唐山地區(qū)一次暴雨天氣過程分析

于志明　史有瑜　曹曉霞

摘 要：利用Micaps常規(guī)資料，從環(huán)流背景、物理量場等方面對唐山地區(qū)2010年7月19～20日發(fā)生的一次暴雨過程進行了分析。結(jié)果表明：西南低渦在副高外圍西南氣流的引導(dǎo)下向東北方向移動，是造成此次暴雨的直接影響系統(tǒng)，強降水區(qū)與濕度場的大值區(qū)、垂直速度場和θse高能區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系；低空急流的建立，為此次強降水提供了豐富的水汽和位勢不穩(wěn)定能量；西南低渦、地面低壓倒槽以及高、低空急流的耦合，為暴雨形成提供了充足的動力條件。

關(guān)鍵詞：暴雨；西南低渦；副高；急流

中圖分類號 P44 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）05-138-03

1 雨情分析

2010年7月19日11時至20日19時，唐山地區(qū)自西南向東北先后出現(xiàn)大范圍的強降水天氣，主要降水時段集中在19日傍晚到前半夜，全區(qū)269個觀測站中有158個站降水量≥50mm，44個站≥100mm，降水大值區(qū)主要集中在東南沿海一帶，最大降水為唐海三農(nóng)場168.1mm，此次降水是2010年入汛以來唐山地區(qū)首次全區(qū)性的暴雨過程。

2 天氣形勢分析

2.1 500hPa形勢分析 從圖2可以看出，中高緯為兩槽一脊的形勢，東槽位于勘察加半島以東的北太平洋洋面上，對應(yīng)一冷渦并有-22℃冷心配合，西槽位于東經(jīng)80°附近的西伯利亞平原，深厚且穩(wěn)定，鄂海為一高壓脊。在這種形勢下，西部西伯利亞低渦底部不斷分裂出冷空氣，經(jīng)中亞至北疆東移侵入我國，并從高原東側(cè)南下，華北地區(qū)小槽頻繁，其與副高和夏季風(fēng)共同作用，易形成強降雨過程。19日08時，西風(fēng)帶分裂南下的小股冷空氣已在華北形成一低渦，中心位于山西中部，渦底伸出一東北西南向的槽直至四川盆地，槽前為強盛的西南氣流，加之印緬為槽位，水汽通道打開，西南氣流將來自北部灣和南海的暖濕空氣不斷向北方輸送，有利于強降水的發(fā)生。

2.4 地面形勢分析 根據(jù)地面圖，與西南渦東移發(fā)展對應(yīng)，19日02時在河南西南部有氣旋生成，隨后該氣旋向東北方向移動。在黃淮經(jīng)朝鮮半島至日本海北部一線存在準靜止鋒，強降水出現(xiàn)在鋒區(qū)附近。

3 動力條件分析

3.1 高低空急流的動力作用 從圖4可以看出，西西伯利亞和阿留申群島存在低渦中心，貝湖槽向南侵入我國東北-華北。南亞高壓北側(cè)有一支急流，急流軸沿40N～50N斷續(xù)向東延伸，在我國內(nèi)蒙古-華北地區(qū)被槽影響，略折向南，唐山地區(qū)處于西南-東北向的高空急流入口區(qū)的右側(cè)，為正的渦度平流，氣流輻散，低層氣壓降低。700hPa（圖3）西南低渦東側(cè)、副高西側(cè)有12m/s以上的西南風(fēng)（低空急流）配合。低空急流的形成和維持，一方面是輸送熱量和水汽，增加位勢不穩(wěn)定，另一方面，在低空急流軸的左前方有輻合上升運動和溫度鋒區(qū)相配合，促使不穩(wěn)定能量釋放。低層輻合、高層輻散的高低空急流耦合有利于上升運動的發(fā)展和維持，為降雨提供了有利的動力條件。

4.2 水汽通量散度場分析 從水汽通量的數(shù)值和方向只能了解暴雨過程的水汽來源以及水汽輸送與某些天氣系統(tǒng)的關(guān)系，至于暴雨落區(qū)、雨量大小等則與水汽通量散度的關(guān)系更為密切。水汽通量散度指單位時間內(nèi)單位體積中水汽的凈流失量。當水汽通量散度為正，則表示水汽流失（有水汽輻散），當水汽通量散度為負，則表示水汽積聚（有水汽輻合）。從19日20時、20日08時2個時次850hPa水汽通量散度場分析，唐山地區(qū)均處于水汽通量散度場明顯輻合區(qū)，19日20時，水汽通量散度為-10×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1以上的大值區(qū)處于北京一帶，之后配合西南渦走向逐漸向東北方向移動，20日08時移到東北遼寧一帶的中心值強度達到≤-30×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1。唐山地區(qū)在降水的主要時段一直處于水汽的大值輻合區(qū)，表明有充足的水汽源源不斷的補充進來，有利于暴雨天氣的產(chǎn)生。低空水汽（下轉(zhuǎn)164頁）（上接139頁）強輻合區(qū)在時間空間上的演變和此次強降水落區(qū)在時間空間上的變化基本一致。

5 不穩(wěn)定條件分析

5.1 假相當位溫θse分析 假相當位溫θse是綜合溫度、氣壓、濕度的物理量，表征著大氣的暖濕能量。19日20時對流層低層850hPa的假相當位溫為338°K（圖7），在渤海到山東及以南地區(qū)為一高能舌。河北和山西交界一帶為一干冷舌，西南渦控制的中低層空氣暖濕，層結(jié)不穩(wěn)定，其后部有冷空氣入侵，高低層冷暖空氣相互作用，能量得以釋放。θse的大值區(qū)處于唐山地區(qū)的東南一帶，與大暴雨的落區(qū)一致。

5.2 K指數(shù)分析 K指數(shù)是衡量大氣中潛在能量的一個經(jīng)驗指標，通常認為，當K≥34℃時，大氣就具備了較高的潛能，K值越大，層結(jié)愈不穩(wěn)定。在19日20時，唐山地區(qū)K指數(shù)在32～36℃大值中心區(qū)中，暴雨的大值區(qū)與K=36℃的區(qū)域一致。到20日08時，低壓向東北移動并減弱，唐山地區(qū)K值降低。低壓所具有的高能量為該區(qū)帶來了強高能平流，隨著降水的產(chǎn)生，不穩(wěn)定能量逐漸釋放。

6 結(jié)論

（1）西南渦在500hPa副高外圍西南氣流引導(dǎo)下向東北方向移動，是造成此次暴雨的直接影響系統(tǒng)。

（2）本次暴雨的水汽主要來自南海，副高西北側(cè)的西南氣流是本次暴雨的主要水汽通道，為暴雨區(qū)輸送了充沛的水汽。低空急流的建立，為此次強降水提供了充沛的水汽和潛在的不穩(wěn)定能量。

（3）西南低渦附近高空輻散與低層輻合、低層正渦度中心與強輻合中心相耦合的動力結(jié)構(gòu)有利于上升運動的發(fā)展和維持，為暴雨的產(chǎn)生提供了有利的動力條件。

（4）強降水區(qū)與濕度場的大值區(qū)、垂直速度場和θse高能區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系。

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