彭 鵬

內(nèi)蒙古滿洲里市氣象局，內(nèi)蒙古滿洲里 021600

滿洲里市位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾大草原的西北部，介于117°12′E～117°53′E及49°19′N～49°41′N之間，其東部毗鄰新巴爾虎左旗，西部與南部均臨近新巴爾虎右旗，北部與俄羅斯聯(lián)邦為鄰。全市總面積為732.44 km2，境內(nèi)主要包括丘陵、洼地、山脈等多種地形，并整體具有西北高、東南低的變化特征。滿洲里市隸屬于中溫帶大陸性草原氣候區(qū)，呈現(xiàn)出春季干燥且風(fēng)大，夏季溫涼且短促，秋季氣溫下降明顯，冬季寒冷漫長(zhǎng)等特點(diǎn)。受到當(dāng)?shù)貧夂?、地形等多種因素的影響，滿洲里市暴雨、短時(shí)強(qiáng)降雨等天氣現(xiàn)象頻發(fā)，極易引發(fā)泥石流、山體滑坡、洪澇等多種次生災(zāi)害[1-3]。每年6—8月為滿洲里市降水多發(fā)時(shí)期，持續(xù)性強(qiáng)降雨天氣現(xiàn)象頻發(fā)，其中以6月最集中[4]。以2019年6月26日發(fā)生在滿洲里的一次強(qiáng)降雨天氣過程為例，重點(diǎn)探討了本次強(qiáng)降雨過程的形成機(jī)理，以期能夠?yàn)榻窈笤摰貐^(qū)此類強(qiáng)降雨天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警、做好氣象服務(wù)工作等提供借鑒。

1 強(qiáng)降雨天氣實(shí)況

受高空冷渦、地面冷鋒等因素的影響，2019年6月26日07:00～27日07:00內(nèi)蒙古呼倫貝爾市出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣現(xiàn)象，本次降水主要為中雨至大雨，部分地區(qū)為暴雨甚至大暴雨，而且還伴隨有大風(fēng)、冰雹等氣象災(zāi)害。據(jù)自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，呼倫貝爾市有4個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)大暴雨（100.0～249.9 mm），13個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)暴雨（50.0～99.9 mm），60個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)大雨（25～49.9 mm），35個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)中雨（10.0～24.9 mm），80個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)小雨（0.1～9.9 mm）。其中，以莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗騰克的降水量最大，為184.6 mm，阿榮旗興安鎮(zhèn)26日17:00～18日的雨強(qiáng)最大，為35.4 mm/h。

2 環(huán)流形勢(shì)分析

2019年6月26日08:00，500 hPa高度位置處有一深厚冷渦出現(xiàn)在貝湖周圍，而且副熱帶高壓呈現(xiàn)出北抬趨勢(shì)，對(duì)冷渦向東南方向移動(dòng)起到一定的阻塞作用。副熱帶高壓與冷渦之間強(qiáng)烈的西南氣流為該區(qū)域暴雨天氣過程提供了有利的環(huán)流形勢(shì)。此時(shí)，高度脊影響與控制呼倫貝爾市500 hPa大部分位置區(qū)域。6月26日20:00短波槽由冷渦前部分裂而出，并對(duì)呼倫貝爾滿洲里市產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降雨天氣，同時(shí)該過程也與短波槽降水特點(diǎn)保持一致（圖1）。

圖1 2019年6月26日20:00 500 hPa高空形勢(shì)圖（a）及海平面氣壓場(chǎng)地面圖（b）

700 hPa與850 hPa不 僅 出 現(xiàn) 冷渦，還出現(xiàn)有明顯的輻合切變。6月25日08:00～20:00滿洲里市由之前的低壓中心控制轉(zhuǎn)為冷鋒控制。到6月26日08:00冷鋒強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，并在滿洲里市出現(xiàn)錮囚，這時(shí)系統(tǒng)強(qiáng)度較強(qiáng)，為本次強(qiáng)降雨過程創(chuàng)造了有利的環(huán)流背景。

地面位置處出現(xiàn)氣旋中心，還出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。隨著地面氣旋逐漸南移，東南氣流開始影響與控制呼倫貝爾滿洲里市，由此帶來的充沛的暖濕水汽為強(qiáng)降雨過程創(chuàng)造了有利條件。另外，東南氣流在途經(jīng)大興安嶺位置處開始爬坡，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致滿洲里市降水強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣[5-7]。

3 物理量場(chǎng)分析

3.1 水汽條件

通常情況下，大氣當(dāng)中的水汽含量與強(qiáng)降雨的發(fā)生發(fā)展有密切聯(lián)系。通過比濕可以直接反映出強(qiáng)降雨發(fā)生區(qū)域大氣當(dāng)中的水汽含量；通過相對(duì)濕度可以反映出強(qiáng)降雨發(fā)生時(shí)大氣當(dāng)中水汽的飽和程度，通過水汽通量可以直觀反映出強(qiáng)降雨發(fā)生區(qū)域的水汽輸送情況。將從這三個(gè)方面分析2019年6月26日滿洲里市強(qiáng)降雨發(fā)生過程中的水汽條件[8]。

3.1.1 相對(duì)濕度滿洲里市夏季850hPa相對(duì)濕度場(chǎng)上的相對(duì)濕度在70%以上就應(yīng)當(dāng)考慮是否會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣。本次強(qiáng)降雨過程發(fā)生時(shí)的相對(duì)濕度超過80%，降雨集中時(shí)間段的相對(duì)濕度大于95%。

3.1.2 比濕 當(dāng)滿洲里市夏季850 hPa比濕場(chǎng)的比濕位于8 g/kg時(shí)就極易產(chǎn)生降水天氣。觀察6月26日08:00～6月27日20:00的比濕場(chǎng)可見，6月26日08:00 850 hPa位置處比濕達(dá)10 g/kg，到當(dāng)日20:00比濕值依然維持10 g/kg，尤其是強(qiáng)降雨過程發(fā)生時(shí)間段，部分時(shí)段比濕為12 g/kg，甚至在12 g/kg以上。

3.1.3 水汽通量水汽通量為滿洲里市強(qiáng)降雨發(fā)生過程中的水汽輸送創(chuàng)造了有利條件。2019年6月26日08:00 850 hPa位置處的水汽通量為12 g/（s·hPa·m），20:00該位置的水汽通量增加為16 g/（s·hPa·m），源源不斷的水汽輸送為滿洲里地區(qū)強(qiáng)降雨過程的持續(xù)與發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)也為27日更大范圍的強(qiáng)降雨過程奠定良好的水汽基礎(chǔ)。

3.2 動(dòng)力條件

3.2.1 高低空急流 此次強(qiáng)降雨過程發(fā)生時(shí)并未出現(xiàn)高空急流，高空位置處僅僅出現(xiàn)有一個(gè)較為明顯的渦旋式切變，為大氣當(dāng)中強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力支撐。2019年6月26日08:00與20:00 850 hPa位置處出現(xiàn)有明顯的南風(fēng)急流，其中心位置處的風(fēng)速最高為20 m/s，滿洲里市地處低空急流出口區(qū)的左側(cè)，屬于輻合區(qū)（圖2a）。偏東風(fēng)及急流出現(xiàn)在出口位置，既有利于形成風(fēng)場(chǎng)切變，又為該位置處上升運(yùn)動(dòng)的相互疊加創(chuàng)造了有利條件（圖2b），導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)強(qiáng)降雨天氣[9]。

圖2 2019年6月26日08:00（a）與20:00（b）850 hPa風(fēng)場(chǎng)

3.2.2 散度與渦度水平輸送來的水汽在上升運(yùn)動(dòng)的作用下持續(xù)向上輸送。同時(shí)，空氣在絕熱冷卻作用下逐漸接近飽和，最終凝結(jié)成為水滴而落下。通常情況下，使用垂直速度與渦度能夠直觀反映上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。主要從這2個(gè)方面分析此次強(qiáng)降雨天氣發(fā)生時(shí)的上升運(yùn)動(dòng)條件。

2019年6月26日08;00，滿洲 里市850 hPa位置出現(xiàn)垂直速度中心，其強(qiáng)度為-5.5 m/s，到該日20:00垂直速度有所加快，為-9.5 m/s。由此可見，上升運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出增強(qiáng)的趨勢(shì)。6月26日08:00 850 hPa位置處位于負(fù)渦度區(qū)，其中心位置處的數(shù)值為40 m/s，到20:00此位置變?yōu)檎郎u度區(qū)，其中心位置的數(shù)值為80 m/s。由此可見，渦度呈現(xiàn)出明顯的增強(qiáng)趨勢(shì)，表明滿洲里市強(qiáng)降雨發(fā)生過程中維持強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，為本次強(qiáng)降雨過程的發(fā)生與發(fā)展創(chuàng)造了有利的動(dòng)力條件。

3.3 層結(jié)條件

在此次強(qiáng)降雨過程發(fā)生時(shí)，滿洲里市貯存了大量的不穩(wěn)定能量，主要表現(xiàn)為T-lnP圖上露點(diǎn)曲線與溫度層結(jié)曲線表現(xiàn)出向上開口的喇叭狀，而且存在著良好的不穩(wěn)定層結(jié)條件，為能量貯存創(chuàng)造了有利條件，最終引發(fā)了強(qiáng)降雨天氣[10]。

4 衛(wèi)星云圖與雷達(dá)圖分析

根據(jù)紅外云圖發(fā)現(xiàn)，2019年6月26日15:00出現(xiàn)一個(gè)較為明顯的帶狀云系，且自西向東對(duì)滿洲里市產(chǎn)生影響，滿洲里市位于云系的尾部。伴隨著地面氣旋的移動(dòng)及強(qiáng)降雨的減弱，云系的強(qiáng)度也呈現(xiàn)出減弱的趨勢(shì)。

由雷達(dá)圖可見，雷達(dá)降水回波與云系的移動(dòng)趨勢(shì)基本保持一致。雷達(dá)回波也呈現(xiàn)出帶狀分布，而且逐漸從西南方向移動(dòng)至東北方向，最終影響滿洲里市。在此過程中，回波強(qiáng)度最大達(dá)到50 dBz，而且速度場(chǎng)較為均勻。另外，零速度線呈現(xiàn)出S型彎曲分布狀態(tài)，也出現(xiàn)暖濕氣流，并與天氣圖當(dāng)中風(fēng)場(chǎng)的分布相吻合。

5 結(jié)論

通過分析2019年6月26日滿洲里市的一次強(qiáng)降雨天氣過程，結(jié)論如下：

（1）500 hPa位置處貝加爾湖冷渦逐漸向東部移動(dòng)，西太平洋副熱帶高壓呈北抬趨勢(shì)，能夠?qū)錅u的東移起到一定的阻塞作用，同時(shí)兩者之間較為強(qiáng)烈的西南氣流為該地區(qū)源源不斷的水汽輸送創(chuàng)造了有利條件。

（2）地面冷鋒過境，形成錮囚，加上高空形式的相互配合，為本次強(qiáng)降雨天氣現(xiàn)象創(chuàng)造了有利的環(huán)流背景條件；

（3）強(qiáng)烈的低空急流攜帶渤海附近的水汽到滿洲里市，既補(bǔ)充了當(dāng)?shù)氐乃?，又為?qiáng)降雨的持續(xù)維持創(chuàng)造了有利條件；相對(duì)濕度與比濕的含量表明強(qiáng)降雨發(fā)生過程中的水汽較為充沛；急流與輻合，再加上較大的垂直上升速度，為本次強(qiáng)降雨天氣過程創(chuàng)造了有利的動(dòng)力條件；不穩(wěn)定層結(jié)為不穩(wěn)定能量的釋放創(chuàng)造了有利條件，進(jìn)而引發(fā)了強(qiáng)降雨天氣。

（4）在本次強(qiáng)降雨發(fā)生的過程中，出現(xiàn)一帶狀云系與雷達(dá)回波自西向東影響滿洲里市，且在此過程中其強(qiáng)度有所增強(qiáng)。