赤峰市一次典型的后向傳播強對流暴雨過程分析

徐麗嬌

（赤峰市氣象局，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

赤峰地處內(nèi)蒙古東南部，地形較為復(fù)雜，強對流天氣發(fā)生頻率較高，造成的災(zāi)害較嚴(yán)重。2016年8月6日，赤峰地區(qū)出現(xiàn)局地短時暴雨過程，這是一次典型的強對流暴雨過程，暴雨落區(qū)較分散，但降水強度大、持續(xù)時間長、強降水落區(qū)呈現(xiàn)后向傳播的特征?；夭ㄒ苿勇窂教厥猓鹗加谳椇蠋?，回波單體的平流和傳播路徑基本呈現(xiàn)反向特點，因而單體在后向傳播過程中存在穩(wěn)定少動的情況，強回波在赤峰地區(qū)的維持也是這次強降雨天氣的原因。本文利用常規(guī)探測資料、自動站加密資料、衛(wèi)星云圖以及多普勒天氣雷達(dá)資料揭示此次強降水發(fā)生發(fā)展的背景場和中尺度特征，旨在為此類強對流暴雨的預(yù)報提供參考。

1 降水特點概述

2016年8月6日14：00開始，在赤峰市西北部首先出現(xiàn)短時強降水，強降水逐漸沿東略偏南方向緩慢移動，分布呈帶狀，從克什克騰旗到松山區(qū)、紅山區(qū)、元寶山區(qū)，再到敖漢旗有多個暴雨中心。主要降水時段集中在6日14：00至7日7：00，最大降水量出現(xiàn)在赤峰站，最大小時雨強出現(xiàn)在紅山區(qū)哈達(dá)和碩站，為57.1 mm。此次強降水引發(fā)了克什克騰旗芝瑞鎮(zhèn)山洪以及市區(qū)嚴(yán)重的城市內(nèi)澇。降水主要分布在2個階段：第一個階段是6日15：00—21：00，其主要特點是短時雨強大、強度變化顯著；以哈達(dá)和碩站為例， 該站 17：00—18：00 雨強為 57.1 mm/h，到18：00—19：00， 該站小時雨強仍然達(dá) 34.4 mm/h，具有明顯的中尺度對流系統(tǒng)活動特征；第二個階段發(fā)生在當(dāng)日21：00以后，降水逐漸平緩，雨強顯著減小，表現(xiàn)為穩(wěn)定降水特征。本文重點討論第一階段的中尺度對流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征及其產(chǎn)生和傳播的機制。

2 強對流暴雨產(chǎn)生的環(huán)境背景分析

2.1 天氣形勢

2016年8月6日8：00，赤峰市上空200 hPa為輻散區(qū)域，500 hPa副熱帶高壓較強，588 dagpm線已經(jīng)壓到赤峰市南部偏南地區(qū)，赤峰市中部地區(qū)處于副熱帶高壓西北側(cè)，高溫且高濕，500 hPa低槽位于黑龍江以北到內(nèi)蒙古錫林郭勒盟一帶，且溫度槽落后于高度槽，隨著槽線東移南下加深，槽后偏北氣流與副熱帶高壓邊緣的西南氣流在內(nèi)蒙古中部偏南地區(qū)到吉林西部交匯，因而在大尺度上具備了不穩(wěn)定條件和上升運動條件。700 hPa副熱帶高壓更加偏東，冷暖空氣形成的切變位于通遼市到北京南部，850 hPa切變線較700 hPa略偏西、偏北，整個系統(tǒng)自上而下略有前傾，使降水區(qū)范圍較窄，天氣較劇烈；另外，850 hPa有一條強風(fēng)速帶穿越東北地區(qū)，赤峰市位于西南急流左側(cè)。赤峰市處在850 hPa高濕區(qū)內(nèi)，地面天氣圖上，與高空形勢相對應(yīng)，赤峰市處于倒槽內(nèi)。

20：00，隨著500 hPa高空槽進(jìn)一步南下加深，迫使副熱帶高壓退居海上，但其外圍風(fēng)速不斷加大，西南暖濕氣流與高空槽攜帶的冷空氣在赤峰市南部上空不斷交匯，700 hPa和850 hPa對應(yīng)的切變依然存在，且略有南壓，仍然劃過赤峰市南部地區(qū)，整層濕度轉(zhuǎn)好，地面冷高壓已逐漸南下，赤峰市北部降水已趨于結(jié)束，受均壓場影響，此時降水已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定性降水。

2.2 水汽條件

2016年8月6日8：00，赤峰市位于850 hPa高濕區(qū)范圍內(nèi)，850 hPa的比濕已經(jīng)達(dá)到了12～14 g/kg，同時副熱帶高壓外圍的西南風(fēng)不斷將海上水汽輸送到赤峰市上空，為此次強對流暴雨提供了很好的水汽條件。

2.3 穩(wěn)定度條件

從2016年8月6日8：00赤峰站的探空曲線可以看到，抬升凝結(jié)高度（891 hPa）、對流凝結(jié)高度（758 hPa）和自由對流高度（505.8 hPa）均較低，8 月3日起，赤峰連續(xù)4 d最高氣溫都在32℃以上，不穩(wěn)定能量得到有效積累。雖然對流有效位能（206.6 J/kg）和K指數(shù)（28℃）不是很高，但沙氏指數(shù)為-1.13℃，抬升指數(shù)為-0.68℃，并且位溫隨高度變化，表明赤峰當(dāng)日大氣處于極不穩(wěn)定狀態(tài)。850 hPa高度以下風(fēng)向隨高度呈順時針旋轉(zhuǎn)，表明低層為暖平流，850 hPa高度以上風(fēng)向隨高度呈逆時針旋轉(zhuǎn)，有弱冷平流。溫度與露點曲線自下而上呈喇叭口形[1]，顯示赤峰當(dāng)天上干下濕的特征，這種分布形式也是有利于雷雨、大風(fēng)的出現(xiàn)。干侵入層次較低，并且0℃層和-20℃層高度較高，這些預(yù)示著冰雹災(zāi)害出現(xiàn)的可能性較小，因而考慮這次強對流天氣主要以短時強降水為主。

20：00，溫度與露點曲線自下而上靠得非常近，說明整層濕度都很好，抬升凝結(jié)高度（919.3 hPa）、對流凝結(jié)高度（840 hPa）和自由對流高度（683.3 hPa）進(jìn)一步降低，對流有效位能為103.9 J/kg，K指數(shù)為35℃，沙氏指數(shù)為0.16℃，抬升指數(shù)為0.24℃，并且500 hPa以下轉(zhuǎn)為冷平流控制，說明冷空氣已入侵，此時，赤峰降水已逐漸轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水。

2.4 抬升觸發(fā)條件

從地面自動氣象站加密觀測的風(fēng)場分布可以看出，2016年8月6日14：00開始，在赤峰市西北部附近存在一條中尺度輻合線，逐漸東移南壓，到17：00，中尺度輻合線已經(jīng)移到赤峰市中部地區(qū)；同時，在赤峰市區(qū)附近形成了中尺度輻合中心，一直到19：00，該輻合中心都在赤峰市區(qū)附近盤旋。因此，17：00—18：00 和 18：00—19：00 在市區(qū)附近分別降下了57.1 mm和51.2 mm的降水，到20：00，該輻合中心逐漸移到赤峰市東南部敖漢旗地區(qū)，在20：00—21：00降下了44.7 mm的降水，21：00以后，隨著輻合中心的移出，地面中尺度輻合線南壓加快，赤峰市降水逐漸轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水并逐漸結(jié)束。由此可見，地面存在中尺度輻合中心或輻合線的生成和發(fā)展，地面輻合線的存在是這次暴雨產(chǎn)生的啟動機制。強降水就發(fā)生在此中尺度低壓附近，隨其移動而移動。中尺度輻合中心的移動方向?qū)τ炅恐行牡囊葡蛴绊懞艽骩2-3]，最大雨量中心通常位于輻合中心后方。

3 衛(wèi)星云圖分析

此次強降水過程主要是帶狀云系中不斷有新對流單體形成并移到赤峰市上空，從而形成“列車效應(yīng)”，在赤峰市中部地區(qū)產(chǎn)生暴雨天氣。從2016年8月6日16：00—21：00衛(wèi)星云圖的演變中可以看出，位于赤峰地區(qū)上空的云體內(nèi)部存在由多個中-β尺度對流云團組成的中尺度對流復(fù)合系統(tǒng)，并且在17：00—19：00整個云帶明顯加強，中-β尺度對流云團不斷在赤峰市西側(cè)形成，在東移過程中發(fā)展加強，整個云帶走向是自西向東，這樣就使新生成的單體不斷經(jīng)過赤峰市上空，形成“列車效應(yīng)”。

4 雷達(dá)資料分析

2016年8月6日17：00左右，在赤峰市中北部地區(qū)有大片對流性降水回波存在，回波強度已達(dá)50～55 dBZ，并且回波分為南北兩片，北部回波移速較快；17：22，南北回波更接近，回波方向與移動方向夾角較小，這也使主體回波不斷經(jīng)過赤峰市區(qū)上空，形成“列車效應(yīng)”，從而形成小時雨量超過50 mm的短時強降水。18：00左右，位于赤峰市區(qū)上空的南北兩片回波逐漸合并，到18：11，整個回波位置變化不大，但強度略有加強，回波整體移動速度還是較慢，使降水回波長時間在赤峰市上空停滯，這也是造成此次暴雨的重要原因[4-6]。

5 結(jié)論

（1）這是一次典型的后向傳播強對流暴雨過程。此次強對流天氣是在副熱帶高壓外圍高溫高濕的環(huán)境背景下西來槽以及低空切變線共同作用下觸發(fā)的。

（2）地面輻合線的存在是這次暴雨產(chǎn)生的啟動機制。

（3）從衛(wèi)星云圖上可以看見清晰狹窄的帶狀云系，不斷有新的對流單體在后側(cè)生成并且移到赤峰市上空，形成“列車效應(yīng)”。這也是這次暴雨產(chǎn)生的重要原因。

（4）此次強對流暴雨最大回波強度可達(dá) 50～55 dBZ，回波與移動方向夾角較小，使降水回波在赤峰市上空長時間停滯也是這次暴雨產(chǎn)生的重要原因。