山西晋中市2011—07—02—03大暴雨成因分析

田晓婷

摘 要：利用常规天气图、卫星云图、新一代天气雷达等资料对2011-07-02—03日发生在山西省中南部的大范围强降水过程进行了综合分析。

关键词：暴雨；副热带高压；水汽通量；气压场

中图分类号：P458.1+21 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0100-02

2011-07-01夜间至2011-07-03，受西风槽和副高边缘暖湿气流的影响，晋中市出现了大范围的强降水天气。2011-07-01T08：00—2011-07-03T08：00，晋中市8个县44个乡镇降雨量超过50 mm，4个县10个乡镇超过100 mm，其中，最大降水量出现在左权的石匣水库，降水量为178.5 mm。此次降水过程具有强降水时段集中、区域集中和降水量大等特点。左权县、榆社县日降水量分别为为127.5 mm、144.3 mm，达到大暴雨量级，超过历史上日最大降水量极值。

1 物理量场诊断分析

1.1 水汽条件分析

从700 hPa的水汽通量的情况来看，2011-07-01T20：00，水汽通量高值区位于河套南部，数值大于12 g/s·hPa·m，我市的水汽通量值在4～6 g/ s·hPa·m之间；2011-07-02T08：00，高值区范围东移增大，我市的水汽通量值在6～8 g/ s·hPa·m之间，水汽输送量增大；2011-07-03T08：00，高值区从我省南侧移过，输送到我市的水汽量逐渐减小，强降水出现在水汽通量大梯度区，偏向干区一侧。

从850 hPa的水汽通量散度的情况来看，2011-07-01T20：00，我市处于水汽平流的干平流区，但是风辐合。由于水汽平流对水汽的贡献小于风的散度，所以水汽通量辐合。2011-07-02T08：00，我市处于湿平流区，且风辐合，水汽通量辐合。2011-07-02T20：00，水汽通量辐合。2011-07-02白天是我市此次降水的最强时段。

1.2 动力条件分析

涡度是衡量空气质块旋转强度的物理量，可以用来分析气压场的发展变化。通过分析2011-07-01T08：00—2011-07-02T20：00的500 hPa涡度可知，我市所在地均为正涡度平流输送，到2011-07-03T08：00为负涡度平流。2011-07-02T08：00—2011-07-02T20：00的700 hPa和850 hPa涡度为正涡度，说明这一时段涡旋强度和上升气流旺盛，正是该地区强降水发生时段。

从散度场地高低空配置来看，2011-07-01T20：00—2011-07-02T08：00，我市700 hPa以上为辐合场，700 hPa以下为辐散场，低层辐散高层辐合没有形成很强烈的上升运动。2011-07-02T20：00，我市低层辐合高层辐散有上升运动。

上升运动是形成暴雨的关键，因为上升运动的大小反映了水汽凝结速度的快慢。从垂直速度来看，2011-07-01T20：00—2011-07-03T08：00，我市低层辐合高层辐散有上升运动；2011-07-02T20：00，最大上升运动区移到我省中南部上空附近；2011-07-03T08：00，大的上升运动区移出我省；2011-07-03T20：00，在我市的垂直速度负值区转为正值区，我市的强降水过程结束。

1.3 热力条件分析

就k指数而言，2011-07-01T20：00，我市东山地区k指数大于36，有利于对流性天气的发生；2011-07-02T08：00，我市大部分地区k指数在36以上；2011-07-02T20：00，我市南部k指数仍大于36，北部和东部山区小于36；到2011-07-03T08：00，我市的k指数在32以下，降水基本结束。

2 卫星云图和雷达回波分析

2.1 卫星云图

2011-07-01T20：00—2011-07-03T08：00，我省受东北冷涡尾部切变线云系和河套低涡云系的影响，7月2日凌晨到午后，云系在自西向东移动的过程中南北向稳定少动。在这个过程中，西南方向的暖湿空气源源不断地向我省输送水汽，与西北方向来的冷空气在我省交汇，从而形成山西中部的持续性强降水。2011-07-02T14：00以后，云系主要是由多个对流单体结合成一个快速发展的中尺度对流系统（MCC）造成的，使我省南部产生了暴雨。到2011-07-03T08：00，降水云系移出我省，降水基本结束。

2.2 雷达回波

寿阳降水从2011-07-02T18：00开始，到2011-07-03T06：00结束，强降水集中在2011-07-03T02：00—07：00时段。

从2011-07-02T00：00开始，降水回波区逐渐进入晋中，表现为层状-积云混合性降水的回波特征，回波强度在30～40 dBZ之间。到2011-07-02T02：00，在寿阳一带有一强度为40～50 dBZ的强回波区生成，主要表现为在大片层状云降水区中，有少量对流雨团，降水中心集中在中尺度对流雨团内，回波几乎停滞不动，持续时间也较长，致使寿阳2011-07-02T00：00—07：00出现了79 mm以上的暴雨。

从祁县、平遥、和顺、左权、榆社的降水时间来看，降水基本从2011-07-02T03：00开始，到2011-07-03T00：00明显减弱，强降水集中在2011-07-02T06：00—13：00时段。

2011-06-02T05：00—13：00，混合性降水中的强对流回波区维持在我市南部（祁县、平遥、介休、和顺、左权、榆社）一带，回波整体移动缓慢，强度在35～45 dBZ之间，局部达50 dBZ；2011-06-02T14：00，回波强度有所减弱，并偏向东南移动， 强降水趋于平缓；2011-06-02T20：00，回波开始呈现层状云降水特征，强度在20～30 dBZ之间，雨区强度减弱，并开始东移南压；2011-06-03T08：00，仅东山有零散回波；到2011-06-03T10：00，降水过程结束。

一般来说，在热力不稳定的条件下，垂直风切变的增强将导致风暴进一步加强和发展。切变环境能够使上升气流倾斜，并使其中的降水质点脱离上升气流，而不会因拖曳作用减弱上升气流的浮力。垂直风切变可以增强中层干冷空气的吸入，加强风暴中的下沉气流和低层冷空气外流，再通过强迫抬升，使流入的暖湿气流更强烈地上升，从而加强对流。