2010年7～8月东北地区暴雨过程的水汽输送特征分析

孙力 马梁臣 沈柏竹 董伟 隋波



2010年7～8月东北地区暴雨过程的水汽输送特征分析

孙力1, 2马梁臣1沈柏竹2董伟1隋波2

1长春市气象局，长春130051,2吉林省气象科学研究所，长春130062

本文根据影响天气系统和雨带位置的不同将2010年7～8月东北地区出现的22个暴雨日划分成了三类暴雨，在以欧拉方法分析了各类暴雨的水汽输送和收支的基础上，利用基于拉格朗日方法的轨迹模式（HYSPLIT v4.9），模拟计算了各类暴雨的水汽输送轨迹、主要通道以及不同源地的水汽贡献。结果表明，影响暴雨的水汽输送通道有三支，一支是沿西太平洋副高边缘东南气流的水汽输送，另一支是起源于南海北部向北偏东气流的水汽输送，第三支是西风带西北气流的水汽输送。第一类暴雨中，来自于西太平洋通道和南海通道的水汽输送大体相当，均很重要，两者可以占总水汽输送的87.4%。第二类暴雨中，水汽输送路径偏东，西太平洋通道的水汽输送贡献可达近70%。第三类暴雨中，虽然西太平洋通道水汽输送仍占主导地位，但北方通道的水汽输送也变得不可忽视。西太平洋通道的水汽沿途损失较小，并主要被输送到东北地区850 hPa及以下的大气之中，而南海通道的水汽沿途损失较多，与北方通道的水汽一样，主要被输送到东北地区850 hPa以上的大气之中。

东北地区 暴雨过程 水汽输送 水汽收支 拉格朗日轨迹

1 引言

暴雨是东北地区最主要的灾害性天气，往往由此造成严重的人员伤亡并带来巨大的财产损失，近十几年来，有关东北暴雨的研究工作逐渐增多，一些学者针对1998年松嫩流域大暴雨成因（张庆云等，2001；孙力和安刚，2001；Zhao and Sun，2007）、东北地区典型的强对流暴雨系统（许秀红等，2000；寿亦萱和许建民，2007；袁美英等，2010）以及东北冷涡暴雨过程（陈力强等，2005；乔枫雪等，2007；王东海等，2009；刘英等，2012；王培等，2012）做了很多天气分析、动力诊断和数值试验方面的研究，这些工作无疑加深了人们对东北暴雨的认识。但至今在有关东北暴雨过程的水汽输送和收支方面的分析工作还不多见，事实上这也是东北暴雨成因研究中一个不可缺少的重要方向。众所周知，水汽是形成降水的基本条件之一，任何一场大范围暴雨过程，如果没有源源不断的水汽输送和辐合都是不可能发生的。东北地区处于中高纬度，该地区降水的发生背景与我国南方地区的降水有所不同，南方地区降水往往发生在水汽供应比较充分的西南季风气流当中，有时动力辐合不是很强就可能出现暴雨，而东北地区一般主要受相对较干的大陆性气团控制，水汽供应并不是经常地能够得到满足，有时尽管动力辐合很强，但也不一定发生暴雨，因此探讨引发东北暴雨的水汽源地在哪里，他们是怎样远距离输送和集中的可能显得更为重要。

关于水汽输送和收支的研究已经有过不少分析工作，樊增全和刘春蓁（1992），高国栋等（1999）和谢安等（2002）分别研究了华北地区、淮河流域和长江中下游地区的水汽输送气候特征。徐祥德等（2002）探讨了青藏高原和季风水汽输送影响域的主要特征。黄荣辉等（1998）的研究认为，东亚季风区的水汽辐合主要由平流过程引起，并且其经向输送非常重要。Simmonds et al.（1999）指出，中国东南部的水汽主要来自南海和孟加拉湾，而对中国东北地区而言，中高纬度的西风水汽输送起主导作用。Zhou and Yu（2005）讨论了与中国夏季降水典型异常型相对应的水汽输送变化，发现与降水异常相对应的水汽输送的源头为西太平洋。丁一汇和胡国权（2003）以及胡国权和丁一汇（2003）还全面分析了1998年和1991年长江流域和淮河流域大洪水时期的水汽收支状况，指出南海地区的水汽输送对这两场大洪水的出现是十分重要的。申乐琳等（2010）研究了近50年来中国夏季降水的水汽输送特征，认为对于中国东部降水异常而言，东南季风的水汽输送和北方冷槽的水汽输送是至关重要的。

上述有关水汽输送和来源的研究大多基于欧拉方法，由于大气风场往往具有瞬时变化特征，导致欧拉方法给出的水汽通量随时间变化往往也具有瞬时特征，因此最终只能给出简单的水汽输送路径，而无法定量确定水汽的源汇关系和各水汽源地对降水贡献的大小（James, et al.，2004；陈斌等，2011；江志红等，2013）。近些年来，基于拉格朗日框架下发展的轨迹分析方法为水汽输送及其源汇分析提供了一个很好的技术途径，利用拉格朗日方法研究区域降水的水汽输送过程也取得了很多有价值的研究成果，Brimelow and Reuter（2005）利用拉格朗日轨迹模式HYSPLIT研究了Mackenzie河流域的三次极端降水，并指出低层的水汽主要来源于墨西哥湾。Gimeno et al.（2010）利用轨迹模式FLEXPART研究了印度半岛的水汽输送状况，发现来自副热带北大西洋的水汽输送明显比来自南印度洋和北太平洋的水汽输送强。陈斌等（2011）同样利用FLEXPART模式研究了2007年7月中国中东部地区一次极端降水过程的水汽输送特征，指出此次极端降水事件的水汽输送源地可以追溯到副热带和热带的低纬度海洋地区。江志红等（2011）利用HYSPLIT模式分析了2007年淮河流域强降水期间的水汽来源，发现此次淮河流域强降水三个阶段的主要水汽来源各不相同。江志红等（2013）还基于该模式探讨了江淮梅雨气候平均的水汽输送特征以及梅雨异常年水汽输送的差异，给出了气候平均态下不同水汽源地对梅雨水汽输送的相对贡献。

2010年7～8月，东北地区持续出现强降水，暴雨过程之频繁，降雨量之大和降水落区之重复在历史上都是罕见的，吉林中东部，辽宁大部降水偏多6～8成，部分地方偏多1倍以上（王文东，2010；赵伟，2010）。持续性强降水造成了吉林中东部和辽宁中东部发生了严重的洪涝灾害，并带来了重大人员伤亡和财产损失。孙军等（2011）曾对此次暴雨洪涝过程的雨情、水情和影响天气系统及预报着眼点进行过分析探讨。本文则利用东北三省地面观测网提供的降水资料和NCEP逐日再分析资料，首先以欧拉方法分析了2010年7～8月东北地区暴雨过程的水汽输送和收支特征，然后利用NOAA空气资源实验室开发的拉格朗日轨迹模式HYSPLIT v4.9模拟计算了暴雨期间气团的运动轨迹，得出了影响暴雨过程的主要水汽输送通道以及不同水汽通道对水汽输送的贡献，并与传统的欧拉方法得到的结果进行了对比，希望能加深人们对东北地区暴雨过程水汽输送特征的认识，为该地区暴雨分析和预报提供参考依据。

2 资料与方法

2.1 资料

本文所使用的资料为2010年7月19日至8月30日的NCEP/NCAR再分析资料，时间分辨率为每6小时一次，水平分辨率为2.5°×2.5°，变量包括1000～10 hPa共17层上的位势高度（）、温度（）、纬向风（）、经向风（），1000～300 hPa各层比湿（）以及1000～100 hPa各层垂直速度（）。其他资料还有东北三省地面观测网提供的降水资料。

2.2 轨迹模式简介

假设空气中的粒子随风飘动，根据HYSPLIT v4.9 (Draxler and Hess, 1998)，气流的移动轨迹就是其在时间和空间上位置矢量的积分。最终的位置由初始位置（）和第一猜测位置（）的平均速率计算得到：

其中，Δ为时间步长，本文Δ选取为6小时，为三维风矢量的大小。由于模式输入的NCEP/ NCAR资料是等压面数据，而HYSPLIT v4.9模式采用的是地形坐标，故在输入气象数据时，在垂直方向上将其内插到了地形追随坐标系统。

2.3 轨迹模拟方案

模拟区域选择了暴雨过程最集中的吉林中东部和辽宁大部（40°N～45°N，120°E～130°E）区域，水平分辨率为2.5°×2.5°，垂直方向选取500 m，1500 m，3000 m三个高度层次作为模拟的初始高度。整个模拟空间的轨迹初始点为45个，模拟其后向追踪10天的三维运动轨迹，每6小时输出一次轨迹点的位置，并插值得到相应位置上的物理量（如温度、高度、气压和相对湿度等），每隔6小时所有的轨迹初始点重新后向追踪模拟10天。由于模拟出的轨迹数量较大，为更加直观地看出轨迹分布，本文利用簇分析方法对所有轨迹进行了聚类，其基本思想和做法江志红等（2011）曾进行过详细的描述。

2.4 不同通道水汽输送贡献率

定义某一通道水汽输送的贡献率为

2.5 欧拉方法的水汽收支计算

通过某个边界的水汽输送为

其中，为比湿，为重力加速度，s为表面气压，t为顶部气压，这里取300 hPa，为水平边界，n为垂直于边界的法向速度，为区域面积，F为正值表示流出，负值表示流入。

3 2010年7～8月东北地区的强降水过程及暴雨分类

从2010年7月19日开始一直到8月30日，辽宁省和吉林省连续出现强降水过程，这期间总共出现了10次较强降水过程，共22个暴雨日，辽宁的中部、北部和东部，吉林的中部和南部的部分地方降水量都达到了历史同期的第1位（孙军等，2011），从这22个暴雨日（具体日期见表1）的累积降水分布（图1a）中可以看出，大于300 mm的范围主要出现在辽宁的中东部和吉林的中东部，影响范围覆盖了辽河中下游、辽河上游的东辽河支流、浑河、太子河、第二松花江上游及下游的饮马河以及浑江等流域，强降水导致了辽河、第二松花江、鸭绿江和太子河出现流域性洪涝灾害。最大降水中心出现在辽宁东北部和吉林南部，达600 mm以上，辽宁东部的部分地方超过900 mm。

表1 2010年7～8月东北地区暴雨过程及其分类

图1 2010年7～8月东北地区暴雨过程累积降水量（单位：mm）分布：（a）22个暴雨日；（b）第一类暴雨；（c）第二类暴雨；（d）第三类暴雨

孙军等（2011）曾对这22个暴雨日的影响天气系统和暴雨覆盖范围进行过确定和划分，在此基础上，本文根据影响天气系统和雨带位置的不同进一步将这22个暴雨日划分成了三类暴雨（表1）。

第一类暴雨：共7个暴雨日，主要受500 hPa高空槽影响，暴雨分布范围最广（图1b），累积雨量最大，主要出现在辽宁大部及吉林中部和南部，辽宁北部和东部的部分地方可达300～450 mm，影响流域包括辽河中下游、浑河、太子河、东辽河、第二松花江下游和上游辉发河。

第二类暴雨：共7个暴雨日，主要受850 hPa低涡切变影响，暴雨位置偏东偏南（图1c），局部降水较强，主要出现在辽宁东部和吉林南部，辽宁东部的部分地方累积降水可达300～450 mm，影响流域包括浑河、太子河、第二松花江上游及浑江。

第三类暴雨：共8个暴雨日，主要受东北冷涡影响，暴雨位置相对偏北（图1d），强降水范围相对较小，主要出现在吉林中东部和辽宁北部，吉林中东部的部分地方降水达200～300 mm，影响流域包括第二松花江下游饮马河和上游辉发河及浑江。

4 暴雨期间欧拉方法的水汽输送和收支分析

图2给出了22个暴雨日从地面积分到300 hPa的水汽通量分布。可以看到，暴雨期间东北地区的东南部是整个东亚地区水汽通量最显著的大值区，影响该地区的水汽流（水汽通量矢量）向南可以追溯到低纬西太平洋、南海和孟加拉湾，向西北可以追溯至贝加尔湖附近，有三支不同源地的水汽流在我国东北地区交汇，从而对该地区暴雨产生影响，一支是源自低纬西太平洋的水汽流，向西传播后向北伸展，一支是源自孟加拉湾的水汽流，向东传播至南海后再向北输送进入中国大陆，这两支水汽流在我国东部沿海汇聚加强后继续向北输送，与另一支源自贝加尔湖附近并一直向东传播的水汽流在东北地区汇合。相比之下，东北地区暴雨与源自西太平洋的水汽流关系更为密切，这支水汽流也明显强于其他两支水汽流。

图2 2010年7～8月东北地区22个暴雨日平均的地面到300 hPa积分的水汽通量（单位：kg m−1 s−1）。阴影：水汽通量＞100 kg m−1 s−1

由此看出，影响2010年7～8月东北地区暴雨的水汽主要来源于亚洲季风区，这其中包括了东亚副热带季风区，南海季风区，特别是热带东南季风区，中国东部大陆及其附近海域是这些季风水汽流（尤其是西太平洋东南水汽流）的聚集地和水汽继续向北输送的“转运站”，虽然影响该地区暴雨的天气系统主要为北方天气系统（东北冷涡和高空槽等），但实际上季风水汽输送是联系中低纬系统相互作用的主要桥梁和纽带，是实现亚洲季风对该地区影响的重要形式和媒介。上述分析清晰地描述了2010年7～8月东北地区暴雨期间水汽输送的敏感区及水汽远距离输送的结构特征。

从22个暴雨日水汽通量距平和水汽通量散度距平（图略）分布中可以看出，亚洲季风区水汽通量距平分布有两个突出特点，一是从热带西太平洋一直到南海、孟加拉湾和印度半岛均为一致的偏东水汽输送距平气流，说明其间东南季风水汽输送偏强，而西南季风水汽输送偏弱。二是在东南季风偏强的背景下有两支偏北的距平水汽流在我国东部及其附近海域汇合后，并继续向北伸展至东北地区的东南部，进而对暴雨产生影响，一支源自西北太平洋，向西传播后向北伸展，另一支源自热带西太平洋，向西传播至南海后，继续向北偏东方向传播。总之，西太平洋东南季风区水汽向西和向北输送的异常可能是2010年7～8月东北地区暴雨产生的关键。

水汽通量散度距平的分布（图略）特点是，暴雨期间东北地区的中东部，长江以北的我国东部地区及其附近海域以及朝鲜半岛是明显的水汽通量散度负距平区，即这些区域的水汽辐合要明显强于常年，因此是水汽“汇区”，而日本东南部及其以东的西北太平洋，菲律宾以东的热带西太平洋，南海北部一直到华南和江南地区，以及贝加尔湖东南一直到东北西部地区是明显的水汽通量散度正距平区，即这些地区的水汽辐散要强于常年，因此是水汽的“源区”。这可能意味着2010年7～8月东北暴雨虽然只是区域性的暴雨过程，但也需要从更大的范围得到水汽供应，特别是广大的西太平洋地区。

三类暴雨虽然均与亚洲季风水汽输送密切相关，但他们之间也存在明显差异（图3），第一类暴雨中，源自西北太平洋途经黄、渤海到达东北地区的水汽流最为显著，源自南海北部向北偏东方向输送的水汽流次之，源自贝加尔湖以东的西北方向水汽流不明显，即此类暴雨中东南季风水汽输送最为重要。第二类暴雨中，源自孟加拉湾南部，途经中南半岛、菲律宾北部一直向北输送到东北地区的水汽流最为显著，源自西太平洋的水汽流次之，源自中高纬度的西风水汽输送不明显，即此类暴雨中西南季风水汽输送最为重要。第三类暴雨中，源自贝加尔湖并向东偏南方向输送到东北地区的水汽流最为显著，源自西太平洋的水汽流次之，而西南季风的水汽输送不明显，即此类暴雨中，中高纬度的西风水汽输送最为重要。

图3 2010年7～8月东北地区各类暴雨期间地面到300 hPa积分的水汽通量（单位：kg m−1 s−1）：（a）第一类暴雨；（b）第二类暴雨；（c）第三类暴雨

图4 2010年7～8月东北地区22个暴雨日亚洲季风区各区域边界的水汽通量（单位：107 kg s−1）和收支状况（括号内数值，单位：107 kg s−1）。I区、II区、III区、IV、V区、VI区、VII区和VIII区分别代表孟加拉湾、中南半岛、南海北部、菲律宾以东洋面、中国东部大陆、中国东部沿海、贝加尔湖东南至华北东北部地区和东北地区

从图4中可以看到，东北地区暴雨期间，与常年平均相比（图5），西南季风向东的水汽输送较弱，而东南季风向西和向北的水汽输送明显偏强，通过IV区东边界进入菲律宾以东洋面的水汽通量较常年平均值高20倍以上，通过IV区北边界输送我国东部海域的水汽通量也明显增加（约比常年平均高出1.5倍），而通过南海北部输送到中国内地的水汽与常年平均基本相当。在东亚副热带季风区（V区和VI区），水汽的经向输送也非常活跃，其中以通过VI区北边界输送到东北地区的水汽增加最为显著，大约是常年平均值的3倍，通过V区北边界输送至西风水汽输送敏感区（VII区）的水汽也比常年高出60%。在VII区纬向水汽输送非常活跃，通过其东边界输入到东北地区的水汽大约是常年值的1.7倍。在东北地区（VIII区），来自其南边界的水汽输入最强，可以占到该区域水汽总输入的63%，而来自其西边界的水汽输入占37%。东边界的水汽输出远远大于北边界，说明暴雨期间东北地区存在着明显的经向水汽辐合，区域水汽通量之和可达24.4×107kg s−1，是整个东亚地区最显著的水汽汇。

图5 1980～2010年7月19至8月30日亚洲季风区各区域边界气候平均的水汽通量（单位：107 kg s−1）和收支状况（单位：107 kg s−1）

因此，对2010年7～8月东北地区暴雨过程而言，热带东南季风活跃，且向西和向北的水汽输送明显增强是基础，而东亚副热带季风区能否将主要由热带季风区输送来的水汽继续高效率地“转运”至东北地区是关键。不仅如此，东亚副热带季风区（也包括西风输送敏感区）在将他们南边界输入的水汽中的大部分“转运”至东北地区的同时，自身还产生了水汽亏损，例如VI区的水汽亏损值大约可以占到该区域向北水汽输送的1/4左右，所以，东亚副热带季风区不仅仅是“转运站”，也是东北地区暴雨的水汽源。即暴雨可以从更大的范围获得更多的水汽供应。

不同影响天气系统和不同影响范围的暴雨，他们的水汽收支特征也存在着一定差异（图6），第一类暴雨过程中通过副热带季风区（VI区和V区）北边界输送到东北地区和西风输送敏感区（VII区）的水汽在三类暴雨中是最为显著的，分别是气候平均值的4.2倍和2.7倍，通过VII区东边界输送到东北地区的水汽也比较强，且其主要来源于VII区南边界的水汽输入而非西边界，东北地区水汽的净收入也最大，这可能是一类暴雨分布最广雨量最大的原因之一。第二类暴雨过程中，水汽输送路径偏东，东北地区主要从VI区北边界得到水汽供应，通过V区北边界向北的水汽输送和通过VII区东边界向东的水汽输送均不太突出，这可能也是第二类暴雨雨带最为偏东的原因之一。第三类暴雨过程中，以通过西风水汽输送敏感区东边界输送到东北地区的水汽最为显著，可以占到该区域水汽总输入的63%，且其主要来源于VII区西边界的水汽输入，即西风水汽输送在三类暴雨中是最强的，这可能也是此类暴雨雨带位置偏北的重要原因之一。

图6 2010年7～8月东北地区各类暴雨期间亚洲季风区各区域边界的水汽通量（单位：107 kg s−1）和收支状况（单位：107 kg s−1）：（a）一类暴雨；（b）二类暴雨；（c）三类暴雨

从以上水汽输送和收支的分析中得知，2010年7～8月东北地区暴雨过程可以从热带和副热带季风区获得大量的水汽供应，但水汽究竟是通过何种途径被输送至东北地区，以及从不同水汽源地输送到东北地区的水汽占总水汽输送的相对贡献等还是无法确定的，这些问题将通过下面的气团拉格朗日轨迹追踪方法加以探讨。

5 暴雨期间水汽来源的拉格朗日轨迹分析

5.1 轨迹模式计算误差分析

轨迹模式的计算误差分为两类，即积分误差和分辨率误差。积分误差主要是由气象数据在模式中的截断而产生的，分辨率误差是由格点气象数据有限的时空分辨率产生的。积分误差可以通过用后向轨迹的终点计算同样时间长度的前向轨迹进行估计。误差的大小等于后向轨迹起点与前向轨迹终点之间距离的1/2。选取模拟区域的中心点[(42.5°N, 125°E), 1500 m]，按照需要模拟的轨迹时间长度240小时进行后向追踪模拟，将模拟最终位置的三维坐标输入模式，进行相同时间长度的前向模拟，比较前后向模拟的两条轨迹的一致程度。如图7可知轨迹的水平空间位置和垂直高度位置，可以看到后向轨迹无论是从水平尺度上还是垂直尺度上与前向轨迹均非常吻合。说明在轨迹模式的模拟中积分误差是非常小的。

图7 轨迹模式HYSPLIT的积分误差

分辨率误差可以通过初始点的水平和垂直方向上偏移所模拟出的轨迹进行估计。取模拟区域中心点[(42.5°N, 125°E), 1500 m]，将该点的气象数据在经向和纬向上偏移0.5个格距，竖直方向上偏移0.01（值），进行240小时的后向模拟。比较这些轨迹的一致性，如图8所示，可以看出分辨率误差要明显大于积分误差，无论是水平还是垂直方向上轨迹间的偏离随模拟时间的延长都有所增大，但轨迹间的发散程度并不十分明显，仍可以较为一致地表征气流的来向和高度变化。

图8 轨迹模式HYSPLIT的分辨率误差。图中线条为27条240小时的后向轨迹

5.2 暴雨水汽来源的轨迹簇分析

对东北地区暴雨期间（共22个暴雨日）的拉格朗日模拟共得到1980条轨迹（每天选取0800和2000两个时次），根据簇分析方法对所有轨迹进行聚类，通过分析空间方差增长率（图略），可见轨迹在聚类过程中的方差增长率在聚类结果小于6条以后迅速增长，故确定模拟出的轨迹最终聚类为6条。图9a给出了东北地区暴雨期间水汽输送的6条通道，他们是，南海通道（通道3）起源于南海北部，途经华南、华中，华北并向北偏东方向进入东北地区。西太平洋通道分为两条（通道5和通道2），通道5起源于西北太平洋，向西输送至日本岛南部，然后向北偏西方向途经黄、渤海到达东北地区，通道2相比通道5位置偏南，起源于低纬西太平洋，向西北方向输送，经过我国东部沿海进入东北地区，西太平洋的两条水汽通道主要体现了西太平洋副高边缘东南气流的水汽输送，并与西太平洋副高位置的逐渐北抬密切相关。北方输送通道分为三条（通道1、6、4），分别是源自巴尔喀什湖附近、北大西洋和内蒙古东北部的冷空气输送。

图9 2010年7～8月东北地区22个暴雨日的（a）水汽输送通道空间分布、（b）水汽输送通道的高度变化和（c）水汽输送通道的比湿变化

由图9b和图9c可知，西太平洋偏南通道（通道2）和南海通道（通道3）的气流均来自于800 m左右近地面层的低纬地区，输送至东北地区后分别被抬升至1300 m和1800 m左右的高度，两支气流初始水汽含量较高，但由于通道3气流主要途经我国大陆进入东北地区，因此其水汽含量出现了比较明显的损失，通道2由于主要途径西太平洋，可能受洋面蒸发影响通道比湿逐渐增加（类似情况也包括通道5），登陆东北地区后才开始降低。来自于1800 m左右高度的西太平洋偏北通道（通道5）气流的初始比湿明显不如前面的两个通道高，但其在向西偏北方向输送过程中高度有所下降，比湿有明显增加，特别是在途经黄海、渤海时（到达东北地区前1～2天），通道比湿达到最大，到达东北地区后又被抬升至1500 m左右的高度，说明我国东部沿海也是此次东北暴雨过程重要的水汽源。北方通道中，气流比湿明显偏小，其中源自北大西洋的冷空气来自于5000 m左右的对流层中层，沿途下降至2000 m左右的东北地区上空，另一只源自巴尔喀什湖2000 m左右高度的冷空气，沿途高度变化不大。

对比不同通道的水汽输送贡献（表2）可以看出，东北暴雨期间，以西太平洋通道的水汽输送最为强盛，可以占水汽输送总量的52%，北方通道和南海通道相差不大，分别占水汽输送总量的26.5%和21.5%，南方水汽输送（西太平洋通道和南海通道之和）可以占水汽总输送的73.5%。

表2 2010年7～8月东北地区暴雨期间各水汽输送通道的水汽贡献

不同类型暴雨的水汽输送轨迹和各源地的水汽输送贡献存在着明显差异。第一类暴雨的模拟共得到1260条轨迹，通过簇分析方法，并分析空间方差增长率（图略），最终聚类得到6条轨迹簇（图10），他们是，南海通道分为两条（通道4和通道2），通道4起源于孟加拉湾，途经中南半岛，南海并向北偏东方向进入东北地区，通道2起源于华南地区，途经华中，华北进入东北地区，两条通道的水汽均来自于1000 m左右的近地面层，向北输送中逐渐抬升至1800～2000 m左右的高度，两条通道的初始水汽含量较高，但由于主要途经我国东部大陆，所以到达东北地区以后，水汽含量出现了比较明显的损失，南海通道的水汽输送占水汽总输送的43%。西太平洋通道也分为两条（通道6和通道3），通道6起源于西北太平洋，通道3起源于菲律宾以东的低纬西太平洋，西太平洋的两条通道与西太平洋副热带高压位置的逐渐北抬密切相关。两支通道的水汽同样来自于1000 m左右的近地面层，到达东北地区后也被抬升至1300～1500 m左右的高度，由于他们主要途经洋面，因此输送过程中水汽含量逐渐增加，到达东北地区前1～2天，水汽含量达到最大。西太平洋通道的水汽输送占水汽总输送量的44.3%。北方通道的两支（通道5和通道1）分别是来自于北大西洋5000 m左右高度和西西伯利亚3000 m左右高度的冷空气，到达东北地区后下降至2000～2500 m左右。北方通道的水汽输送只占水汽输送总量的12.6%。

图10 同图9，但为第一类暴雨

第二类暴雨的模拟总共得到1260条轨迹，最终聚类得到了6条水汽输送通道（图11），他们是，南海通道（通道3）起源于1000 m左右的南海地区，初始水汽含量较高，沿途水汽损失较多，水汽输送只占总水汽输送的5.1%。西太平洋通道分为两条（通道1和通道2），通道1起源于1000 m左右高度的低纬西太平洋，通道2起源于2000 m左右高度的西北太平洋，与第一类暴雨相似，西太平洋通道水汽在输送过程中比湿逐渐增加，到达东北地区前1～2天，水汽含量达到最大，水汽输送占总水汽输送的69.2%，具有主导作用。北方通道也分为三条（通道4、5、6），分别是源自贝加尔湖以东1000 m左右高度，西西伯利亚2300 m左右高度和北大西洋5000 m左右高度的冷空气，北方通道水汽输送占总水汽输送的大约1/4（25.7%）左右。

图11 同图10，但为第二类暴雨

第三类暴雨的模拟总共得到1440条轨迹，最终聚类得到5条水汽输送通道（图12），他们是，西太平洋通道分为两条（通道1和通道3），一支起源于1500 m左右高度的西太平洋，输送过程中高度降低，水汽含量增加，即将到达东北地区时，高度又被抬升，通道位置较第一和第二类暴雨北支西太平洋通道偏南，而较南支西太平洋通道偏北，这与第三类暴雨过程中西太平洋副高稳定且位置相比第一和第二类暴雨偏南是一致的。另一条起源于600 m左右高度的台湾以东洋面，途经我国东部大陆后进入东北地区。西太平洋通道的水汽输送占总水汽输送的62.6%，具有主导作用，并主要被输送至东北地区1000～1500 m左右的高度。北方通道分为三条（通道5、4、2），分别是源自北大西洋、西西伯利亚和蒙古国中部的冷空气，水汽输送占总水汽输送的37.4%，并主要被输送至东北地区2000～2500 m左右的高度。

图12 同图11，但为第三类暴雨

从以上分析中可以看出，东北地区暴雨期间，主要的水汽输送通道有三支，一支是沿西太平洋副高边缘东南气流的水汽输送，可能受洋面蒸发影响，沿途水汽含量逐渐增加，到达东北地区前1～2天比湿达到最大，进入东北地区后才有所减少，主要被输送到东北地区850 hPa及以下的低层大气之中，水汽输送占总水汽输送的50%以上，起主导作用。另一支是起源于南海北部向北偏东方向气流的水汽输送，沿途水汽含量损失较多，主要被输送到东北地区850 hPa以上的大气之中，水汽输送大约占总水汽输送的1/5。第三支是西风带西北或偏北气流的水汽输送，也主要被输送到东北地区850 hPa以上的大气之中，水汽输送大约占总水汽输送的1/4。不同类型暴雨的水汽输送通道和各源地的水汽贡献存在着明显差异。第一类暴雨可以从东南和西南两个方向在更大的范围内获得水汽供应，来自于西太平洋通道和南海通道的水汽输送大致相当，均很重要，两者可以占总水汽输送的87.3%，南方通道水汽输送的贡献在三类暴雨中是最显著的，而北方通道水汽输送的贡献在三类暴雨中最小，只有12.6%，因此，这可能是第一类暴雨范围最广，雨量最大的主要原因之一。第二类暴雨过程中，南方通道水汽输送的贡献可达74.3%，但水汽输送路径偏东，来自东南方向西太平洋通道水汽输送的贡献达到70%左右，是三类暴雨中最高的，占有主导地位，而南海通道水汽输送的贡献很小（只有大约5%），因此，第二类暴雨位置偏东，局部雨量较大。第三类暴雨的水汽输送只有西太平洋通道和北方通道，其中西太平洋通道仍然占有主导地位，水汽输送贡献率可达62.6%，说明即使是东北冷涡这样的中高纬度天气系统造成的暴雨，其水汽仍然主要来自于东南季风区，但北方通道的水汽输送也变得不可忽视，其贡献率可达37.4%，在三类暴雨中最高。这可能与第三类暴雨位置偏北和雨量相对偏小有一定的联系。以上分析似乎表明，南方通道水汽输送的贡献越大，降水量也就最大，影响降水的南方水汽输送通道越多，强降水的范围也就越广。

5.3 拉格朗日与欧拉水汽输送分析方法的对比

针对三类暴雨过程，我们对欧拉方法和拉格朗日方法得到的水汽输送结果进行了对比分析，在第一类暴雨的欧拉流场中，东北地区主要受东南季风水汽输送的影响（图3a），一条明显的水汽流起源于西太平洋，向西偏北方向输送至东北地区，来自南海从西南方向进入东北地区的水汽输送相比之下并不显著。然而，拉格朗日轨迹分析的结果却表明，由南海通道输送到东北地区的水汽与西太平洋通道相比大致相当，具有同等的重要性。第二类暴雨的欧拉流场中，一条明显的水汽流源自阿拉伯海、孟加拉湾，向东偏北方向输送至我国东部沿海，再向北偏东方向进入东北地区（图3b），而来自西太平洋的东南水汽输送是次要的。然而，拉格朗日轨迹分析的结果却显示出，西太平洋通道的水汽输送占有主导作用，水汽输送贡献率可达近70%。对第三类暴雨而言，在欧拉流场上，东北地区最显著的水汽输送是起源于贝加尔湖东南部向东偏南方向伸展的水汽流（图3c），东北地区水汽的多少主要受西风带水汽输送的影响。然而，在所对应的拉格朗日水汽输送通道分布图上却可以看出（图12a），虽然北方通道的水汽输送在三类暴雨中是最显著的，但水汽输送的贡献率也只有1/3强，而来自于西太平洋通道的水汽输送仍然是最主要。由此可见，由于欧拉方法给出的二维流场水汽输送随时间变化往往具有瞬时特征，因此无法真实和准确定量地反映水汽输送的三维变化和水汽的源汇关系以及各水汽源地对降水贡献的大小，而拉格朗日后向轨迹追踪方法可以克服这些缺点，能更加客观和定量地分析出三维水汽输送路径和不同水汽通道的相对重要性。

6 结论

本文首先以欧拉方法分析了2010年7～8月东北地区暴雨过程的水汽输送和收支特征，然后利用NOAA（National Oceanic and Atmospheric Admin- istration）空气资源实验室开发的拉格朗日轨迹模式（HYSPLIT v4.9），模拟计算了影响暴雨的主要水汽输送通道以及不同通道对水汽输送的贡献，并与欧拉方法的计算结果进行了对比，得到如下一些结论：

（1）影响2010年7～8月东北地区暴雨的水汽主要来源于亚洲季风区，包括热带东南季风区，南海季风区和东亚副热带季风区，中国东部大陆及其附近海域是这些季风水汽流的聚集地和水汽继续向北输送的“转运站”，这其中尤其以西太平洋东南季风水汽输送最为显著，在季风水汽的向北输送中起主导作用，虽然影响该地区暴雨的天气系统主要是北方天气系统（东北冷涡和高空槽等），但实际上在暴雨期间，季风水汽的向北输送是联系中低纬系统相互作用的主要桥梁和纽带。

（2）影响2010年7～8月东北地区暴雨的水汽输送通道主要有三支，一支是起源于西太平洋，并沿西太平洋副高边缘先向西偏北方向输送至我国东部海域，再向北偏东方向进入东北地区的水汽输送，此通道占总水汽输送的52.0%，起主导作用。另一支是起源于南海北部，途经华南、华中和华北并向北偏东方向进入东北地区的水汽输送，此通道占总水汽输送的21.5%。第三支是西风带上西北或偏北气流的水汽输送，此通道占总水汽输送的26.5%。来自南方通道（西太平洋通道和南海通道之和）的水汽输送贡献率可达73.5%，将近3/4。

（3）不同类型暴雨的水汽输送存在着明显差异，第一类暴雨可以从东南和西南两个方向在更大的范围内获得水汽供应，来自西太平洋通道和南海通道的水汽输送大体相当（水汽输送贡献率分别为44.3%和43.0%），均很重要，两者占总水汽输送的87.3%，在三类暴雨中最大，而北方通道水汽输送的贡献在三类暴雨中最小，这可能是第一类暴雨范围最广、雨量最大的重要原因。第二类暴雨水汽输送路径偏东，西太平洋通道水汽输送的贡献率可达70%左右，是三类暴雨中最高的，南海通道水汽输送的贡献率很小（只有大约5%），这可能是第二类暴雨位置偏东偏南的原因之一。第三类暴雨的水汽输送只有西太平洋和北方两个通道，西太平洋通道的水汽输送仍然占有主导地位（贡献率达62.6%），但北方通道的水汽输送也变得不可忽视，其水汽输送的贡献率可达37.4%，在三类暴雨中最高，这可能与第三类暴雨位置相对偏北和雨量相对偏小有一定的联系。

（4）西太平洋通道的水汽输送在途经洋面时，水汽含量逐渐增加，在到达东北地区前1～2天，比湿达到最大，登陆以后才有所减小，并主要被输送到东北地区850 hPa及以下的低层大气之中，来自南海通道的水汽流在途经我国东部大陆并向北偏东方向输送过程中被逐渐抬升，尽管初始阶段比湿较高，但沿途水汽含量损失较多，并主要被输送到东北地区850 hPa以上的大气之中，北方通道的水汽输送，水汽含量相对较低，也主要被输送到东北地区850 hPa以上的大气之中。

（References）

Brimelow J C, Reuter G W. 2005. Transport of atmospheric moisture during three extreme rainfall events over the Mackenzie River basin [J]. J. Hydrometeor., 6 (4): 423–440, doi:10.1175/JHM430.1.

陈斌, 徐祥德, 施晓晖. 2011. 拉格朗日方法诊断2007年7月中国东部系列极端降水的水汽输送路径及其可能蒸发源区 [J]. 气象学报, 69 (5): 810–818. Chen Bin, Xu Xiangde, Shi Xiaohui. 2011. Estimating the water vapor transport pathways and associated sources of water vapor for the extreme rainfall event over east of China in July 2007 using the Lagrangian method [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 69 (5): 810–818, doi:10.11676/qxxb2011.071.

陈力强, 陈受钧, 周小珊, 等. 2005. 东北冷涡诱发的一次MCS结构特征数值模拟 [J]. 气象学报, 63 (2): 173–183. Chen Liqiang, Chen Shoujun, Zhou Xiaoshan, et al. 2005. A numerical study of the MCS in a cold vortex over northeastern China [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 63 (2): 173–183, doi:10.11676/qxxb2005.017.

丁一汇, 胡国权. 2003. 1998年中国大洪水时期的水汽收支研究 [J]. 气象学报, 61(2): 129–145. Ding Yihui, Hu Guoquan. 2003. A study on water vapor budget over China during the 1998 severe flood periods [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 61 (2): 129–145, doi:10.11676/ qxxb2003.014.

Draxler R R, Hess G D. 1998. An overview of the HYSPLIT_4 modeling system for trajectories, dispersion, and deposition [J]. Aust. Meteor. Mag., 47: 295–308.

樊增全, 刘春蓁. 1992. 1980～1987年华北地区上空水汽输送特征 [J]. 大气科学, 16 (5): 548–555. Fan Zengquan, Liu Chunzhen. 1992. Analysis on the processed of water vapor transfer over North China during 1980–1987 [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 16 (5): 548–555, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.1992.05.05.

高国栋, 陆瑜蓉, 翟盘茂, 等. 1999. 淮河流域大气水汽输送特征及其对早涝形成的影响 [M]// 淮河流域能量与水分循环研究. 北京: 气象出版社, 75–81. Gao Guodong, Lu Yurong, Zhai Panmao, et al. 1999. The features of water vapor transport in atmosphere and their effects on flood/drought over the Huaihe River valley [M]// Study on Energy and Water Cycle over Huaihe Basin (in Chinese). Beijing: China Meteorological Press, 75–81.

Gimeno L, Drumond A, Nieto R, et al. 2010. On the origin of continental precipitation [J]. Geophys. Res. Lett., 37 (13): L13804, doi:10.1029/2010GL043712.

胡国权, 丁一汇. 2003. 1991年江淮暴雨时期的能量和水汽循环研究 [J]. 气象学报, 61 (2): 146–163. Hu Guoquan, Ding Yihui. 2003. A study on the energy and water cycles over Changjiang-Huaihe River basins during the 1991 heavy rain periods [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 61 (2): 146–163, doi:10.11676/qxxb2003.015.

黄荣辉, 张振洲, 黄刚, 等. 1998. 夏季东亚季风区水汽输送特征及其与南亚季风区水汽输送的差别 [J]. 大气科学, 22 (4): 460–469. Huang Ronghui, Zhang Zhenzhou, Huang Gang, et al. 1998. Characteristics of the water vapor transport in East Asian monsoon region and its difference from that in South Asian monsoon region in summer [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 22 (4): 460–469, doi:10.3878/j. issn.1006-9895.1998.04.08.

James P, Stohl A, Spichtinger N, et al. 2004. Climatological aspects of the extreme European rainfall of August 2002 and a trajectory method for estimating the associated evaporative source regions [J]. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 4: 733–746, doi:10.5194/nhess-4-733-2004.

江志红, 任伟, 刘征宇, 等. 2013. 基于拉格朗日方法的江淮梅雨水汽输送特征分析. 气象学报, 71 (2): 295–304. Jiang Zhihong, Ren Wei, Liu Zhengyu, et al. 2013. Analysis of water vapor transport characteristics during the Meiyu over the Yangtze-Huaihe River valley using the Lagrangian method [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 71 (2): 295–304, doi:10.11676/qxxb2013.017.

江志红, 梁卓然, 刘征宇, 等. 2011. 2007年淮河流域强降水过程的水汽输送特征分析 [J]. 大气科学, 35 (2): 361–372. Jiang Zhihong, Liang Zhuoran, Liu Zhengyu, et al. 2011. A diagnostic study of water vapor transport and budget during heavy precipitation over the Huaihe River basin in 2007 [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 35 (2): 361–372, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2011.02.14.

乔枫雪, 赵思雄, 孙建华. 2007. 一次引发暴雨的东北低涡的涡度和水汽收支分析 [J]. 气候与环境研究, 12 (3): 397–412. Qiao Fengxue, Zhao Sixiong, Sun Jianhua. 2007. Study of the vorticity and moisture budget of a northeast vortex producing heavy rainfall [J]. Climatic and Environmental Research (in Chinese), 12 (3): 397–412, doi:10.3969/j.issn. 1006-9585.2007.03.021.

刘英, 王东海, 张中锋, 等. 2012. 东北冷涡的结构及其演变特征的个例综合分析 [J]. 气象学报, 70 (3): 354–370. Liu Ying, Wang Donghai, Zhang Zhongfeng, et al. 2012. A comprehensive analysis of the structure of a northeast China-cold-vortex and its characteristics of evolution [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 70 (3): 345–370, doi:10.11676/ qxxb2012.032.

申乐琳, 何金海, 周秀骥, 等. 2010. 近50年来中国夏季降水及水汽输送特征研究 [J]. 气象学报, 68 (6): 918–931. Shen Yuelin, He Jinhai, Zhou Xiuji, et al. 2010. The regional variabilities of the summer rainfall in China and its relation with anomalous moisture transport during the recent 50 years [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 68 (6): 918–931, doi:10.11676/qxxb2010.087.

寿亦萱, 许健民. 2007. “05.6”东北暴雨中尺度对流系统研究 I：常规资料和卫星资料分析 [J]. 气象学报, 65 (2): 160–170. Shou Yixuan and Xu Jianmin. 2007. The rainstorm and mesoscale convective systems over Northeast China in June 2005. I: A synthetic analysis of MCS by conventional observations and satellite data [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 65 (2): 160–170, doi:10.11676/qxxb2007.016.

Simmonds I, Bi D H, Hope P. 1999. Atmospheric water vapor flux and its association with rainfall over China in summer [J]. J. Climate, 12 (5): 1353–1367, doi:10.1175/1520-0442(1999)012<1353:AWVFAI>2.0.CO;2.

孙军, 代刊, 樊利强. 2011. 2010年7～8月东北地区强降雨过程分析和预报技术探讨 [J]. 气象, 37 (7): 785–794. Sun Jun, Dai Kan, Fan Liqiang. 2011. Analysis and forecasting technology on the heavy rainfall processes in the Northeast China during July to August 2010 [J]. Meteor. Mon. (in Chinese), 37 (7): 785–794, doi:10.7519/j.issn.1000-0526.2011.7.002.

孙力, 安刚. 2001. 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, 25 (3): 342–354. Sun Li, An Gang. 2001. A diagnostic study of northeast cold vortex heavy rain over the Songhuajiang–Nenjiang River basin in the summer of 1998 [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 25 (3): 342–354, doi:10.3878/j.issn.1006-9895. 2001.03.05.

王东海, 杨帅, 钟水新, 等. 2009. 切变风螺旋度和热成风螺旋度在东北冷涡暴雨中的应用 [J]. 大气科学, 33 (6): 1238–1246. Wang Donghai, Yang Shuai, Zhong Shuixin, et al. 2009. The application of shearing wind helicity and thermal wind helicity in northeastern cold vortex rainfall event [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 33 (6): 1238–1246, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2009.06.10.

王培, 沈新勇, 高守亭. 2012. 一次东北冷涡过程的数值模拟与降水分析 [J]. 大气科学, 36 (1): 130–144. Wang Pei, Shen Xinyong, Gao Shouting. 2012. A numerical study and rainfall analysis of a cold vortex process over Northeast China [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 36 (1): 130–144, doi:10.3878/j.issn.1006-9895. 2012.01.11.

王文东. 2010. 2010年7月大气环流和天气分析 [J]. 气象, 36 (10): 122– 127. Wang Wendong. 2010. Analysis of the July 2010 atmospheric general circulation and weather [J]. Meteor. Mon. (in Chinese), 36 (10): 122–127, doi:10.7519/j.issn.1000-0526.2010.10.021.

谢安, 毛江玉, 宋焱云, 等. 2002. 长江中下游地区水汽输送的气候特征 [J]. 应用气象学报, 13 (1): 67–77. Xie An, Mao Jiangyu, Song Yanyun, et al. 2002. Climatological characteristics of moisture transport over Yangtze River basin [J]. J. Appl. Meteor. Sci. (in Chinese), 13 (1): 67–77, doi:10.3969/j.issn.1001-7313.2002.01.008.

徐祥德, 陶诗言, 王继志, 等. 2002. 青藏高原—季风水汽输送“大三角扇型”影响域特征与中国区域旱涝异常的关系 [J]. 气象学报, 60 (3): 257–266. Xu Xiangde, Tao Shiyan, Wang Jizhi, et al. 2002. The relationship between water vapor transport features of Tibetan Plateau–monsoon “Large Triangle” affecting region and drought–flood abnormality of China [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 60 (3): 257– 266, doi:10.11676/qxxb2002.032.

许秀红, 王承伟, 石定朴, 等. 2000. 1998年盛夏嫩江、松花江流域暴雨过程中尺度雨团特征 [J]. 气象, 26 (10): 35–40. Xu Xiuhong, Wang Chengwei, Shi Dingpu, et al. 2000. The features of meso-scale rain clusters over Nenjiang and Songhuajiang in 1998 [J]. Meteor. Mon. (in Chinese), 26 (10): 35–40, doi:10.3969/j.issn.1000-0526.2000.10.007.

袁美英, 李泽椿, 张小玲. 2010. 东北地区一次短时大暴雨β中尺度对流系统分析 [J]. 气象学报, 6 8(1): 125–136. Yuan Meiying, Li Zechun, Zhang Xiaoling. 2010. Analysis of a meso-scale convective system during a brief torrential rain event in Northeast China [J]. Acta Meteor. Sinica (in Chinese), 68 (1): 125–136, doi:10.11676/qxxb2010.013.

张庆云, 陶诗言, 张顺利. 2001. 1998年嫩江、松花江流域持续性暴雨的环流条件 [J]. 大气科学, 25 (4): 567–576. Zhang Qingyun, Tao Shiyan, Zhang Shunli. 2001. A study of excessively heavy rainfall in the Songhuajiang–Nenjiang River valley in 1998 [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 25 (4): 567–576, doi:10.3878/j.issn. 1006-9895.2001.04.13.

赵伟. 2010. 2010年8月大气环流和天气分析 [J]. 气象, 36 (11): 109–114. Zhao Wei. 2010. Analysis of the August 2010 atmospheric circulation and weather [J]. Meteor. Mon. (in Chinese), 36 (11): 109–114, doi:10.7519/j. issn.1000-0526.2010.11.017.

Zhao S X, Sun J H. 2007. Study on cut-off low-pressure systems with floods over in Northeast Asia [J]. Meteor. Atmos. Phys., 96 (1): 159–180, doi:10.1007/s00703-006-0226-3.

Zhou T J, Yu R C. 2005. Atmospheric water vapor transport associated with typical anomalous summer rainfall patterns in China [J]. J. Geophys. Res., 110(D8): D08104, doi:10.1029/2004 JD005413.

A Diagnostic Study of Water Vapor Transport and Budget of Heavy Rainfall over Northeast China during July to August 2010

SUN Li1, 2, MA Liangchen1, SHEN Baizhu2, DONG Wei1, and SUI Bo2

1,130051,2130062

The 22 heavy rain days that occurred over Northeast China during July–August 2010 were divided into three types according to their differences in synoptic system and precipitation area. Based on an analysis of the water vapor transport and budget using a Eulerian method, the characteristics of the major water vapor passages and their contribution ratios to water vapor transportation were studied using NCEP/NCAR reanalysis data and the HYSPLIT v4.9 model. The results showed that there are three major water vapor passages that act to affect heavy rain over Northeast China. One is the water vapor transport of the southeast moisture current along the edge of the western Pacific subtropical high. Another is the water vapor transport of the southwest moisture current that originates from the north of the South China Sea. And the third is the water vapor transport of the northwest flow, which originates from the westerlies. During the first type of heavy rain, there is little difference in value between the transportation coming from the western Pacific Ocean passage and that from the South China Sea passage; they are both important, and can each account for up to 87.4% of the total moisture transport. During the second type of heavy rain, the moisture transport path is shifted slightly to the east compared with that of the other types of heavy rain. The water vapor transport of the western Pacific Ocean passage can account for close to 70% of the total transportation. During the third type of heavy rain, the water vapor transport of the northern passage becomes prominent, although the moisture transport of the western Pacific Ocean passage also plays a leading role in the total transportation. The moisture of the western Pacific Ocean passage has smaller losses during transportation and is mainly transported to levels beneath 850 hPa. The moisture of the South China Sea passage has larger losses during transportation and is mainly transported to levels above 850 hPa, as is the moisture of the northern passage.

Northeast China, Heavy rainfall, Water vapor transport, Water vapor budget, Lagrange trajectory

10.3878/j.issn.1006-9895.1506.15101.

1006-9895(2016)03-0630-17

P426

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1506.15101

2015-01-02；网络预出版日期 2015-07-22

孙力，男，1960年出生，研究员，主要从事天气、气候分析和预报。E-mail: sunl@cma.gov.cn

国家自然科学基金项目40633016、41275096，公益性行业（气象）科研专项GYHY201006006

Funded by National Natural Science Foundation of China (Grants 40633016 and 41275096), Special Fund for Meteorological Research in the Public Interest (Grant GYHY201006006)

孙力，马梁臣，沈柏竹，等. 2016. 2010年7～8月东北地区暴雨过程的水汽输送特征分析 [J]. 大气科学, 40 (3): 630–646. Sun Li, Ma Liangchen, Shen Baizhu, et al. 2016. A diagnostic study of water vapor transport and budget of heavy rainfall over Northeast China during July to August 2010 [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 40 (3): 630–646,