豫東一次短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程分析

曹明明

基于常規(guī)氣象觀測(cè)資料、紅外云圖、多普勒雷達(dá)產(chǎn)品，對(duì)2016年8月25日周口市出現(xiàn)一次短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程的環(huán)流背景、水汽條件、觸發(fā)機(jī)制、紅外云圖及雷達(dá)回波特征進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果表明：（1）此次過(guò)程是由冷空氣主導(dǎo)，地面前期增溫增濕明顯造成冷暖氣流交匯繼而形成的強(qiáng)對(duì)流天氣。（2）此次降水水汽輸送不明顯，降水主要受空氣中水汽含量影響。我市比濕大，整層可降水量高，因此在我市有暴雨點(diǎn)的產(chǎn)生。（3）衛(wèi)星云圖上大范圍中尺度對(duì)流云團(tuán)運(yùn)動(dòng)方向前側(cè)，邊界光滑，溫度梯度大處，可見(jiàn)光云圖上暗影紋理明顯、存在對(duì)流泡結(jié)構(gòu)表明將有大范圍強(qiáng)對(duì)流天氣。根據(jù)衛(wèi)星云圖上云團(tuán)發(fā)生、發(fā)展的特點(diǎn)可提前1小時(shí)左右預(yù)報(bào)預(yù)警強(qiáng)對(duì)流天氣。（4）雷達(dá)圖上可以看到有較高的水汽含量和回波頂高，且最大回波強(qiáng)度在50-55dBz，說(shuō)明此次降水過(guò)程中短時(shí)強(qiáng)降水的產(chǎn)生。

1、實(shí)況分析

2016年8月25日下午河南省北中部地區(qū)自北向南出現(xiàn)雷暴并強(qiáng)降水天氣過(guò)程，周口市16-17時(shí)出現(xiàn)閃電、短時(shí)大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降水，西華站小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)到69.1mm，淮陽(yáng)站達(dá)到44.4mm。25日08時(shí)至26日08時(shí)24h總降水量淮陽(yáng)站108.3mm，西華站達(dá)到94.8mm。逐小時(shí)降水量圖可以看到降水多集中在25日15時(shí)至18時(shí)。

2、天氣系統(tǒng)分析

25日08時(shí)，500 hPa上588線北抬至37°N，整個(gè)河南位于588控制下。700hPa為西北氣流控制，東北冷渦穩(wěn)定存在。850hPa我省中部有切變線，但沒(méi)有有利的水汽輸送。925hPa為弱的偏北風(fēng)。由高空中分析綜合圖可以看出：08時(shí)，700hPa溫度槽位于河套地區(qū)，同時(shí)700hPa顯著降溫區(qū)已經(jīng)壓至華北。豫東南地區(qū)屬于500hPa干區(qū)。在08時(shí)天氣圖上并不能分析出中低層的高濕區(qū)。此次降水與上午的增溫過(guò)程密切相關(guān)。

20時(shí)，隨著冷空氣南下，588線西南移動(dòng)，我市位于588東側(cè)偏北氣流里。700hPa-850hPa轉(zhuǎn)為一致的偏北風(fēng)。大氣層結(jié)慢慢趨于穩(wěn)定，強(qiáng)對(duì)流天氣也逐漸減弱。

前期我區(qū)一直位于588線控制下，24日出現(xiàn)35℃以上的高溫天氣。25日08時(shí)雨區(qū)主要位于山東及豫北地區(qū)，降水強(qiáng)度較大，伴有大風(fēng)天氣。鄭州地區(qū)處于低壓倒槽頂部，有明顯的風(fēng)向輻合。對(duì)于我市來(lái)說(shuō)，仍位于地面偏南氣流里，天氣以晴天間多云為主。上午升溫很快。15時(shí)大部分地區(qū)氣溫達(dá)到35℃以上，周口市氣溫達(dá)到37℃。

25日14時(shí)雨區(qū)已經(jīng)南亞至我省中部，沿京廣線分布，伴有雷暴天氣，各站點(diǎn)風(fēng)速也顯著增大。我市的西部北部開始受到影響。由于14時(shí)地面溫度高于35℃，高低層暖濕增強(qiáng)，地面有偏北風(fēng)和偏東風(fēng)的輻合，更易于發(fā)生強(qiáng)對(duì)流天氣。在15時(shí)我市開始有明顯降水。

3、大氣層結(jié)分析

分析阜陽(yáng)站25日08時(shí)探空曲線可知：500hPa有明顯干層。分析同時(shí)段北部站點(diǎn)鄭州的探空?qǐng)D，對(duì)流有效位能為2272.4J/Kg，有利于對(duì)流的發(fā)生。同時(shí)層結(jié)溫度參數(shù)類，K指數(shù)41，沙氏指數(shù)為-1.88，均預(yù)示有強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的可能。從地面到700 hPa上溫度露點(diǎn)差為1-2℃之間，低層水汽條件較好。垂直方向的方向上，近地層為西風(fēng)，到500 hPa上風(fēng)向逐漸轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，有暖平流。阜陽(yáng)站和鄭州站探空的區(qū)別也說(shuō)明了此次過(guò)程的影響對(duì)偏北地區(qū)較早，偏南地區(qū)較晚。25日14時(shí)阜陽(yáng)探空可知，對(duì)流有效位能為1639.9J/Kg，較前期增大，存在一定的不穩(wěn)定能量，中低層有一淺薄濕層明顯，中層700-500 hPa之間有明顯的干冷空氣侵入，對(duì)對(duì)流天氣的發(fā)生比較有利。在垂直風(fēng)向上，近地層為東北風(fēng)，500 hPa上轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，風(fēng)速增大，有一定的風(fēng)速切變。

通過(guò)以上分析，這次過(guò)程低層水汽較為飽和，中層有干冷空氣的侵入，高層為暖平流，風(fēng)向上還有一定的風(fēng)向切變，有利于對(duì)流風(fēng)暴的發(fā)展和維持。而這種上干冷下暖濕的大氣層結(jié)加之中層干冷空氣侵入，為此次強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生提供了有利的條件。同時(shí)對(duì)阜陽(yáng)站的分析表明，此次降水有一定的局地性，受冷空氣南下時(shí)間和午后升溫造成的地面增溫影響較大。這次過(guò)程屬于短時(shí)過(guò)程，20時(shí)鄭州、阜陽(yáng)站均已處于穩(wěn)定的大氣層結(jié)中。

綜合分析25時(shí)水汽條件，可以看到25日08-14時(shí)低層比濕場(chǎng)較大。我市08-14時(shí)，850hPa比濕均在14g·kg-1左右。825hPa比濕達(dá)到16g·kg-1，達(dá)到河南省暴雨物理量指標(biāo)。分析水汽輸送，08時(shí)河南省處于水汽通量散度場(chǎng)的負(fù)值區(qū)，說(shuō)明有一定的水汽輸送。850hPa和925hPa都有一定的水汽輸送，但數(shù)值較小。14時(shí)水汽輸送不明顯。水汽通量散度場(chǎng)說(shuō)明此次降水的水汽主要是來(lái)自本地水汽，前期的高溫高濕天氣造成大氣整層可降水量的增大引起此次的強(qiáng)降水。此次降水在豫東地區(qū)達(dá)到多個(gè)暴雨點(diǎn)也說(shuō)明了豫東地區(qū)由于整層水汽含量較多造成較強(qiáng)的降水。

4、衛(wèi)星云圖分析

從衛(wèi)星云圖上看（圖略），云帶由西北向東南移動(dòng)，移速較快。而造成此次降水的是云帶上中尺度對(duì)流云團(tuán)的作用。25日11時(shí)的紅外云圖上可以看到有山東西南部和河南西南部分別有一個(gè)中尺度對(duì)流云團(tuán)。隨著山東降水的結(jié)束，降水區(qū)域隨著冷空氣向西南移動(dòng)。同時(shí)河南西南部的中尺度云團(tuán)迅速發(fā)展，形成MCC。在云團(tuán)移動(dòng)時(shí)，移向前測(cè)溫度梯度大，易產(chǎn)生對(duì)流。從可見(jiàn)光云圖上看，該云團(tuán)前側(cè)有白亮的泡狀結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)方向前側(cè)邊界光滑，后側(cè)羽狀云砧均。這些云圖特征表明云頂高度高、云內(nèi)對(duì)流旺盛，預(yù)示著將強(qiáng)對(duì)流天氣。12：30-14：30衛(wèi)星云圖顯示云團(tuán)移動(dòng)迅速，清晰展示了云團(tuán)對(duì)我市的影響時(shí)間，有利于預(yù)報(bào)預(yù)警。

5、雷達(dá)回波分析

從駐馬店雷達(dá)組合反射率圖上看出，此次過(guò)程是一次帶狀回波自西北向東南移動(dòng)，回波前段反射率因子最大，為55dBz，是短時(shí)強(qiáng)降水產(chǎn)生區(qū)域。25日15時(shí)01分回波開始影響我市西部北部，我市西華回波達(dá)到50dBz。15時(shí)38分時(shí)回波已經(jīng)覆蓋我市大部分地區(qū)，說(shuō)明此次降水的移動(dòng)較快，同時(shí)西華、淮陽(yáng)地區(qū)回波達(dá)到55dBz，并維持了較長(zhǎng)的時(shí)間，解釋了此次降水西華淮陽(yáng)雨量偏強(qiáng)的原因。17時(shí)之后我市回波強(qiáng)度在35-40dBz，降水強(qiáng)度減弱。

從垂直液態(tài)水含量可以看出這次過(guò)程中液態(tài)水含量較高，有利于短時(shí)強(qiáng)降水的產(chǎn)生。回波定高在回波的前沿較高，側(cè)面說(shuō)明回波前沿冷暖氣流交匯，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，有利于強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生。

（作者單位：466000河南省周口市氣象局）