一次由蒙古气旋诱发的沈阳地区局地暴雨过程分析

戴蕾 王雪萌 彭峰 张巍 金宇

摘 要：利用MICAPS常规观测资料、加密自动站资料和云图资料，分别在天气尺度系统、热力条件、水汽条件、抬升触发条件、中尺度等方面，针对2014年9月7日沈陽地区1次局地暴雨过程进行了分析。结果表明：（1）本次降水过程主要由蒙古气旋所诱发，系统移动速度快，因而本次降水有降水时间短的特点。（2）热力条件上康平形成θse锋区的时间比辽中早，验证了康平主要降水时段较辽中早。辽中假相当位温梯度比康平大，因而高低空假相当位温差辽中的值更大，从侧面反应出辽中存在的能量较康平大。水汽条件上无论是辐合还是辐散的中心值康平低于辽中，这也反应了辽中的水汽比康平有更好的抽吸作用。抬升触发条件上700hPa上辽中上升速度中心的数值为18m/s，康平上升速度中心的数值为10m/s，说明辽中垂直上升运动更强；（3）地面上南北2条辐合线，决定了沈阳地区南部和北部主降水时段的不同，北部降水时间早，而南部降水时间晚。

关键字：区域性暴雨；副高后部切变；低空急流

中图分类号 P458.121.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）10-0139-06

自有记录以来，东北地区发生过多次不同等级的洪涝灾害，不仅会导致山洪爆发，水库垮坝，江河横溢，房屋被冲塌，农田被淹没，交通和电讯中断，还会给国民经济和人民的生命财产带来严重危害。暴雨尤其是大范围持续性暴雨和集中的特大暴雨，不仅影响工农业生产，而且可能危害人民的生命，造成严重的经济损失。

针对东北的暴雨天气，国内多位学者及研究机构也曾多次进行研究，取得了比较的好的成果。陶诗言早在1980年出版的《中国之暴雨》一书中就指出：当有冷涡系统出现，东北常会出现暴雨或雷阵雨[1]。北京大学1981年出版了《北方天气文集》，对东北、华北等地区的暴雨及强对流天气进行广泛研究[2-8]。郑秀雅等[9]利用1956—1987年东北地区降水资料的统计结果，对东北暴雨出现的时间进行归纳统计，发现暴雨主要出现在6—9月，尤其以7月、8月最为集中。而孙力等[10]利用1961—2000的资料，把东北地区夏季降水在空间上划分为7个旱涝型，并指出这7个不同的类型是由于不同地区的地理位置、地形地貌和下垫面分布以及主要影响天气系统的差异所决定。

针对2014年汛期天气特点，对2014年9月7日到8日沈阳南部的一次局地暴雨天气过程进行总结，分析大尺度环流背景，将康平和辽中两站各方面要素进行对比，研究降水量差异原因，对以后汛期天气过程预报以及强对流天气过程预报提供有利条件。

1 降水实况

受副热带高压后部切变影响，2014年9月7日20时至8日03时，沈阳地区出现了区域性中到大雨、局部暴雨天气。沈阳各区县降水量为：辽中20.9mm，法库14.8mm，浑南8.7mm，苏家屯5.5mm，新民2.7mm，康平0.3mm，沈北0.2mm；乡镇降水量最大的3个自动站降水量为：茨榆坨（辽中）88.7mm，辽中镇（辽中）78.8mm，肖寨门（辽中）52.5mm。

此次过程的暴雨落区在我市西南部地区，7日20时康平、法库开始降雨，之后雨带逐渐东移，到7日22时左右移出沈阳地区，康平降水趋于结束。7日23时之后，沈阳城区、新民、辽中降水开始，法库降水再次增强，此后雨带东南移，至8日03时，沈阳地区降水趋于结束。本次降水具有2个特点：一是降水梯度大，辽中地区为大到暴雨，其他地区基本为小到中雨；二是降水时间短，雨带移动速度快，降水持续时间不超过8h。

2 天气尺度系统

2.1 环流背景场

2.1.1 500hPa形势场 分析500hPa形势场（图2a），2014年9月6日20时亚欧中高纬环流为三槽两脊型，贝加尔湖东部和日本北海道西部受低涡控制，东北地区为高压脊。中纬度呈纬向环流，河套地区有一短波槽活动。7日08时，副热带高压稳定少动，贝湖低槽向南加深，河套槽快速移动至华北地区。7日20时（图2b），贝湖低槽东移至内蒙古东部地区，河套槽北移至辽宁中部地区，槽线由东北—西南向转为西北—东南向，槽前西南气流加强并逐渐扩展，为辽宁地区提供丰富的能量和水汽。同时低涡后部不断有弱冷空气向东北地区渗透，冷暖空气交汇在沈阳地区引发强降水。

2.1.2 850hPa形势场 6日20时（图3a），低涡中心位于贝湖东南侧，槽线呈东北-西南向伸展到蒙古地区。河套地区有一切变线，110E以东从江淮地区直到辽宁地区均为偏南气流，使暖湿空气源源不断向北输送。7日08时，贝湖低涡加强东移至中蒙边境，其底部槽线由东北-西南向转为南北向，从北纬40°到北纬50°横跨10个纬距。7日20时（图3b），贝湖低涡东南移至内蒙古东部，槽线位于辽宁东部，暖区南风分量迅速增强，强烈的抬升和水汽辐合为强降水的发生提供了有利条件。

2.1.3 地面 地面气压场上，7日08时（图4a）我国华南到朝鲜半岛一线为强大的高压控制，贝湖东部的气旋在内蒙古东部地区分裂出1个小低压系统，低压冷锋由内蒙东部至河套地区横跨十几个纬度。7日14时，气旋及冷锋均缓慢东移北收。7日20时（图4b），贝湖气旋分裂为南北2个低压中心，其中南部低压中心位于辽宁北部地区，冷锋快速东南压至辽宁东部，暖空气层结不稳定，由于锋面猛烈抬升，锋前形成雷阵雨天气。

2.2 探空资料 7日20时（图5），沈阳K指数为29℃，沙氏指数为2.83℃，对流有效位能4.8J/Kg，探空反映出的不稳定能量不大。低层偏南风的风速较大，风向随高度呈顺时针旋转，暖平流很强，有利于对流不稳定的出现；500hPa之上以偏西气流为主，冷平流偏弱。另外从地面一直到500hPa附近都是显著的湿层，温度露点差在10℃以内，水汽条件非常好，500hPa以上为干层，上干下湿的结构有利于对流性天气的发展。

3 热力条件

对流层中θse的高值区代表的是高温高湿区。从辽中和康平2站的假相当位温时空剖面图来看，在7日20时前后，辽中和康平存在θse锋区，图中反应出康平形成θse锋区的时间比辽中早，这验证了康平主要降水时段较辽中早。辽中假相当位温梯度比康平大，因而高低空假相当位温差辽中的值更大，从侧面反应出辽中存在的能量较康平大。

4 水汽条件

暴雨发生，不但要有充沛的水汽，还要有源源不断的水汽输送并在强对流区域辐合。由图中沈阳、法库的水汽通量散度时空剖面图可以看出：此次过程中，不论是康平还是辽中低层的水汽均比较浅薄，低层925hPa以下为辐合区，925hPa以上均为辐散区，这反映了此次降水过程的水汽条件不是很好。两者区别在于无论是辐合还是辐散的中心前者低于后者，且强度低于后者，这反应了辽中的水汽比康平有更好的抽吸作用。

5 抬升触发条件

强烈的上升运动是诱发暴雨生成的必要条件。从图8可以看到，在7日20时，康平和辽中500hPa以下基本都为上升运动，在700hPa附近康平和辽中均有明显的一个上升中心，辽中上升速度中心的数值为18m/s，康平上升速度中心的数值为10m/s，说明辽中垂直上升运动更强。

6 中尺度

7日20时，辽宁省内无高空急流，也无低空急流，说明此时高空辐散和低空符合不强。500hPa低槽偏西，移动缓慢，冷空气势力弱。850hPa切变呈西北-东南向位于辽宁东部，整个辽宁省中层均为干区，500hPa相对湿度都在50%以下，而康平、法库、新民及沈阳城区北部低层为湿区，850hPa相對湿度都在70%以上，而地面上出现了2条辐合线，分别位于辽宁省东部及辽宁省中北部，这也较好的对应了未来的降水落区，即20时以后降水主要发生在沈阳北部地区。后切变线及辐合线东移，至22时北侧辐合线移出沈阳地区，南侧辐合线开始控制沈阳南部地区，带来短时强降水。8日02时，850hPa切变线东移至沈阳中部，南北2条辐合线连成1条横跨10个纬距的南北向辐合线开始影响沈阳城区，雨带也东移到沈阳城区一带。8日03时，地面辐合线移出沈阳地区，降水过程趋于结束。

7 云图特征

如图10所示，7日20时，内蒙东部地区气旋尾部的一片对流云团位于辽宁省中北部地区，沈阳市北部地区开始降水过程。7日23时，西伯利亚冷空气东移南侵，使北部的对流云团向南摆动，在沈阳市南部形成1个尺度达数百公里的对流云团，给该市南部带来强降水。8日02时，该对流云团东移减弱，其位置偏东，主要影响沈阳城区。8日03时，对流云团移出沈阳地区，降水趋于结束。

8 分析结果

本文利用MICAPS常规观测资料、加密自动站资料、云图资料，通过天气学分析和动力学诊断等方法，针对2014年9月7日沈阳地区1次局地暴雨过程在天气尺度系统、热力条件、水汽条件、抬升触发条件、中尺度等方面进行分析，结果表明：（1）天气尺度系统：本次降水过程主要由蒙古气旋所诱发，系统移动速度快，因而本次降水具有时间短的特点。

（2）热力条件：7日20时前后辽中和康平存在θse锋区，图中反应出康平形成θse锋区的时间比辽中早，这验证了康平主要降水时段较辽中早。辽中假相当位温梯度比康平大，因而高低空假相当位温差辽中的值更大，从侧面反应出辽中存在的能量较康平大。

（3）水汽条件：此次过程中不论是康平还是辽中低层的水汽均比较浅薄。两者区别在于无论是辐合还是辐散的中心前者低于后者，且强度低于后者，这反应了辽中的水汽比康平有更好的抽吸作用。

（4）抬升触发条件：7日20时，康平和辽中500hPa以下基本都为上升运动，在700hPa附近康平和辽中均有明显的1个上升中心，辽中上升速度中心的数值为18m/s，康平上升速度中心的数值为10m/s，说明辽中垂直上升运动更强。

（5）中尺度分析：地面上南北2条辐合线，决定了沈阳地区南部和北部主降水时段的不同，北部降水时间早，而南部降水时间晚。

（6）云图分析：西伯利亚冷空气东移南侵，使北部的对流云团向南摆动，致使南部地区形成尺度达数百公里的对流云团，给辽中地区带来强降水。

参考文献

[1]陶诗言.中国之暴雨[M].北京：北京科学出版社.1980.

[2]孙力，安刚.1998年松嫩流域东北冷涡大暴雨过程的诊断分析[J].大气科学，2001，25（3）：342-354.

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[8]孙力，安刚.东亚地区春冬季与夏季大气环流一场相互关系的研究[J].应用气象学报，2002，13（6）：650-661.

[9]郑秀雅，张延治，白人海.东北暴雨[M].北京：气象出版社，1992.

[10]孙力，安刚，廉毅等.夏季东北冷我持续性活动及其大气环流异常特征[J].气象学报.2000，5B（6）：702-713.

（责编：王慧晴）