準確率雙重保證。

作者單位：鐵嶺市氣象臺