2008年7月15日新乡暴雨诊断分析

叶 东

（新乡市气象局，河南 新乡 453003）

每年的7月中上旬到8月下旬是华北地区的主汛期，一般会出现较大的降水。这与副热带高压的西伸北抬和西风带系统的北移有很大关系。由于副高高温高湿的特性，这种降水往往伴有强对流天气的发生，降水分布不均匀，暴雨的落区往往是预报的重点和难点。有不少国内的专家学者对这种类型的暴雨进行了深入的研究，但仍有需要探讨的地方。

受西风槽和副高外围西南暖湿气流影响，7月14日20时至15日08时我市西北部4个县市出现了暴雨、大暴雨天气过程，其中新乡市降水 114.6mm，辉县 70.1mm，获嘉 150.3mm，卫辉80.0mm。这次强降水过程持续时间较短，雨量的大值区主要集中在辉县、卫辉的南部到获嘉、新乡以及延津的西部地区，降水空间集中，形成了较大的危害，其中获嘉的城关雨量站21：10—22：10，1小时降水量达到103mm，在历史上极为罕见。

根据民政部门灾情调查情况，这次暴雨过程造成农作物大面积积水受灾，部分房屋倒塌损坏。共造成12317亩玉米受灾，其中370亩玉米绝收，倒塌房屋141间，受灾人数157170人，共造成经济损失1842.7万元。

1 环流背景

1.1 高空形势

从13日20点开始在贝加尔湖到蒙古地区一直维持一冷低压中心，在这一低压中心南侧不断有冷空气扩散南下，对河套及其以东地区造成影响。另一方面，从13日08点开始至15日08点副高一直在西伸北抬，由于副高的增强，使得华北至河套地区东部一带的不稳定能量不断增强。从高空图上看13日20点500hPa在巴彦毛道、平凉到成都有一低槽，未来东移，588线位于射阳、衡州到上海一带，中低层新乡地区都处于副高外围的西南气流控制。14日08时500hPa高空图上，低槽移至二连、东胜到兰州一线，而588线位于射阳、阜阳、武汉到福州一线，相比13日明显有所北抬。而584线位于邢台、西安到成都一线，郑州正好位于588线和584线之间。700hPa在呼和浩特、延安到汉中有一低槽，在二连有一个2℃的冷中心。850hPa在呼和浩特、延安到银川有一低涡中心，在呼和浩特附近有一个13℃的冷中心。14日20点500hPa高空图上，位于乌兰巴托附近的低值中心东移至二连北部一带，低槽移至张家口太原到平凉一线。700hPa上低槽已移至北京、西安到张家界一线，郑州已经处于槽前偏南气流中，风速加大到10m/s，在东胜、平凉到武都一线有一狭长的低温中心，由于温度槽落后于高度槽，未来低槽势力会加强。850hPa张家口附近有一个13℃的冷中心，温度槽位于张家口太原到西安一线，张家口、太原到济南一带有明显的气旋型切变，低槽位于邢台、郑州到安康一线。在高空形势上，郑州处于槽前的西南气流影响，槽后有冷空气补充，在张家口、邢台附近有冷空气扩散南下，这样的形势场在夏季对形成局地强对流天气十分有利。

1.2 地面形势

14日08时地面场上新乡地区处于东高西低的气压场中，河套地区西侧有一个高压，山东半岛东侧有一个高压，此时在二连到东胜一带有一弱锋面南下，实况场上河套地区以东到河北地区已经有对流性天气产生。14日14时山东半岛有一小高压生成，新乡处于东北高西南低的气压场中，在秦皇岛、邢台到西安有一明显的冷锋形成。14日20时，在邢台、郑州到鄂西有一倒槽生成，我区的西北部正好处于倒槽的辐合区内。

2 水汽条件分析

一般来说中低层的水汽输送对降水的影响较大，我们选取700hPa的水汽通量场对这次的降水过程进行分析（图1）。从14日08时到15日08时的水汽通量场中可以看出，在14日08时在山西到我省北部地区有一个水汽通量的大值区，中心最大值10，到20时的水汽通量大值中心东移，中心最大值加大到14，进一步说明在14日20时水汽条件也比较有利。再看14日20时到22时的水汽云图，也就是雨量集中时的水汽输送情况。可以看出在21时-22时水汽的输送的大值区一直在我区上空，22时达到最大，到15日3时水汽大值区移出我区，降水趋于结束。

图1 14日08时-15日08时700hPa水汽通量图

3 动力条件分析

3.1 涡度平流分析

首先来看看涡度平流场的演变情况。14日08时700hPa涡度平流场上我省处于负值区内，也就是说在14日08时我省还处于辐散区。到14日20时有一个正涡度平流中心从山西一直延伸到我省西北部地区，此时在700hPa我省的西北部地区处于气流的辐合区内，低层辐合有利于产生上升运动，而上升运动能够触发不稳定能量的释放，有利于对流的进一步发展（图2）。

图2 14日08时-15日08时700hPa涡度平流场分布图

3.2 垂直速度场分析

再来看看14日8时-15日8时850hPa垂直速度场的变化。14日8时沿黄地区垂直速度在-1到-2之间，在陕西到山西之间有-5的大值中心，而此时850hPa高度场上延安附近有一个低涡中心生成，两者有很好的对应关系。14日20时新乡地区的垂直速度突然加大到-7到-10之间，在山西南部有一个-11的大值中心产生，说明此时我区底层有强烈的上升运动产生。到15日08时，我区垂直速度的处于-4左右，上升运动减弱。

4 不稳定条件分析

从以上条件分析可以了解到这次降水过程有低槽发展，有冷空气入侵，有良好的水汽输送，有较强的上升运动，但如此罕见的短时强降水一定有较强的不稳定能量的积累才能发生，我们选取邢台和郑州为这次研究的基本台站。从图中可以看出在13日20时邢台的k指数是6，S沙氏指数是4.6，不稳定能量很小。而郑州k指数是38，沙氏指数是-1.3，已经有了较强的不稳定能量。14日08时邢台的k指数突然加大到37，沙氏指数是0，不稳定能量加大。郑州由于13日夜间已经产生了强降水，正常情况下不稳定能量应该减小，但14日08时郑州的k指数达到41，沙氏指数是-2.3，不稳定能量不降反升。14日20时邢台k指数达到40，沙氏指数是-2.3，郑州k指数39，沙氏指数-2.6，不稳定能量进一步加大，中低层水汽已经处于过饱和状态，对流天气一触即发。15日08时郑州k指数降到33，沙氏指数升到3.9，不稳定能量已经释放。

5 小结

对于这次暴雨过程主要有以下几点需要总结：

（1）充分利用高时空密度的地面观测资料以及卫星和雷达的探测资料，跟踪分析抬升启动系统的活动（本次过程是低槽和冷空气），分析它的强弱和移向移速，判断它影响本地的时间，可以大致预报出强对流天气发生的时间。

（2）分析与强对流关系十分密切的中小尺度辐合系统的活动，分析天气尺度系统对它生消移动的影响，根据中小尺度辐合系统的活动范围（本次过程是低层和地面辐合线），可以大致圈定强对流天气的落区。

（3）是对各种物理量进行认真诊断，分析其未来的演变，推断是否有增强条件，可以大致预报出对流发展的强度。

（4）就临近预报来讲，主要是利用多普勒雷达资料，结合地面物理量的分析，判别对流性强回波的演变，预报出它较精确的移动路径、影响范围和将要出现的灾害天气，及时开展服务，随时更新“12121”内容、通过手机短信、电台、电视台向公众发布警报。

[1]于仁成,高瑞华,宋同文,等.一次中尺度对流系统分析[J].气象,1998,24(3)：33-37.