2016年8月21日極值暴雨成因分析

閆鳴

摘 要 2016年8月21日傍晚到夜間，賀蘭山沿山銀川段拜寺口溝至蘇峪口一線出現了歷史罕見特大暴雨（12 h降水大于140 mm）?；诖耍饕柚鷶抵殿A報產品資料、銀川市多普勒雷達產品資料、衛(wèi)星云圖資料以及自動氣象站觀測資料，對2016年8月21日銀川市賀蘭山沿山出現的特大暴雨成因進行了全面分析，通過對此次過程環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、物理量場特征以及衛(wèi)星雷達產品特征進行分析，全面總結此次過程的天氣成因和特點。

關鍵詞 暴雨;影響系統(tǒng);特征

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.33.086

1 天氣實況

截至2016年8月22日8： 00，累計降水為220.5～241.7 mm，超過該地段2012年7月29日賀蘭山滾鐘口174.3 mm的歷史氣象記錄。其中，有2個自動氣象站累積雨量超過200 mm，3個站超過100 mm。最大累積降水和最大小時雨強均出現在賀蘭山滑雪場，分別為241.7 mm和82.5 mm，本次強降水主要集中在21日21： 00至22日1： 00。

2 影響系統(tǒng)

2016年8月中下旬，副高異常偏強，隨著副高的西伸北抬，588線穩(wěn)定維持在我國西北和華北地區(qū)[1-2]。8月19日，歐亞中高維地區(qū)環(huán)流形勢基本為一脊一槽型，里、咸海以北烏拉爾山以西為一高脊，以東為一寬廣的低槽區(qū)，低渦中心在中西伯利亞，鋒區(qū)位于北緯40°～50°，副高南、北界在北緯20°～40°，西脊點位于90°E，銀川市位于副高588線北界邊緣。21日20： 00，500 hPa鋒區(qū)加強，副高北界的暖濕氣流與巴湖擴散南下的冷空氣在河西形成切變。700 hPa低渦中心位于青藏高原東南部，有暖中心配合，東北側有8～12 s·m-1的低空急流自輸送水汽與能量，低渦北側在敦煌到嘉峪關、額濟納旗到阿拉善右旗形成中尺度氣旋，500 hPa切變與700 hPa中尺度氣旋在東移中加強，遇賀蘭山在沿山地區(qū)滯留而形成特大暴雨。

3 物理量特征

3.1 對流性不穩(wěn)定

8月21日20： 00對流性不穩(wěn)定都較強，θse（500-850）=-10.07 ℃，700 hPa上比濕11.76～13.43 g·kg-1，T-Td為1 ℃。

3.2 靜力穩(wěn)定度

從8月21日20： 00開始，700 hPa以上氣層為靜力不穩(wěn)定，CAPE值為530，沙氏指數為-2.57，K指數為44。

3.3 水汽條件

從21日20： 00 700 hPa上看出，中低層的偏南氣流是輸送水汽的主要途徑，從地面到600 hPa相對濕度都大于70%，比濕700 hPa大于10，整層比濕大，表明較易產生降水天氣。分析水汽通量散度場，水汽通量大值區(qū)在850 hPa，22日2： 00水汽通量大值區(qū)伸展到700 hPa，暴雨區(qū)的水汽輻合主要集中在700 hPa，并在21日23： 00達到最強。

3.4 垂直上升運動

分析垂直運動場可知，在降水發(fā)生前及大暴雨發(fā)生中上空都維持了很強的上升氣流。200 hPa上有急流帶，賀蘭山上升氣流達到200 hPa，強對流云團下風方對賀蘭山上升有加強作用。

4 銀川強降水時段雷達回波分析

雷達基本反射率回波圖分析情況：21日20： 00至22日2： 00，在0.5°、1.5°、2.4°、3.4°、4.3°5個仰角上，賀蘭山東麓一直維持一條中心強度在55 dBZ以上的帶狀回波，強回波完全沿賀蘭山移動，并有列車效應。云頂高度9～12 km。21： 00至4： 00，強回波中心一直在賀蘭山沿山地區(qū)滯留，其中，22： 56至23： 57，強中心60～63 dBZ，0： 58—1： 31，強中心59～60 dBZ，3： 00后，雷達回波逐漸減弱，5： 00后，回波消散。

液態(tài)含水量分析表明：21日20： 00—22日2： 00，液態(tài)含水量循環(huán)出現最大值，23： 46最大液態(tài)含水量達37 kg·m-2，22日3： 00后，液態(tài)含水汽量逐漸減小。強降水與液態(tài)含水量最大值持續(xù)時間有較好的對應關系。最大小時雨出現在強液態(tài)含水量面積最大時。

對應強回波中心有明顯的氣旋式輻合，并在距離雷達東南方約15 km處的上空0.8 km處存在一支20 m·s-1的低層東南風急流，該急流維持了約6 h，于22日2： 00前后減弱消失。暴雨區(qū)上空正速度區(qū)中有負速度區(qū)一直滯留，22日3： 00后，負速度區(qū)逐漸減小，5： 00后，負速度區(qū)消散。切變線在賀蘭山維持穩(wěn)定少動和強勁的低空急流是導致此區(qū)域遭遇特大暴雨的主要原因。

5 地形影響

EC預報8月21日17： 00開始，賀蘭山東麓低層為東南風急流和偏南風急流，急流在賀蘭山東麓交匯受到賀蘭山阻擋，形成地形輻合，氣流垂直坡向抬升，賀蘭山東麓地區(qū)有明顯的風速輻合。21日23： 00—22日2： 00，暴雨最強;22日2： 00以后，隨著副高南落、急流減弱東退，氣旋式切變減弱消失，暴雨減弱趨于結束。由于賀蘭山的地形作用，加強了山脈上方的上升氣流。

6 結語

1）賀蘭山特大暴雨的觸發(fā)者是地形抬升作用，其他天氣系統(tǒng)提供了足夠的不穩(wěn)定能量、水汽，同時也加強了上升氣流。2）在副高控制下，當不穩(wěn)定能量和水汽均滿足時，關注強對流的一些特殊觸發(fā)條件，應是此次暖區(qū)暴雨的一個重要途徑。3）雷達基本反射率與液態(tài)含水量最大值與強降水出現時段基本吻合。4）探空資料分析表明，暴雨前低層大氣高溫、高濕、近于飽和，大氣強烈對流不穩(wěn)定;暴雨后，大氣中的能量迅速釋放處于穩(wěn)定狀態(tài)，降水減弱或結束。

參考文獻：

[1] 陳豫英，陳楠，任小芳，等.賀蘭山東麓罕見特大暴雨的預報偏差和可預報性分析[J].氣象，2018（44）：23-25.

[2] 劉建勇，談哲敏，顧思南.梅雨期暴雨系統(tǒng)的流依賴中尺度可預報性[J].大氣科學，2011，35（5）：912-926.