汛期辽宁地区3次短时暴雨过程对比分析

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摘要 利用常规观测资料、自动气象站降水资料，对2013年汛期辽宁地区3次暴雨过程的高空形势场、垂直速度场、假相当位温场及水汽通量场进行对比分析。结果表明：3次暴雨过程中，东北冷涡与华北气旋相结合是促发暴雨形成的主要原因；2次大范围强对流天气过程的暴雨落区与上升速度中心对应；南来水汽为暴雨提供充足的湿度条件；露点锋、暖式切变线、高能量场对3次暴雨过程起促发作用。

关键词 汛期；短时暴雨；对比分析；水汽；能量；辽宁省；2013年

中图分类号 P458.1+21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）07-0266-02

短时暴雨具有降水时间集中、雨强大、局地性比较明显等特点。暴雨过程容易引发城市内涝、农田渍涝和洪涝地质灾害，不仅影响工农业生产，而且可能危害人民的生命和财产，造成严重的经济损失。因此，短时暴雨的预报预警业务是气象部门对社会和公众服务的重点。

短时暴雨成因复杂，影响因子较多，环境因子差异会形成不同强度和落区的短时暴雨，因此及时准确地预报预警短时暴雨仍具有很大难度。东北地区气象学者针对东北地区的暴雨进行了大量的研究工作[1-2]，对辽宁地区暴雨的研究集中于分析降水特点、副热带高压位置、低空急流特征、位涡诊断及模拟暴雨过程等[3-7]。孙建华等[8]研究发现北方地区高低空急流与中低纬度系统共同配合有利于暴雨的产生。江志红等[9]利用HYSPLIT模式分析了2007年淮河流域不同阶段降水的水汽输送轨迹、主要通道及其不同水汽源地的贡献。对于东北地区的暴雨，水汽来源比南方更为复杂[10]。通过分析2013年7月辽宁地区3次暴雨过程雨量差异，结合暴雨发生前后的天气系统、环境形势特征、物理量要素等资料，指出辽宁地区夏季短时暴雨的影响因子，旨在为今后类似的暴雨预报提供参考。

1 资源来源与研究方法

本文所用资料为常规观测资料、自动站降水资料，均来自于沈阳区域气象中心。利用高空形势场、垂直速度场、假相当位温场及水汽通量场中的特征量进行计算和对比分析，得出有利于辽宁地区产生强降水的环境要素和物理量因子。

2 降水的时空分布特征

2013年6月28日8：00至29日8：00，辽宁西部地区出现了局地短时暴雨，共有12个国家级观测站降水大于100 mm，60个国家级观测站降水大于50 mm，最大降雨量为162 mm，出现在朝阳市凌源市的小城子。强降水时段出现在午后至傍晚之间，将此次降水过程称为“6・28局地短时暴雨”。

2013年7月1日14：00至2日14：00，辽宁省大部出现了短时强降水天气过程，共101个国家级观测站降水大于100 mm，660个国家级观测站降水大于50 mm，最大降雨量为213 mm，出现在丹东市的金山。将此次降水过程称为“7・1短时暴雨”。

2013年7月15日18：00至16日18：00，辽宁省大部出现了短时强降水天气过程，共87个国家级观测站降水大于100 mm，607个国家级观测站降水大于50 mm，最大降雨量为302 mm，出现在丹东市宽甸市的太平哨。将此次降水过程称为“7・15短时暴雨”。

总的来看，“6・28局地短时暴雨”降水较为集中，局地性较强，发展比较迅速，影响范围不大；“7・1短时暴雨”影响范围更大，总体雨量更强，辽西地区暴雨落区较大。“7・15短时暴雨”过程最长且雨量偏高，总体雨量强度较强，辽西地区暴雨落区小于“7・1短时暴雨”。3次降水过程的共同点是都具有雨强大、雨势剧烈、降水梯度大、时空分布不均匀等特点。

3 暴雨成因对比分析

3.1 高低空天气系统配置

“6・28局地短时暴雨”发生之前（6月28日8：00），500 hPa欧亚大陆经向环流明显，贝加尔湖西北部冷空气堆积，黑龙江以北地区有阻塞高压填充，受冷空气下沉和短波槽东移影响，辽宁省西部地区出现短时暴雨；在850 hPa高空图暴雨过程中，内蒙古东北部的西北急流转为辽宁西部的西南急流；从地面形势分析，露点锋的位置更偏东偏北，蒙古气旋活跃在内蒙古中东部地区，只能影响辽西的朝阳及阜新地区。

“7・1短时暴雨”发生之前（7月1日20：00），500 hPa欧亚大陆呈纬向环流，贝加尔湖西北方向冷空气聚集成冷涡，在黑龙江以东地区为阻塞高压，使得冷空气不断堆积到辽宁地区，副高稳定维持在长江以南地区，系统移动缓慢，有利于暴雨的长时间维持。暴雨前期，内蒙古中东部地区短波槽东移不断分裂出短波槽影响辽宁省，为此次暴雨提供了充足的动力和冷空气条件；850 hPa切变位于辽宁省西侧边界处，西南急流加强，为暴雨落区源源不断的提供水汽条件；从地面形势分析，内蒙古中东部地区存在露点锋，其动力抬升作用致使气流上升，华北气旋逐渐北上从葫芦岛地区登入辽宁省，配合高空冷空气和底层露点锋，使辽宁地区出现中尺度的气旋性风场闭合环流。华北气旋北上是产生此次暴雨的直接原因。

在“7・15短时暴雨”发生之前（7月15日20：00），500 hPa受高空槽前西南暖湿气流控制，贝加尔湖东部地区冷空气聚集成涡，副热带高压（584线）压在辽宁省东部边缘；850 hPa西南急流在辽宁省中部加强；地面受蒙古气旋底前部影响，等压线在辽宁地区较为密集。7月16日8：00，贝加尔湖西部地区冷涡略有东移加强，副高位置继续东退，高空槽的位置移到辽宁省西部地区，西南急流稳定维持；地面蒙古气旋逐渐北缩，辽宁省东部地区等压线密集，因此16日白天降水主要集中于辽宁省中、东部地区。降水过程中，地面露点锋始终活动在内蒙古中部，即黑龙江―吉林―辽宁一线东侧。

综合3次暴雨过程，相同点是地面主要受气旋活动影响，500 hPa有高空槽控制，850 hPa高空图上可以分析出露点锋，低压系统影响辽宁地区。高低空的配置有利于上升运动的产生，触发不稳定能量的释放。

“6・28局地短时暴雨”冷空气补充不足，辽宁地区受华北气旋边缘的影响，因此只有辽宁省西部地区存在强对流发生的触发条件，而降水总体范围不大；“7・1短时暴雨”过程中高空槽与低空急流持续时间和影响范围较大，阻塞高压位置有利于冷空气持续向辽宁地区输送，华北气旋北上并且在7月2日8：00气旋中心覆盖辽宁省以后逐渐向北移动。此次过程，热力条件、动力机制、水汽含量及不稳定条件均比较有利，因此暴雨强度较高；“7・15短时暴雨”过程中偏东的副高位置为辽宁地区强降水提供有利支持，使降水的时间延伸性更长。

3.2 水汽条件

暴雨的形成需要有充沛的水汽，辽宁区域暴雨过程中的水汽输送比较明显，辽宁地区上空有丰富的水汽汇合。由实况观测资料计算出700 hPa水汽和水汽通量散度，从这3次暴雨过程水汽输送对比来看，“6・28局地短时暴雨”的水汽是由华北地区沿渤海向东北方向输送，降水主体阶段水汽通量较小，小于6×10-5 kg/m・s。“7・1短时暴雨”和“7・15短时暴雨”的水汽是由黄海向北输送，水汽通量值较大，在2次过程中，负水汽通量散度中心都经过辽宁省，表明水汽的汇集条件较好。

3.3 能量条件

假相当位温反映了大气的温湿状况，通过分析它可以了解大气中的能量分布、垂直稳定度状况以及大气的湿斜压性。对流有效位能（cape）是强对流天气分析预报的重要参数。分析3次过程中850 hPa的假相当位温及对流有效位能得出：暴雨发生前夕，能量高值区控制或即将控制辽宁省，从而使低层大气强烈增暖增湿，对流不稳定能量增大，暴雨出现在能量释放阶段，强对流天气过后，能量又呈现出缓慢回升的态势（图1）。

3.4 上升运动条件

500 hPa高度层上的垂直运动表现最为剧烈，因此本文分析极具代表性的500 hPa垂直速度场。从3次过程的垂直速度场结合降水实况分析（图2），“7・1短时暴雨”和“7・15短时暴雨”落区与上升速度中心有很好的对应，而“6・28局地短时暴雨”落区位于上升速度中心的边缘。

4 结语

“6・28局地短时暴雨”是受冷涡前部西风带短波槽东移影响，“7・1短时暴雨”和“7・15短时暴雨”是在冷涡控制下，高空槽东移，配合华北气旋北上形成的暴雨；3次过程对比分析显示，共同点是500 hPa均有高空槽活动，低层分别受露点锋和暖式切变线的影响，后2次过程850 hPa西南急流明显加强。此种高低空配置有利于产生上升运动，触发不稳（下转第269页）

（上接第267页）

定能量的释放；南来水汽为短时暴雨提供充足的湿度条件，“6・28局地短时暴雨”过程水汽条件相比后2次过程较小；对流有效位能、假相当位温高值区释放的高能量有利于强对流天气的发生。

5 参考文献

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[10] 雷素芬，王文娟，古名岸.2008年汛期吉安市2次暴雨过程对比分析[J].现代农业科技，2010（7）：341-342.