一次由蒙古氣旋誘發的沈陽地區局地暴雨過程分析

戴蕾 王雪萌 彭峰 張巍 金宇

摘 要：利用MICAPS常規觀測資料、加密自動站資料和云圖資料，分別在天氣尺度系統、熱力條件、水汽條件、抬升觸發條件、中尺度等方面，針對2014年9月7日沈陽地區1次局地暴雨過程進行了分析。結果表明：（1）本次降水過程主要由蒙古氣旋所誘發，系統移動速度快，因而本次降水有降水時間短的特點。（2）熱力條件上康平形成θse鋒區的時間比遼中早，驗證了康平主要降水時段較遼中早。遼中假相當位溫梯度比康平大，因而高低空假相當位溫差遼中的值更大，從側面反應出遼中存在的能量較康平大。水汽條件上無論是輻合還是輻散的中心值康平低于遼中，這也反應了遼中的水汽比康平有更好的抽吸作用。抬升觸發條件上700hPa上遼中上升速度中心的數值為18m/s，康平上升速度中心的數值為10m/s，說明遼中垂直上升運動更強；（3）地面上南北2條輻合線，決定了沈陽地區南部和北部主降水時段的不同，北部降水時間早，而南部降水時間晚。

關鍵字：區域性暴雨；副高后部切變；低空急流

中圖分類號 P458.121.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）10-0139-06

自有記錄以來，東北地區發生過多次不同等級的洪澇災害，不僅會導致山洪爆發，水庫垮壩，江河橫溢，房屋被沖塌，農田被淹沒，交通和電訊中斷，還會給國民經濟和人民的生命財產帶來嚴重危害。暴雨尤其是大范圍持續性暴雨和集中的特大暴雨，不僅影響工農業生產，而且可能危害人民的生命，造成嚴重的經濟損失。

針對東北的暴雨天氣，國內多位學者及研究機構也曾多次進行研究，取得了比較的好的成果。陶詩言早在1980年出版的《中國之暴雨》一書中就指出：當有冷渦系統出現，東北常會出現暴雨或雷陣雨[1]。北京大學1981年出版了《北方天氣文集》，對東北、華北等地區的暴雨及強對流天氣進行廣泛研究[2-8]。鄭秀雅等[9]利用1956—1987年東北地區降水資料的統計結果，對東北暴雨出現的時間進行歸納統計，發現暴雨主要出現在6—9月，尤其以7月、8月最為集中。而孫力等[10]利用1961—2000的資料，把東北地區夏季降水在空間上劃分為7個旱澇型，并指出這7個不同的類型是由于不同地區的地理位置、地形地貌和下墊面分布以及主要影響天氣系統的差異所決定。

針對2014年汛期天氣特點，對2014年9月7日到8日沈陽南部的一次局地暴雨天氣過程進行總結，分析大尺度環流背景，將康平和遼中兩站各方面要素進行對比，研究降水量差異原因，對以后汛期天氣過程預報以及強對流天氣過程預報提供有利條件。

1 降水實況

受副熱帶高壓后部切變影響，2014年9月7日20時至8日03時，沈陽地區出現了區域性中到大雨、局部暴雨天氣。沈陽各區縣降水量為：遼中20.9mm，法庫14.8mm，渾南8.7mm，蘇家屯5.5mm，新民2.7mm，康平0.3mm，沈北0.2mm；鄉鎮降水量最大的3個自動站降水量為：茨榆坨（遼中）88.7mm，遼中鎮（遼中）78.8mm，肖寨門（遼中）52.5mm。

此次過程的暴雨落區在我市西南部地區，7日20時康平、法庫開始降雨，之后雨帶逐漸東移，到7日22時左右移出沈陽地區，康平降水趨于結束。7日23時之后，沈陽城區、新民、遼中降水開始，法庫降水再次增強，此后雨帶東南移，至8日03時，沈陽地區降水趨于結束。本次降水具有2個特點：一是降水梯度大，遼中地區為大到暴雨，其他地區基本為小到中雨；二是降水時間短，雨帶移動速度快，降水持續時間不超過8h。

2 天氣尺度系統

2.1 環流背景場

2.1.1 500hPa形勢場 分析500hPa形勢場（圖2a），2014年9月6日20時亞歐中高緯環流為三槽兩脊型，貝加爾湖東部和日本北海道西部受低渦控制，東北地區為高壓脊。中緯度呈緯向環流，河套地區有一短波槽活動。7日08時，副熱帶高壓穩定少動，貝湖低槽向南加深，河套槽快速移動至華北地區。7日20時（圖2b），貝湖低槽東移至內蒙古東部地區，河套槽北移至遼寧中部地區，槽線由東北—西南向轉為西北—東南向，槽前西南氣流加強并逐漸擴展，為遼寧地區提供豐富的能量和水汽。同時低渦后部不斷有弱冷空氣向東北地區滲透，冷暖空氣交匯在沈陽地區引發強降水。

2.1.2 850hPa形勢場 6日20時（圖3a），低渦中心位于貝湖東南側，槽線呈東北-西南向伸展到蒙古地區。河套地區有一切變線，110E以東從江淮地區直到遼寧地區均為偏南氣流，使暖濕空氣源源不斷向北輸送。7日08時，貝湖低渦加強東移至中蒙邊境，其底部槽線由東北-西南向轉為南北向，從北緯40°到北緯50°橫跨10個緯距。7日20時（圖3b），貝湖低渦東南移至內蒙古東部，槽線位于遼寧東部，暖區南風分量迅速增強，強烈的抬升和水汽輻合為強降水的發生提供了有利條件。

2.1.3 地面 地面氣壓場上，7日08時（圖4a）我國華南到朝鮮半島一線為強大的高壓控制，貝湖東部的氣旋在內蒙古東部地區分裂出1個小低壓系統，低壓冷鋒由內蒙東部至河套地區橫跨十幾個緯度。7日14時，氣旋及冷鋒均緩慢東移北收。7日20時（圖4b），貝湖氣旋分裂為南北2個低壓中心，其中南部低壓中心位于遼寧北部地區，冷鋒快速東南壓至遼寧東部，暖空氣層結不穩定，由于鋒面猛烈抬升，鋒前形成雷陣雨天氣。

2.2 探空資料 7日20時（圖5），沈陽K指數為29℃，沙氏指數為2.83℃，對流有效位能4.8J/Kg，探空反映出的不穩定能量不大。低層偏南風的風速較大，風向隨高度呈順時針旋轉，暖平流很強，有利于對流不穩定的出現；500hPa之上以偏西氣流為主，冷平流偏弱。另外從地面一直到500hPa附近都是顯著的濕層，溫度露點差在10℃以內，水汽條件非常好，500hPa以上為干層，上干下濕的結構有利于對流性天氣的發展。

3 熱力條件

對流層中θse的高值區代表的是高溫高濕區。從遼中和康平2站的假相當位溫時空剖面圖來看，在7日20時前后，遼中和康平存在θse鋒區，圖中反應出康平形成θse鋒區的時間比遼中早，這驗證了康平主要降水時段較遼中早。遼中假相當位溫梯度比康平大，因而高低空假相當位溫差遼中的值更大，從側面反應出遼中存在的能量較康平大。

4 水汽條件

暴雨發生，不但要有充沛的水汽，還要有源源不斷的水汽輸送并在強對流區域輻合。由圖中沈陽、法庫的水汽通量散度時空剖面圖可以看出：此次過程中，不論是康平還是遼中低層的水汽均比較淺薄，低層925hPa以下為輻合區，925hPa以上均為輻散區，這反映了此次降水過程的水汽條件不是很好。兩者區別在于無論是輻合還是輻散的中心前者低于后者，且強度低于后者，這反應了遼中的水汽比康平有更好的抽吸作用。

5 抬升觸發條件

強烈的上升運動是誘發暴雨生成的必要條件。從圖8可以看到，在7日20時，康平和遼中500hPa以下基本都為上升運動，在700hPa附近康平和遼中均有明顯的一個上升中心，遼中上升速度中心的數值為18m/s，康平上升速度中心的數值為10m/s，說明遼中垂直上升運動更強。

6 中尺度

7日20時，遼寧省內無高空急流，也無低空急流，說明此時高空輻散和低空符合不強。500hPa低槽偏西，移動緩慢，冷空氣勢力弱。850hPa切變呈西北-東南向位于遼寧東部，整個遼寧省中層均為干區，500hPa相對濕度都在50%以下，而康平、法庫、新民及沈陽城區北部低層為濕區，850hPa相對濕度都在70%以上，而地面上出現了2條輻合線，分別位于遼寧省東部及遼寧省中北部，這也較好的對應了未來的降水落區，即20時以后降水主要發生在沈陽北部地區。后切變線及輻合線東移，至22時北側輻合線移出沈陽地區，南側輻合線開始控制沈陽南部地區，帶來短時強降水。8日02時，850hPa切變線東移至沈陽中部，南北2條輻合線連成1條橫跨10個緯距的南北向輻合線開始影響沈陽城區，雨帶也東移到沈陽城區一帶。8日03時，地面輻合線移出沈陽地區，降水過程趨于結束。

7 云圖特征

如圖10所示，7日20時，內蒙東部地區氣旋尾部的一片對流云團位于遼寧省中北部地區，沈陽市北部地區開始降水過程。7日23時，西伯利亞冷空氣東移南侵，使北部的對流云團向南擺動，在沈陽市南部形成1個尺度達數百公里的對流云團，給該市南部帶來強降水。8日02時，該對流云團東移減弱，其位置偏東，主要影響沈陽城區。8日03時，對流云團移出沈陽地區，降水趨于結束。

8 分析結果

本文利用MICAPS常規觀測資料、加密自動站資料、云圖資料，通過天氣學分析和動力學診斷等方法，針對2014年9月7日沈陽地區1次局地暴雨過程在天氣尺度系統、熱力條件、水汽條件、抬升觸發條件、中尺度等方面進行分析，結果表明：（1）天氣尺度系統：本次降水過程主要由蒙古氣旋所誘發，系統移動速度快，因而本次降水具有時間短的特點。

（2）熱力條件：7日20時前后遼中和康平存在θse鋒區，圖中反應出康平形成θse鋒區的時間比遼中早，這驗證了康平主要降水時段較遼中早。遼中假相當位溫梯度比康平大，因而高低空假相當位溫差遼中的值更大，從側面反應出遼中存在的能量較康平大。

（3）水汽條件：此次過程中不論是康平還是遼中低層的水汽均比較淺薄。兩者區別在于無論是輻合還是輻散的中心前者低于后者，且強度低于后者，這反應了遼中的水汽比康平有更好的抽吸作用。

（4）抬升觸發條件：7日20時，康平和遼中500hPa以下基本都為上升運動，在700hPa附近康平和遼中均有明顯的1個上升中心，遼中上升速度中心的數值為18m/s，康平上升速度中心的數值為10m/s，說明遼中垂直上升運動更強。

（5）中尺度分析：地面上南北2條輻合線，決定了沈陽地區南部和北部主降水時段的不同，北部降水時間早，而南部降水時間晚。

（6）云圖分析：西伯利亞冷空氣東移南侵，使北部的對流云團向南擺動，致使南部地區形成尺度達數百公里的對流云團，給遼中地區帶來強降水。

參考文獻

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（責編：王慧晴）