梁鳳娟

（巴彥淖爾市氣象局,內(nèi)蒙古 臨河 015000）

近年來不少學(xué)者或科研人員對發(fā)生在我國各地的不同性質(zhì)的暴雨天氣過程進(jìn)行了天氣動力學(xué)診斷和數(shù)值模擬等方面的研究。丁一匯、陶詩言等在深入細(xì)致研究各種尺度天氣系統(tǒng)對暴雨的作用時,指出中尺度系統(tǒng)是直接造成暴雨的天氣系統(tǒng)，低空急流在暴雨中的動力和熱力作用明顯[1-2],孫繼松、陶祖鈺從天氣動力學(xué)角度指出地形強(qiáng)迫造成暖區(qū)內(nèi)中尺度輻合增強(qiáng)，云的演變過程是最終決定降水的發(fā)生時間、性質(zhì)、強(qiáng)度、分布等的決定因素[3-4]，但暴雨的形成原因及其物理機(jī)制十分復(fù)雜，突發(fā)性、局地性大暴雨預(yù)報仍然是有待解決的難題之一。

2012年6月25日夜間和26日夜間連續(xù)2日出現(xiàn)了罕見的對流性暴雨天氣過程，研究其發(fā)生發(fā)展成因和物理機(jī)制，探索預(yù)報著眼點(diǎn)，勢在必行。

1 雨情及災(zāi)情概況

2012年6月25日夜間和26日夜間，巴彥淖爾市出現(xiàn)對流性暴雨。降水中心集中在臨河北部、杭錦后旗北部、烏后旗沿山一帶及烏中旗的西南部，降水量均超過50mm，強(qiáng)對流性降水均發(fā)生在夜間，26日夜間烏拉特后旗巴音鎮(zhèn)小時雨強(qiáng)達(dá)42.4mm。

對流性強(qiáng)降雨導(dǎo)致道路沖毀、交通受阻。沿山溝口山洪爆發(fā)，部分水庫溢洪，城市內(nèi)澇、區(qū)農(nóng)田漬澇。

2 環(huán)流背景分析

2.1 高空環(huán)流形勢特征分析

6月24日20時500hPa貝加爾湖冷渦中心形成并略南壓，到25日20時（圖1a），副熱帶高壓西伸北抬，副高外圍576dagpm向北伸展與東北地區(qū)東部長波脊合并加強(qiáng)，鄂霍茨克海阻塞高壓形成。該高壓對上游天氣尺度系統(tǒng)形成阻擋。有利于干冷暖濕氣流在河套上空交綏。26日20時（圖1b），河套地區(qū)處于低渦前部，副熱帶高壓西北側(cè)偏西、西南氣流控制中。

2.2 700hPa和850hPa環(huán)流特征分析

25日20時，700hPa、850hPa在河套東北和西南部均有切變生成，東南氣流北上到達(dá)河套地區(qū)，使河套地區(qū)動力條件和水汽條件不斷增強(qiáng)。26日20時，上游阿拉善盟、河西走廊一帶東南氣流控制，有利于水汽的維持。

25日和26日強(qiáng)降水過程中，700hPa和850hPa沿副高西邊緣分別有12℃和24℃暖舌自西南向河套地區(qū)伸進(jìn)，熱力不穩(wěn)定條件增強(qiáng)。

3 高低空形勢配置與特征分析

3.1 地面氣旋與高空形勢分析

與貝加爾湖冷渦相對應(yīng)，25～26日地面倒槽形成逐漸北上發(fā)展成氣旋，河套地區(qū)地面暖鋒控制，由于渦前有正的渦度平流，上升氣流有利于地面氣旋發(fā)展，輻合抬升加強(qiáng)，對降水提供了動力條件[5]。25日夜間和26日夜間暴雨區(qū)均發(fā)生在東南氣流的左前方。

3.2 暖濕切變的作用分析

暖濕切變暴雨是典型的強(qiáng)對流暴雨，伴有猛烈的雷暴活動，突發(fā)性很強(qiáng)。往往爆發(fā)前幾小時之可見少量卷云，入夜后積云迅速發(fā)展成積雨云，雷雨傾盆而注[6]。25日夜間和26日夜間暴雨暴發(fā)前幾個小時(25日20時和26日20時)地面圖可見只有少量卷云和積云，入夜后（23時后），積云迅速發(fā)展成滿天的積雨云，電閃雷鳴，強(qiáng)降雨傾盆而注。25日夜間和26日夜間的暴雨是典型的暖濕切變暴雨，伴有猛烈的雷暴活動，突發(fā)性很強(qiáng)。25日和26日夜間暴雨面積在幾十平方公里到幾百平方公里，屬于中小尺度雨區(qū)。26日入夜后爆發(fā)的雨區(qū)中，在巴音鎮(zhèn)形成80.0mm的暴雨中心，等雨量線的梯度很大，而相距不到50km的杭后只有6.8mm降水，相距不到100km的五原縣無降水。此次暖濕切變暴雨見證了歷時短、強(qiáng)度大、局地性強(qiáng)的特點(diǎn)，并具有巨大的破壞力，是預(yù)報服務(wù)上最值得引起警惕的。

圖1 2012年6月25日20時、26日20時)500hPa高度場（單位：dagpm)

圖2 2012年6月26日22時15分(a)、27日0時45分(b)、5時15分(c)、8時15分(d)云圖演變

4 物理量場分析

4.1 當(dāng)?shù)豑-logp圖分析

25日20時TlogP圖顯示，臨河和烏中旗K指數(shù)分別達(dá)到 40℃和 32℃，SI指數(shù)分別為-4.6℃、-2.4℃，對流有效位能分別為 1719.3 J·kg-1、906.2 J·kg-1，大氣層結(jié)不穩(wěn)定，達(dá)到河套地區(qū)強(qiáng)對流發(fā)生條件。

26日20時TlogP圖顯示，臨河和烏中旗K指數(shù)分別達(dá)到 33℃和 32℃，SI指數(shù)分別為-1.6℃、1.3℃，對流有效位能分別為 270.1 J·kg-1、482.0 J·kg-1，可見西部地區(qū)更有利于強(qiáng)對流發(fā)生發(fā)展，與實(shí)況強(qiáng)降水相吻合。

4.2 假相當(dāng)位溫分析

本次暴雨過程中，河套地區(qū)切變線東南側(cè)△(500～700)＜0，△(700～850)＜0，氣層對流性不穩(wěn)定。利用 25日 20時和 26日 20時，500 hPa、700 hPa、850 hPa百帕假相當(dāng)位溫場分析得出河套地區(qū)大部都處在△＜0 的區(qū)間內(nèi)，θse850＞θse700,θse700＞θse 500，假相當(dāng)位溫θse隨高度減小顯著，河套地區(qū)不斷得到暖濕不穩(wěn)定空氣的輸送，使暴雨區(qū)的對流不穩(wěn)定不斷重建。且河套地區(qū)位于T850-T500=36℃的中心區(qū)域內(nèi)，大氣層結(jié)極不穩(wěn)定。高能帶位于杭錦后旗、臨河、五原、烏拉特前旗南部一帶，與暴雨區(qū)十分吻合。

4.3 水汽條件

在強(qiáng)降水過程中，850hPa～700hPa水汽通量散度有一中心為-10×10-7g·cm2·hPa-1·s-1的水汽輻合帶；700hPa和850hPa比濕梯度大，比濕最大值達(dá)到了12g·kg-1，對降水非常有利。

通過物理量場分析，假相當(dāng)位溫和比濕場場上河套地區(qū)均處于梯度大值區(qū)，比濕和Qse平流強(qiáng),高低層濕度、能量差動平流大，局地增濕增能顯著，25日和26日夜間暖濕切變觸發(fā)了副高西側(cè)不穩(wěn)定能量釋放，造成了沿山地區(qū)強(qiáng)對流性降水的發(fā)生。

5 衛(wèi)星云圖分析

25日21時45分，高空槽云系前方有對流單體首先在烏后旗西部生成，由于受副高外圍阻擋及中低層輻合系統(tǒng)垂直疊置影響,上升運(yùn)動強(qiáng)烈，東移緩慢。26日3～5時對流云團(tuán)范圍擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)密實(shí)強(qiáng)盛，引發(fā)了后旗沿山至烏前旗西南部的對流性暴雨。

圖3 25日22時06分組合反射率因子(a)、單體趨勢(b)、27日0時36分組合反射率因子(c)、單體趨勢(d)

26日22時15分，對流云團(tuán)首先在臨河北部生成并迅速擴(kuò)展北移（圖2a）。27日0時45分隨低層切變輻合系統(tǒng)作用下，對流云團(tuán)北移至烏后旗沿山，受山脈阻擋，對流發(fā)展強(qiáng)盛，強(qiáng)降水開始（圖2b）。5時15分，該云團(tuán)與上游東移云團(tuán)合并加強(qiáng)，列車效應(yīng)明顯，沿山一帶強(qiáng)降水持續(xù)（圖2c）。8時之后該團(tuán)減弱北抬進(jìn)入蒙古國南部（圖2d），河套地區(qū)對流性強(qiáng)降水趨于結(jié)束。

6 雷達(dá)資料分析

25日20時，烏后旗西部出現(xiàn)零散回波。回波在陰山山脈地形作用下發(fā)展加強(qiáng)，范圍不斷擴(kuò)大。在1.5°仰角上，22時06分后旗青山對流單體回波強(qiáng)中心達(dá)到62dBZ(圖3a),單體

云頂高度7km，液態(tài)水含量為50kg/m2(圖3b)。在移動過程中右前側(cè)不斷有新生回波生成，22時49分多個零散回波合并，回波梯度較大，多單體中心強(qiáng)度維持在55～58之間。強(qiáng)對流云團(tuán)越過山脈進(jìn)入套區(qū)擴(kuò)展東移，造成沿山及套區(qū)大部對流性強(qiáng)降水。強(qiáng)降水回波持續(xù)近5h，巴彥淖爾市杭錦后旗1h降水量達(dá)到36.8mm，強(qiáng)降水造成烏后旗沿山山洪爆發(fā)。

從26日21時50分開始，在河套地區(qū)沿黃河一帶出現(xiàn)多個單體回波，回波在北抬東移的過程中范圍不斷擴(kuò)大，受陰山山脈阻擋，回波在陰山腳下加強(qiáng)。在1.5°仰角上，27日0時30分回波呈片狀，有多個強(qiáng)中心在沿地面輻合線不斷生成。強(qiáng)中心發(fā)展北移至后旗巴音鎮(zhèn)，強(qiáng)度達(dá)到60dBz（3c）。從單體趨勢看，云頂高度接近8km，液態(tài)水含量32kg/m2（圖3d），巴音鎮(zhèn)雨強(qiáng)達(dá)到42.4mm/h，強(qiáng)降水再次引發(fā)沿山一帶山洪爆發(fā)。

7 結(jié)論

25日夜間和26日夜間對流性降水分布極不均勻，突發(fā)性強(qiáng)，有明顯的日變化，入夜后對流發(fā)展旺盛，而白天較弱或出現(xiàn)間歇。

高低空溫度差的增大和高能舌的存在為降雨的發(fā)生儲備了潛在能量。暖濕切變觸發(fā)了25日和26日夜間的強(qiáng)對流。

對流單體在副高西北側(cè)切變中合并發(fā)展，中尺度對流云團(tuán)在陰山山脈南麓喇叭口地形作用下，暖區(qū)內(nèi)中尺度輻合增強(qiáng)，動力抬升條件更加強(qiáng)勢，對降水有明顯的增幅作用。

衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波產(chǎn)品實(shí)時反映了對流云團(tuán)的列車效應(yīng)和遇山增強(qiáng)作用，對強(qiáng)降水量級和強(qiáng)度的判別有明確的指示意義。