盤錦地區(qū)一次高空槽引起的大暴雨天氣過(guò)程分析

遲春艷，楊文艷，韓慶婷，陳紅磊

（盤錦市氣象局，遼寧盤錦124010）

盤錦市位于遼河下游入海口處，遼河三角洲中心地帶，地勢(shì)平坦，屬溫帶大陸性氣候。全年降水量分布不均勻，降水主要集中在7、8月份。暴雨是主要災(zāi)害性天氣之一，會(huì)引發(fā)城市內(nèi)澇、農(nóng)田滯澇等次生災(zāi)害，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，是天氣預(yù)報(bào)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[1-4]。本文旨在利用衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)以及地面加密自動(dòng)氣象站等常規(guī)資料，對(duì)2020年8月24日高空槽與華北氣旋引發(fā)的暴雨到大暴雨天氣成因進(jìn)行分析，結(jié)合多種物理量因子在氣旋發(fā)展各階段的作用，總結(jié)該類天氣過(guò)程的主要形成機(jī)理，為今后預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

1 降水實(shí)況

2020年8月24日2—17時(shí)，盤錦市普降暴雨到大暴雨，全市44個(gè)氣象站出現(xiàn)50～100 mm降雨15個(gè)，出現(xiàn)100 mm以上降水29個(gè)，全市平均降雨量107.8 mm，最大降雨量158.2 mm，出現(xiàn)在大洼區(qū)榆樹(shù)街道。各縣（區(qū)）降雨情況：盤山縣平均降雨量107.6 mm，大洼區(qū)平均降雨量110.8 mm，興隆臺(tái)區(qū)平均降雨量98.1 mm，雙臺(tái)子區(qū)平均降雨量97.9 mm。此次降水過(guò)程特點(diǎn)：持續(xù)時(shí)間短，降雨總量最大，是盤錦地區(qū)2020年汛期最大1次降雨過(guò)程。

本文利用衛(wèi)星云圖、多普勒雷達(dá)及地面加密自動(dòng)氣象站等觀測(cè)資料，分別從大尺度環(huán)流形勢(shì)演變、影響系統(tǒng)、水汽條件、能量分析等方面對(duì)此次強(qiáng)降水過(guò)程的成因進(jìn)行了分析。

2 天氣尺度系統(tǒng)分析

2.1 高空及近地面形勢(shì)場(chǎng)分析

從23日20時(shí)500 hPa高空?qǐng)D（圖1）上可以看到，中高緯度西風(fēng)帶上，河套地區(qū)高空槽和貝加爾湖附近的東北冷渦不斷東移，槽前850 hPa西南急流明顯加強(qiáng)，沿海至遼寧東部有急流，最大風(fēng)速18 m/s，925 hpa也有急流存在，最大風(fēng)速16 m/s。副熱帶高壓東退到日本以東洋面，臺(tái)灣地區(qū)東南海面上發(fā)展起來(lái)的臺(tái)風(fēng)沿副熱帶高壓西邊界向東北方向移動(dòng)，臺(tái)風(fēng)渦旋北側(cè)的東南風(fēng)氣流和西南急流同時(shí)向遼寧省輸送水汽，水汽異常充沛。

圖1 23日20時(shí)500 hPa高度場(chǎng)及850 hPa風(fēng)場(chǎng)

2.2 地面形勢(shì)場(chǎng)分析

從地面圖（圖2）上可以看出，從23日夜間開(kāi)始，華北地區(qū)的低壓帶逐漸東移加強(qiáng)為華北氣旋，氣旋不斷東移北上，低壓中心在24日早間移動(dòng)到盤錦市附近，盤錦市處于低壓中心頂部，低壓倒槽附近的東南風(fēng)從海上帶來(lái)充沛的水汽輸送，配合氣旋強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的動(dòng)力條件，為長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)降水提供了有利的條件。

圖2 23日20時(shí)海平面氣壓場(chǎng)

3 物理量條件分析

3.1 水汽條件

從850 hpa比濕場(chǎng)來(lái)看（圖3），24日8時(shí)盤錦地區(qū)比濕大于12 g/kg，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了良好的水汽條件，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)本地暴雨預(yù)報(bào)指標(biāo)。水汽通量散度位于大值區(qū)，標(biāo)志著降水前期遼寧地區(qū)上游水汽通道的完全建立，中部處于水汽通量散度的強(qiáng)輻合區(qū)。

圖3 24日08時(shí)850 hpa比濕場(chǎng)

圖4 24日08時(shí)850 hpa假相當(dāng)位溫和風(fēng)場(chǎng)

3.2 不穩(wěn)定度分析

假相當(dāng)位溫θse是表征大氣中能量分布的物理量[5]，24日8時(shí)遼寧東南部地區(qū)CAPE值較大，達(dá)到500 J/kg左右，并且最優(yōu)抬升指數(shù)BLI達(dá)到-3℃，同時(shí)副高外圍的急流具有高溫高濕的特征，表明此次暴雨過(guò)程具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量，降水存在一定的對(duì)流性質(zhì)。從850 hPa假相當(dāng)位溫場(chǎng)（圖4）分布可見(jiàn)存在一支明顯的高能舌，遼寧地區(qū)已經(jīng)超過(guò)340 k，表征著整個(gè)副熱帶夏季風(fēng)的強(qiáng)烈北推，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在高能舌頂部能量鋒區(qū)附近。此外，地形對(duì)此次暴雨天氣也有一定的增幅作用。

4 雷達(dá)回波圖分析

24日早間時(shí)段降水回波對(duì)盤錦市范圍產(chǎn)生了較強(qiáng)的降水，7—9時(shí)盤錦市平均降水量分別為20.4 mm和16.1 mm。從雷達(dá)回波圖（圖5、圖6）可以看出，降水回波呈東北西南走向，向西南方向移動(dòng)，并不斷有新回波在其上游生成，體現(xiàn)出一定的“列車效應(yīng)”。中心強(qiáng)度超過(guò)了55 dBZ，降水效率非常高。同時(shí)，從強(qiáng)回波的形狀分布上來(lái)看，強(qiáng)降水的范圍很廣，產(chǎn)生了大范圍的短時(shí)強(qiáng)降水。9時(shí)對(duì)流發(fā)展比較旺盛的回波移動(dòng)到盤錦市東南部地區(qū)，整體強(qiáng)度有所下降，強(qiáng)降水回波掃過(guò)盤錦市西北部地區(qū)在2 h內(nèi)較多站點(diǎn)達(dá)到暴雨標(biāo)準(zhǔn)。隨后強(qiáng)降水回波繼續(xù)向東南方向移動(dòng)，后部依然不斷有降水回波東移，較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間也是盤錦市產(chǎn)生大范圍暴雨到大暴雨的重要原因。

圖5 24日07時(shí)雷達(dá)回波圖

圖6 24日09時(shí)雷達(dá)回波圖

5 云圖分析

從衛(wèi)星云圖的資料（圖7、圖8）可以明顯看出，降水云系位于高空槽前，強(qiáng)降水發(fā)生的時(shí)間段，盤錦市處于地面氣旋的暖區(qū)云系控制，高空槽后的冷空氣不斷東移，河北及內(nèi)蒙古地區(qū)的干冷空氣向東侵入，使得盤錦市上空冷暖空氣交匯產(chǎn)生了較為強(qiáng)烈的對(duì)流降水云團(tuán)。但整體系統(tǒng)移動(dòng)較慢，系統(tǒng)后部的干冷空氣還位于河北省中部，云系完全東移需要較長(zhǎng)時(shí)間，冷空氣不斷東移南下同暖空氣交匯激發(fā)對(duì)流云團(tuán)，使得較強(qiáng)的降水持續(xù)了較長(zhǎng)時(shí)間，使整個(gè)過(guò)程降水量偏大。

圖7 24日10時(shí)紅外云圖

圖8 24日14時(shí)紅外云圖

6 結(jié)論與討論

分析2020年8月24日在盤錦地區(qū)出現(xiàn)的暴雨到大暴雨天氣過(guò)程的多尺度天氣特征。得到以下結(jié)論：一是此次暴雨為典型的高空槽與華北氣旋冷暖空氣交匯的暴雨。西南急流和臺(tái)風(fēng)北側(cè)的東南氣流為盤錦地區(qū)輸送了大量暖濕氣流，為本次降水提供充足水汽條件。二是500 hPa高空槽與副高西北部之前強(qiáng)位勢(shì)梯度使得低空急流穩(wěn)定維持，槽前正渦度平流的輻散作用使得低層減壓,低空急流中的切變渦度擾動(dòng)是低空低渦形成的重要機(jī)制。強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在低渦的前側(cè)，地面倒槽頂部的地區(qū)。良好的動(dòng)力抬升、水汽輸送、不穩(wěn)定能量及東部的地形抬升等多種有利條件的共同作用是產(chǎn)生此次暴雨天氣的主要原因。三是衛(wèi)星紅外云圖顯示在低空急流軸附近不斷有MCS生成，并沿著槽前西南氣流向東北方向移動(dòng)，起到“列車效應(yīng)”作用。低空和超低空急流在遼寧中部建立并加強(qiáng)，使得盤錦出現(xiàn)暴雨到大暴雨。