2016年8月21日极值暴雨成因分析

闫鸣

摘 要 2016年8月21日傍晚到夜间，贺兰山沿山银川段拜寺口沟至苏峪口一线出现了历史罕见特大暴雨（12 h降水大于140 mm）。基于此，主要借助数值预报产品资料、银川市多普勒雷达产品资料、卫星云图资料以及自动气象站观测资料，对2016年8月21日银川市贺兰山沿山出现的特大暴雨成因进行了全面分析，通过对此次过程环流背景、影响系统、物理量场特征以及卫星雷达产品特征进行分析，全面总结此次过程的天气成因和特点。

关键词 暴雨;影响系统;特征

中图分类号：P458.121.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.33.086

1 天气实况

截至2016年8月22日8： 00，累计降水为220.5～241.7 mm，超过该地段2012年7月29日贺兰山滚钟口174.3 mm的历史气象记录。其中，有2个自动气象站累积雨量超过200 mm，3个站超过100 mm。最大累积降水和最大小时雨强均出现在贺兰山滑雪场，分别为241.7 mm和82.5 mm，本次强降水主要集中在21日21： 00至22日1： 00。

2 影响系统

2016年8月中下旬，副高异常偏强，随着副高的西伸北抬，588线稳定维持在我国西北和华北地区[1-2]。8月19日，欧亚中高维地区环流形势基本为一脊一槽型，里、咸海以北乌拉尔山以西为一高脊，以东为一宽广的低槽区，低涡中心在中西伯利亚，锋区位于北纬40°～50°，副高南、北界在北纬20°～40°，西脊点位于90°E，银川市位于副高588线北界边缘。21日20： 00，500 hPa锋区加强，副高北界的暖湿气流与巴湖扩散南下的冷空气在河西形成切变。700 hPa低涡中心位于青藏高原东南部，有暖中心配合，东北侧有8～12 s·m-1的低空急流自输送水汽与能量，低涡北侧在敦煌到嘉峪关、额济纳旗到阿拉善右旗形成中尺度气旋，500 hPa切变与700 hPa中尺度气旋在东移中加强，遇贺兰山在沿山地区滞留而形成特大暴雨。

3 物理量特征

3.1 对流性不稳定

8月21日20： 00对流性不稳定都较强，θse（500-850）=-10.07 ℃，700 hPa上比湿11.76～13.43 g·kg-1，T-Td为1 ℃。

3.2 静力稳定度

从8月21日20： 00开始，700 hPa以上气层为静力不稳定，CAPE值为530，沙氏指数为-2.57，K指数为44。

3.3 水汽条件

从21日20： 00 700 hPa上看出，中低层的偏南气流是输送水汽的主要途径，从地面到600 hPa相对湿度都大于70%，比湿700 hPa大于10，整层比湿大，表明较易产生降水天气。分析水汽通量散度场，水汽通量大值区在850 hPa，22日2： 00水汽通量大值区伸展到700 hPa，暴雨区的水汽辐合主要集中在700 hPa，并在21日23： 00达到最强。

3.4 垂直上升运动

分析垂直运动场可知，在降水发生前及大暴雨发生中上空都维持了很强的上升气流。200 hPa上有急流带，贺兰山上升气流达到200 hPa，强对流云团下风方对贺兰山上升有加强作用。

4 银川强降水时段雷达回波分析

雷达基本反射率回波图分析情况：21日20： 00至22日2： 00，在0.5°、1.5°、2.4°、3.4°、4.3°5个仰角上，贺兰山东麓一直维持一条中心强度在55 dBZ以上的带状回波，强回波完全沿贺兰山移动，并有列车效应。云顶高度9～12 km。21： 00至4： 00，强回波中心一直在贺兰山沿山地区滞留，其中，22： 56至23： 57，强中心60～63 dBZ，0： 58—1： 31，强中心59～60 dBZ，3： 00后，雷达回波逐渐减弱，5： 00后，回波消散。

液态含水量分析表明：21日20： 00—22日2： 00，液态含水量循环出现最大值，23： 46最大液态含水量达37 kg·m-2，22日3： 00后，液态含水汽量逐渐减小。强降水与液态含水量最大值持续时间有较好的对应关系。最大小时雨出现在强液态含水量面积最大时。

对应强回波中心有明显的气旋式辐合，并在距离雷达东南方约15 km处的上空0.8 km处存在一支20 m·s-1的低层东南风急流，该急流维持了约6 h，于22日2： 00前后减弱消失。暴雨区上空正速度区中有负速度区一直滞留，22日3： 00后，负速度区逐渐减小，5： 00后，负速度区消散。切变线在贺兰山维持稳定少动和强劲的低空急流是导致此区域遭遇特大暴雨的主要原因。

5 地形影响

EC预报8月21日17： 00开始，贺兰山东麓低层为东南风急流和偏南风急流，急流在贺兰山东麓交汇受到贺兰山阻挡，形成地形辐合，气流垂直坡向抬升，贺兰山东麓地区有明显的风速辐合。21日23： 00—22日2： 00，暴雨最强;22日2： 00以后，随着副高南落、急流减弱东退，气旋式切变减弱消失，暴雨减弱趋于结束。由于贺兰山的地形作用，加强了山脉上方的上升气流。

6 结语

1）贺兰山特大暴雨的触发者是地形抬升作用，其他天气系统提供了足够的不稳定能量、水汽，同时也加强了上升气流。2）在副高控制下，当不稳定能量和水汽均满足时，关注强对流的一些特殊触发条件，应是此次暖区暴雨的一个重要途径。3）雷达基本反射率与液态含水量最大值与强降水出现时段基本吻合。4）探空资料分析表明，暴雨前低层大气高温、高湿、近于饱和，大气强烈对流不稳定;暴雨后，大气中的能量迅速释放处于稳定状态，降水减弱或结束。

参考文献：

[1] 陈豫英，陈楠，任小芳，等.贺兰山东麓罕见特大暴雨的预报偏差和可预报性分析[J].气象，2018（44）：23-25.

[2] 劉建勇，谈哲敏，顾思南.梅雨期暴雨系统的流依赖中尺度可预报性[J].大气科学，2011，35（5）：912-926.