黑龍江省西南部一次穩(wěn)定性暴雨天氣成因分析

譚玉龍+李明純+馬宏達(dá)+趙玲

摘 要：本文從大尺度環(huán)流、水氣輸送和高低空急流耦合等各個(gè)暴雨形成的因素對(duì)2013年7月2日黑龍江省的西南部暴雨進(jìn)行分析，通過(guò)各因素對(duì)暴雨形成的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明此次暴雨過(guò)程和高低空急流為暴雨提供上升運(yùn)動(dòng)和明顯的低空輻合，此次暴雨濕層厚度非常厚，暴雨發(fā)生在KY≥5，低層比濕在10-12g/kg。后傾槽，850hpa與500hpa的溫度差數(shù)值較小，這些特點(diǎn)是這次暴雨過(guò)程以穩(wěn)定性降水的主要原因。

關(guān)鍵詞：中尺度分析；ky指數(shù)；低空急流；時(shí)序圖；暴雨；穩(wěn)定性降水

黑龍江位于中國(guó)最北部，是我國(guó)農(nóng)業(yè)大省，而暴雨是北方夏季主要災(zāi)害性天氣之一，往往在短時(shí)間內(nèi)急劇加重江河汛情，造成洪水突發(fā)；暴雨還會(huì)產(chǎn)生泥石流、城市內(nèi)澇等，直接造成農(nóng)作物減產(chǎn)，或顆粒無(wú)收，降低百姓生活水平。2013年7月2日黑龍西南部發(fā)生暴雨，使黑龍江省中小流域水位上漲，接近警戒水位，部分低洼農(nóng)田受災(zāi)，本文對(duì)這次暴雨環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖、以及雷達(dá)進(jìn)行較完整分析總結(jié)，為預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

一、暴雨天氣實(shí)況

2013年7月2日08時(shí)至3日08時(shí)黑龍江境內(nèi)出現(xiàn)一次明顯降水過(guò)程，西南部地區(qū)達(dá)暴雨，本次過(guò)程特點(diǎn)是以穩(wěn)定性降水為主，降水時(shí)間長(zhǎng)，其中阿城69mm、肇東68mm、肇源65mm，各地最大雨強(qiáng)7-13mm/h，以穩(wěn)定降水為主。肇東2日19-20時(shí)雨強(qiáng)最大。

二、環(huán)流形勢(shì)分析

7月29日-30日500hpa西伯利亞地區(qū)冷渦不斷向南移動(dòng)，并且強(qiáng)度加強(qiáng)，黑龍江高空冷渦徑向度明顯加大，2日20時(shí)，黑龍江省的西南部形成冷渦，地面場(chǎng)上，地面低壓在向東北移動(dòng)，強(qiáng)度加強(qiáng)，低壓中心移動(dòng)到黑龍江省哈爾濱地區(qū)同吉林省的交界處，中心強(qiáng)度為987.5hpa，這次穩(wěn)定性暴雨落區(qū)與2004年8月28日大興安嶺地區(qū)穩(wěn)定性暴雨落區(qū)十分相似，都位于地面低壓倒槽處。

2日，850hPa有一條低空急流，低空急流的左前方是正渦度區(qū)和氣流輻合區(qū)，有明顯的上升運(yùn)動(dòng)，這種上升運(yùn)動(dòng)可以引發(fā)暴雨的發(fā)生。黑龍江南部形成高低空急流耦合，而高空急流作用是輻散，抽氣作用明顯，上升氣流維持和加強(qiáng)，此時(shí)濕層很厚，黑龍江850hpa、700hpa相對(duì)濕度都達(dá)90%，又有急流輸送水汽，使黑龍江西南部有充足水汽。

黑龍江西南部地區(qū)850hpa上冷中心附近，500hpa有高壓脊，形成上暖下冷較穩(wěn)定層結(jié)，不會(huì)發(fā)生對(duì)流。500hpa槽落后于850hpa槽，這種后傾槽結(jié)構(gòu)不利于對(duì)流性降水，850hpa與500hpa溫度差在黑龍江省數(shù)值較小，說(shuō)明此次降水為穩(wěn)定降水。

四、單站綜合時(shí)序分析

分析哈爾濱單站時(shí)序圖，可以看出7月2日8時(shí)至7月3日8時(shí)整層的濕層厚度非常厚，說(shuō)明此地水汽充足，為暴雨提供充分水汽，較厚濕層持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，有利于形成暴雨。7月2日08時(shí)-3日08時(shí)從低層到高層有明顯上升運(yùn)動(dòng)，上升的最大值是-1.2pa/s，長(zhǎng)時(shí)間較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生暴雨的重要條件。

五、探空資料分析

哈爾濱7月2日20時(shí)T-LNP圖也顯示出中低層濕度十分深厚，對(duì)流有效位能數(shù)值較小。T-lnP圖的這種特點(diǎn)有利于哈爾濱等黑龍江省西南部地區(qū)發(fā)生穩(wěn)定性的暴雨等較大降水天氣。

六、物理量診斷

1.水汽條件

（1）水汽通量散度。850hPa水汽通量散度≤-28×10-8g/（hPa·cm2·s）區(qū)域與暴雨區(qū)相對(duì)應(yīng)，中心值達(dá)-32 ×10-8g/（hPa·cm2·s），較強(qiáng)底層水汽輻合有利于產(chǎn)生暴雨。

（2）比濕。 7月2日20時(shí)850hpa比濕場(chǎng)上有西南一東北走向的濕舌，在黑龍江省比濕的數(shù)值是10g/kg，而在925hpa比濕數(shù)值是12g/kg，低層充沛水汽有利于暴雨發(fā)生。

2.抬升機(jī)制

850hPa黑龍江西南部處于輻合區(qū)，200hPa以上為輻散，這種低層輻合、高層輻散的環(huán)流形勢(shì)有利于低層上升運(yùn)動(dòng)的維持。

3.ky指數(shù)

當(dāng)KY≥1，要注意大雨發(fā)生；KY≥2，大雨發(fā)生的可能性大；KY≥3，則大雨發(fā)生基本上可以肯定；KY≥5，可能有大暴雨，準(zhǔn)確率為70%。分析ky指數(shù)，得出ky大值區(qū)在黑龍江西南部，ky指數(shù)和本次暴雨區(qū)相對(duì)應(yīng)，KY指數(shù)≥3，說(shuō)明黑龍江省有暴雨發(fā)生，KY≥5，可以非?？隙ㄓ斜┯辏谝院蠊ぷ髦幸M(jìn)一步完善總結(jié)。

七、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波

1.衛(wèi)星云圖分析

紅外云圖渦旋系統(tǒng)的主體在黑龍江西部并形成螺旋狀云系，螺旋狀云系主體始終維持在黑龍江省地區(qū)，強(qiáng)度始終較強(qiáng)，并且沒(méi)有明顯的減弱趨勢(shì)，最終形成暴雨，17時(shí)低空渦旋主體明顯消散。

2.雷達(dá)分析

雷達(dá)強(qiáng)度圖顯示哈爾濱地區(qū)以穩(wěn)定降水為主，并且全天的雷達(dá)強(qiáng)度圖基本一致，雷達(dá)速度圖顯示哈爾濱地區(qū)為暖平流，有東南風(fēng)急流的存在。持續(xù)性的穩(wěn)定降水是這次暴雨形成的主要原因。

八、結(jié)語(yǔ)

1.高空急流和低空急流與暴雨關(guān)系密切。在本次過(guò)程中，低空急流提供氣流輻合區(qū)，高空急流提供抽吸作用十分明顯。

2.后傾槽，850hpa與500hpa的溫度差數(shù)值較小。對(duì)流有效位能小，有利于降水性質(zhì)以穩(wěn)定性為主。

3.ky指數(shù)對(duì)暴雨有指示意義，KY指數(shù)≥3，說(shuō)明在黑龍江省有暴雨的發(fā)生，KY ≥5，則可以非?？隙ㄓ斜┯臧l(fā)生。

4.暴雨要滿足3個(gè)條件，充足的水汽供應(yīng)、強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)、較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。

5.衛(wèi)星云圖和雷達(dá)圖在短時(shí)臨近預(yù)報(bào)中提供預(yù)報(bào)依據(jù)。在本次暴雨過(guò)程中衛(wèi)星云圖和雷達(dá)圖都顯示長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定降水，達(dá)到暴雨。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙玲，王林鳳，王利.兩次不同性質(zhì)強(qiáng)降雨的對(duì)比分析[J].氣象，2005，31（11）.

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[3]徐小英，鄭德娟，黃文忠.應(yīng)用KY指數(shù)作廣州前汛期降水預(yù)報(bào).

作者簡(jiǎn)介：譚玉龍（1983-） ，男，漢族 ，黑龍江省虎林市人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事預(yù)報(bào)、測(cè)報(bào)、氣候工作。