2016年8月25日濱州市暴雨天氣過程診斷分析

劉慧 劉德安

摘要 ? ?為提高預報水平、總結預報經驗、增強防災減災能力，本文對2016年8月25日山東省濱州市暴雨天氣過程進行分析。結果表明，低槽冷鋒是造成此次暴雨天氣過程的主要影響系統(tǒng)，為鋒前暖區(qū)暴雨，以鋒面降水為主;由于副高的阻擋，沒有明顯的南部暖濕氣流向北輸送，水汽條件主要依靠本地提供;地面冷高壓強度較大、范圍廣及地面氣壓梯度大是造成大風的主要因素;假相當位溫、K指數(shù)、散度、垂直速度等物理量有效配置是暴雨預報的重要指標，與此次暴雨落區(qū)對應較好;冷鋒鋒面抬升是此次過程低層不穩(wěn)定能量的主要觸發(fā)機制。

關鍵詞 ? ?暴雨;過程分析;山東濱州;2016年8月25日

中圖分類號 ? ?P458.1+21.1 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）17-0194-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

2016年8月25日凌晨到下午山東省濱州市自北向南出現(xiàn)了一次大到暴雨、局部大暴雨的降水天氣過程，濱州市過程平均降水量56 mm，最大115.8 mm。全市有52個自動觀測站降水超過50 mm，4個超過100 mm。降水后期，東北大風從北部沿海逐漸向內陸推進，內陸大部分地區(qū)陣風7～8級，北部沿海陣風9～10級。

因前期降水較多，已經造成局部地區(qū)漬澇，尚未緩解，加之此次持續(xù)較長時間的強降水，造成濱州市部分地區(qū)農田積水，出現(xiàn)災情。農村困難群眾的住房多為土木結構，抗災能力差，降水后期東北風力較大，因而造成房屋損壞和農作物倒伏，災情較嚴重。

暴雨作為濱州地區(qū)最主要的災害性天氣之一，具有突發(fā)性、強度高、持續(xù)時間長等特點。已有很多氣象學者對魯西北地區(qū)暴雨的成因等進行研究分析。楊學斌等[1]對山東一次持續(xù)的區(qū)域性暴雨進行分析研究;張洪英等[2]對魯西北和魯中北部的一次由冷式切變線及其沿切變線活動的低渦造成的區(qū)域性大暴雨進行分析。這些研究對濱州地區(qū)暴雨預報工作具有重要的指導意義。為進一步總結預報經驗、提高預報水平和增強防災減災能力，針對2016年8月25日暴雨過程，本文對其大尺度環(huán)流形勢、物理量場等對降水的影響等方面進行了分析，以期為濱州地區(qū)暴雨天氣分析預報提供參考。

1 ? ?環(huán)流背景

從高低空環(huán)流形勢來看，24日8：00，500 hPa副高控制我國40°N以南大部地區(qū)，西伸至西藏地區(qū)，濱州市基本受副高控制。在60°N、120°E附近有明顯的氣旋性環(huán)流，對應高空槽自環(huán)流中心向西南方向延伸至新疆以東，溫度槽略落后于高度槽，槽后有冷空氣的積累，槽前等溫線密集;700 hPa也基本處于副高內部，在黑龍江以北形成低渦，其南部低槽位置較500 hPa偏前，于低渦中心至蒙古中部一帶;850 hPa低槽又較700 hPa偏前;地面冷高壓位于新疆以東，冷鋒位于中蒙邊界一線。至24日20：00，500 hPa高空槽東移南壓至黑龍江以北到蒙古中南部，副高略有南退，700 hPa低槽位置與500 hPa相近;850 hPa低槽位置較偏前，位于黑龍江以北至河套東北附近，濱州市受槽前西南氣流控制;地面冷高壓和地面冷鋒東移南壓，冷高壓前等壓線趨于密集，冷鋒移至冀中一帶。25日8：00，高空槽繼續(xù)南壓至黑龍江至內蒙古中部，副高北部邊緣于魯中一帶，濱州市處于588 dagpm線外圍的偏西氣流中，中低層的低槽在沿黃一帶，在40°N附近溫度梯度較大;地面冷高壓中心在蒙古附近范圍增大，高壓前部等壓線十分密集，冷鋒南壓至魯西北附近。至此，濱州市大部地區(qū)已出現(xiàn)降水，北部地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨。到25日20：00，高空低槽、地面冷鋒基本移出，轉受偏北氣流控制，過程結束。

由以上分析，低槽冷鋒是造成此次暴雨過程的主要影響系統(tǒng)。高空低槽東移，對應地面冷鋒南壓，副高邊緣有冷空氣下來，系統(tǒng)相互作用，暖濕空氣受鋒面抬升形成鋒前暖區(qū)暴雨，以鋒面降水為主。由于副高西伸位置偏西，此次降水沒有低空急流的配合，水汽主要由本地提供。地面冷高壓強度較大、范圍廣，高空有冷中心配合，冷高壓前等壓線十分密集，高空配合有明顯的鋒區(qū)，這些都是造成天氣過程中大風的原因。

2 ? ?環(huán)境條件分析

2.1 ? ?水汽條件

從850 hPa比濕場來看，降水開始前，比濕由23日8：00的5 g/m3增加至24日20：00的14 g/m3左右，濕度不斷增強，為暴雨的產生提供了有利的水汽條件。降水期間，魯西北比濕也一直維持在14 g/m3左右，水汽含量較大，達到山東省暴雨指標值[3]，過程中有充足的水汽供應，有利于降水的維持。同時，過程中整層水汽含量很大，25日8：00大氣可降水量高達70 mm以上?？梢?，水汽條件相當充沛。同時分析25日8：00 1 000 hPa水汽通量散度場可知，魯西北地區(qū)位于負值最大區(qū)附近，有氣流源源不斷地在魯西北地區(qū)輻合，為暴雨的產生提供了水汽支持。

此次過程由于副高的阻擋，并沒有明顯的南部暖濕氣流向北輸送，水汽條件主要依靠本地提供;而本地水汽如此充沛的情況比較少見。

2.2 ? ?層結穩(wěn)定度

從850 hPa假相當位溫場來看，魯西北位于θse高能舌頂端，過程中θse值基本保持在70 ℃以上，部分地區(qū)高達80 ℃左右，表明具備很強的不穩(wěn)定能量。過程中K指數(shù)維持在35 ℃以上，說明大氣層結也具有較強的不穩(wěn)定性，為暴雨的產生提供了熱力不穩(wěn)定條件[4-5]。

2.3 ? ?動力抬升條件

由散度場可以看出，25日8：00，魯西北地區(qū)高低層散度存在良好的配置，高層輻散抽吸作用有利于低層的輻合加強，而低層的輻合必然引起上升運動。由此可見，低層輻合、高層輻散的有效配置，為暴雨產生提供了良好的動力條件[6]。從垂直速度場來看，抽吸作用產生了深厚的上升運動，魯西北處于負值大值中心附近，自下而上為一致的上升氣流，有利于暴雨的維持發(fā)展。冷鋒鋒面抬升是此次過程低層不穩(wěn)定能量的主要觸發(fā)機制。

3 ? ?雷達回波分析

24日傍晚前后開始有零散的弱降水回波自天津—河北一帶向偏東方向移動，在移動過程中不斷合并加強，形成大片混合云降水回波繼續(xù)向偏東方向移動，主要影響濱州市北部沿海一帶。同時，其后不斷有零散回波加入合并，回波范圍不斷擴大且在東移過程中有南壓趨勢。自25日0：00前后開始自北向南影響濱州，回波在東移南壓過程中強度逐漸減弱，結構趨于松散。于25日下午移出，過程結束。

過程前期受混合云影響，出現(xiàn)雷電和短時強降水，由垂直剖面圖可見，較強回波（45～50 dBZ）基本在6 km以下（25日8：00 0 ℃層高度為5.7 km左右，-20 ℃層高度達9 km左右），較強回波伸展高度較低，云頂發(fā)展到10 km，達到-20 ℃層高度，出現(xiàn)雷電;過程后期主要為層狀云降水回波，回波強度為30～45 dBZ，局地回波強度達50 dBZ。從垂直積分液態(tài)水含量來看，VIL值基本在10 kg/m2以內，VIL值較小，以穩(wěn)定性降水為主（圖1）。

由濱州雷達站25日10：44的0.5°、1.5°、24°仰角徑向速度圖可以看出，雷達50 km范圍內零徑向速度線呈反“S”形，并且仰角越高特征越明顯，風向由雷達附近的東北風轉變?yōu)榫嚯x測站50 km附近高空的偏北風，風向隨高度逆轉，表示在雷達探測范圍50 km內較高層次存在冷平流，表明冷鋒過后，已受冷空氣影響。

由圖2可知，雷達約50 km探測范圍內零等速線呈西北—東南向的直線，即實際風向從雷達到50 km對應高度都是均勻的東北風。此外，3個仰角的徑向速度圖上均出現(xiàn)了一對最大、最小徑向速度——“牛眼”型結構，最大數(shù)值約27 m/s，并且隨著仰角的抬高，“牛眼”的范圍縮小，表明大風區(qū)范圍隨高度抬升而縮小;近距離低仰角處存在正負速度對，說明地面對應有大風區(qū)。對比實況可知，對應時刻地面為一致的東北大風，風力達7級左右。

4 ? ?結語

結果表明，低槽冷鋒是造成此次暴雨天氣過程的主要影響系統(tǒng)，為鋒前暖區(qū)暴雨，以鋒面降水為主。此次過程由于副高的阻擋，沒有明顯的南部暖濕氣流向北輸送，水汽條件主要依靠本地提供。地面冷高壓強度較大、范圍廣及地面氣壓梯度大是造成大風的主要因素。假相當位溫、K指數(shù)、散度、垂直速度等物理量有效配置是暴雨預報的重要指標，與此次暴雨落區(qū)對應較好。冷鋒鋒面抬升是此次過程低層不穩(wěn)定能量的主要觸發(fā)機制。

5 ? ?參考文獻

[1] 楊學斌，代玉田，陳華凱，等.魯西北一次持續(xù)性暴雨成因分析[J].氣象科學，2016，36（2）：275-282.

[2] 張洪英，王英.一次冷式切變線引發(fā)區(qū)域性大暴雨過程分析[J].安徽農業(yè)科學，2010，38（9）：4669-4670.

[3] 周雪松，吳煒，孫星池.山東暴雨天氣學預報指標的統(tǒng)計特征分析[J].氣象，2014，40（6）：744-753.

[4] 胡容，史小康，李耀東.重慶一次暴雨過程的診斷分析[J].氣象與環(huán)境科學，2016，39（1）：66-73.

[5] 孫建華，汪匯潔，衛(wèi)捷，等.江淮區(qū)域持續(xù)性暴雨過程的水汽源地和輸送特征[J].氣象學報，2016，74（4）：542-555.

[6] 徐芬，王博妮，夏文梅，等.長江中下游地區(qū)一次春季暴雨過程的多普勒雷達速度特征分析與研究[J].高原氣象，2014，33（2）：548-556.