2017年6月河北强对流天气过程分析

吴 阳，唐丽彬

（宽城满族自治县气象局，河北 承德 067600）

河北省地处我国华北地区、漳河以北，东面濒临渤海，境内地形地貌复杂多样，兼有高原、山地、丘陵、盆地和平原。河北省属于温带大陆性季节气候，四季分明，其中年平均降水量484.5mm，一年中降水量集中在6-9月，汛期降水频繁，局地性暴雨时有发生，遇暴雨等强对流天气，突发性抢、来势猛且降水时间集中，可预报时效较短，预报工作难度较大。强对流性天气对人民生命财产安全、城市功能、环境与资源等造成较大程度的破坏，给市民正常生活、城市经济社会发展带来一定影响。受冷涡影响，2017年6月下旬初，张家口东部、承德、保定、廊坊、唐山西部和北部、石家庄、邢台北部、沧州、衡水出现暴雨，局部大暴雨，降雨时局地伴有冰雹、短历时强降水、雷暴大风等强对流天气。文章针对此次强降雨天气过程进行分析，旨在为做好强对流天气预报分析提供参考。

1 强对流天气过程及影响

2017年6月21～23日河北省平均降雨量43mm。降雨量分布在唐山、保定、衡水三市大部，承德西南部，廊坊中北部，沧州、石家庄、邢台、邯郸四市局部降雨超过50mm。其中承德、唐山、保定三市局部降雨超过100 mm，其他地区降雨量一般不足50mm。据统计，降雨量超过25mm的笼罩面积14.6万km2，超过50 mm的笼罩面积6.8万km2，超过100mm的笼罩面积5100km2。最大点雨量为兴隆县王坪石207mm。

此次降水过程持续时间长，降水强度较大，对流天气强，受降雨影响，部分河道出现明显涨水过程。北三河水系潮白河赶水坝站（香河县）21日21时最大过水流量1507m3/s，青龙湾减河土门楼站（香河县）22日8时过水流量1127 m3/s；大清河水系胭脂河新房站（阜平县）21日20时20分最大流量57.7m3/s，其他河道水势平稳。6月22日8时，全省大、中型水库总蓄水量32.94亿m3，比常年同期多蓄水14.21亿m3。

2 环流形势

6月21日20时，500 hPa高空亚欧大陆中高纬度地区表现出了“两槽一脊”型，强大的阻塞高压控制着贝加尔湖一带，深厚冷涡对我国华北地区造生影响，冷中心温度为-14℃，冷涡中心高空阶梯槽落后于温度槽，在冷涡作用下槽后大量冷空气开始向南方地区入侵，并继续对长江中下游地区产生影响。中低纬度地区副热带高压呈东西带状分布，588线位于河北省南部地区，北侧形成较大的气压梯度，西南气流发展较为旺盛。同时，副热带高压西侧短波槽不断东移，中低层处西南急流快速发展起来，河北省东部地区出现了暖式切变生长，地面形势场上有低压发生发展。22日08时，副热带高压继续维持少动，短波槽在东移过程中，不断在上游地区生成新的短波槽，低空急流逐渐加强并北抬，850hPa风速为20m/s左右，河北省北部地区有冷暖空气交汇逐渐形成东北—西南走向的切变线。随后副热带高压有所东退，上游短波槽不断从河北南部地区移出，700 hPa和850 hPa切变线转为东西走向，850 hPa急流强度加强且在河北中部地区形成出口区，地面场上低压发展东移，在有利的天气背景下，河北省出现持续强降雨，并在22日形成较强的强对流天气过程。

3 物理量场诊断分析

3.1 水汽条件

21日20时850 hPa露点温度场上，河北省南部地区上空850hPa低空处露点温度处于12～16℃，水汽源源不断进行补充以及扰动的共同作用促进了强降雨天气的出现。22日08时河北省上空850hPa和500hPa处的温度露点差在0～4℃之间，河北大部分地区上空具备充足的水汽条件，对于强降水天气的出现较为有利。结合21日20时850 hPa比湿场，南部地区的比湿梯度场方向恰好同风向相反，水汽输送有利于强降水天气的出现，一直到22日20时，河北省大部分地区上空850 hPa的比湿数值在12g/kg以上，尤其东北部地区，出现较强降水。

结合22日08时850hPa水汽通量散度场，有强的水汽通量辐合中心出现在华北地区，在低空风切变的作用下南方水汽不断向华北地区输送，华南地区上空存在1个更强的水汽辐合中心，使得水汽输送较强，支持长时间大范围的降水，也是此次河北省暴雨天气持续的主要原因。之后随着低涡的移动降水落区也在发生变化，河北省强降雨天气过程逐渐消弱并结束。

3.2 动力条件

对这次河北省出现的冷涡降雨来说，冷涡中心附近的强对流活动有很大的优势存在，在温度平流和涡度平流共同作用下，上升速度不断加强发展。结合21日20时850hPa温度平流场，河北省北部主要以温度平流为主，对不稳定能量的产生提供了有利条件。22日08时，850 hPa低空处逐渐由负涡度转为正涡度并与出现强对流降水的区域正好对应。850、700和500hPa垂直速度场上，河北省上空上升区域的边缘位置同上升气流始终保持一致，上升速度达到了-2～-5 hPa/s，有利于水汽输送和高低空的能量交换。结合22日08时不同高空处的垂直速度场，上升运动强度有所下降，850hPa低空处上升运动基本停止，这正好对应了主要降水时段。

3.3 热力条件

结合K指数和SI指数开展分析，22日08时K指数由河北东北部逐渐向西北部地区增大，西部地区的K指数大都超过了30℃，SI指数从东部到西部地区逐渐减小，河北省大部分地区SI指数均在0℃以下，是强对流天气出现的有利条件。当SI指数在0℃以上时，即使产生大量的不稳定能量，但也不足以促进对流天气发生。同时，由于河北省大部分地区上空开始仅存在着较小的不稳定能量，而且暖湿空气不够强，在迅速释放不稳定能量产生降雨后，位势不稳定层结开始重新加强建立，造成22日出现了强对流天气。

4 结语

①22日08时，副热带高压稳定维持，有短波槽不断东移，河北省上游地区生成新的短波槽，低空急流不断加强，并逐渐向北抬升，随后副热带高压东退，700 hPa和850 hPa切变线呈现东西走向，850 hPa急流强度加强且在河北省中部地区形成出口区，地面场上低压发展东移，河北省在之前强降雨过程中，又出现了强对流天气。

②22日08时河北省大部分地区上空850 hPa和500 hPa处的温度露点差为0～4℃，具备充足的水汽条件，有利于强降水天气发生发展。

③河北省处于上升区域的边缘位置处，与上升气流始终保持一致，上升速度在-2～-5 hPa/s，为水汽输送和高低空的能量交换提供了有利条件。

④降水前期河北上空不稳定能量相对较小，暖湿空气不够强，但在不稳定能量释放后，位势不稳定层结又重新加强建立起来，这也是河北省强降雨过程中出现强对流天气的主要原因。