呼伦贝尔市暴雨天气分型研究

苗冬梅

暴雨天气是导致洪涝、滑坡和泥石流等多种灾害的关键因素，对暴雨过程的诊断分析和预报研究一直是气象工作者的研究重点，并取得了很多有价值的成果。研究暴雨的天气分型，总结提炼其预报指标对于预报工作具有重要的现实意义。常煜[1]等对呼伦贝尔市暴雨进行了分析研究，从西风带系统与其他天气系统的相互作用角度将暴雨天气大致分为四类。本文暴雨过程研究时间序列是从1960年至2012年，共53年190个暴雨过程。从500 hPa直接影响系统的角度进行暴雨天气分型，同时总结归纳了暴雨与西太平洋副热带高压（简称副高，下同）、下游高压、低空急流和热带扰动的相互关系，希望对今后暴雨灾害的预报预警提供新的指导及预报思路。

1 资料与方法

1.1 资料 本文利用1960-2012年呼伦贝尔市16个国家自动气象站的暴雨资料以及NCEP再分析资料，暴雨是指日降水量≥50 mm且＜100 mm的降水，大暴雨指日降水量≥100 mm且＜250 mm的降水。

1.2 统计方法 暴雨过程次数：本文规定20：00-20：00（北京时，下同）24 h内只要1个国家自动站及以上台站出现暴雨即统计1次暴雨过程。

2 暴雨天气分型

统计得知，呼伦贝尔市1960-2012年共有190次暴雨天气过程。依据500 hPa高空西风带直接影响系统来分类天气类型，共分为高空槽型、冷涡型、低涡型三种类型。当然在业务中对暴雨影响系统的界定并非十分清晰，暴雨的影响系统之间也并非绝对的独立。事实上影响暴雨的槽与涡是相互转化演变的。本文分析总结时是以暴雨发生前后12 h的槽脊落区位置为准。呼伦贝尔市暴雨天气分型见表1。

表1 呼伦贝尔市暴雨天气分型

2.1 高空槽型 经统计，1960-2012年190次暴雨过程中93次为高空槽型（其中有14次为横槽），占总暴雨过程的48．95%，是呼伦贝尔市主要的暴雨天气类型。高空槽型暴雨，其原因是槽后冷平流侵入利于槽的经向度加大，其引起的槽前暖平流及正涡度平流的加强有利于上升运动，同时低层暖湿气流配合中层西北气流形成下暖湿上干冷的高低空配置，对激发不稳定能量释放起到增强作用，且高空槽型暴雨其下游多伴有高压脊强烈发展形成高压坝，阻挡高空槽东移，促进降水长时间持续形成暴雨。暴雨的发生是在高空槽影响系统背景下的多尺度天气相互作用的产物[2]，其物理特征及天气学成因也是非常复杂多样，业务中应具体情况具体分析。如2011年7月24日至28日全市大范围暴雨过程就是高空槽型，全市共有27个区域自动站出现暴雨，阿荣旗的三岔河日降水量多达104 mm，达到大暴雨量级。

2.2 冷涡型 冷涡型，本文是指500 hPa上至少有2根以上的闭合等高线，发展深厚并有冷中心相配合的闭合低值系统，其850 hPa的等高线也是闭合的。1960-2012年190次暴雨过程中67次为冷涡型，占总暴雨过程的35．26%。其中蒙古冷涡居多，其次是贝加尔湖分裂的冷涡，东北冷涡较少。经统计得知冷涡型暴雨都伴有低空急流，风场上形成气旋性辐合中心，围绕辐合中心环绕多支急流且强，有些暴雨过程低空风速高达16～20 m/s。1998年7月28日至29日，呼伦贝尔市东南部两次暴雨过程就是典型的冷涡型暴雨。其中8月9日至10日扎兰屯市出现了124．6 mm的大暴雨，阿荣旗连续2 d日降水量均达到70 mm。

2.3 低涡型 低涡型，本文所说的低涡，是浅薄的低值系统，相对于冷涡而言，500 hPa只有一根闭合等高线，没有冷中心相配合。统计1960-2012年的190次暴雨过程，30次为低涡型，占总暴雨过程的15．79%。这种类型的暴雨，由于系统垂直发展不深厚，一般维持时间较短。预报业务中分析思路与冷涡暴雨基本相似。

3 暴雨与其他系统的相互关系

3.1 暴雨与副热带高压 统计全市1960-2012年暴雨天气过程副高特征得知，80%的暴雨过程的副高588线北界位置在北纬35°～40°、西伸脊点在东经100°～110°，其中6月的暴雨过程副高588线位置偏东、偏南，588脊线位置多在北纬25°～20°，东经120°以东。还有一种类型是副高发展特别强盛，或与日本海高压脊合并，588脊线位置可达北纬40°～45°。副高对暴雨的作用，一方面表现在其西侧的偏南风或西南风利于将渤海、日本海的水汽和能量向本地输送，另一方面表现在副高与高空槽或冷涡的相互作用上。

3.2 暴雨与下游高压 《内蒙古预报手册》[3]中明确指出，呼伦贝尔市暴雨与鄂霍茨克海阻高密切相关。统计了呼伦贝尔市1960-2012年190次暴雨过程，其中35%～45%暴雨过程下游伴有鄂霍茨克海阻高；35%暴雨过程下游的高压脊较弱，没形成阻塞形势，且位置在日本海一带。约8次暴雨过程副高与鄂霍茨克海阻高合并，形成更为强盛的下游阻高系统；约5次暴雨过程鄂海一带为深厚的冷涡。由此可见，有70%的暴雨过程下游伴有高压系统，其使上游低值系统停滞少动，对暴雨的产生起到十分关键作用。

3.3 暴雨与热带扰动 本文把台风和副热带辐合带统称为热带扰动。呼伦贝尔市位置虽然相对偏北，但统计1960-2012年暴雨过程中有25%的暴雨天气过程伴有热带扰动，其中8次暴雨过程伴随着台风登陆，多数在北纬15°附近菲律宾岛以东洋面上生成；9次暴雨过程伴随的热带扰动在北纬25°～30°一带生成；8次暴雨过程热带扰动产生在菲律宾岛以西。如2011年7月25日暴雨过程，就是沿着低空急流的对流云团北涌造成的暴雨。

3.4 暴雨与低空急流 统计呼伦贝尔市190次暴雨过程，80%的暴雨过程伴有低空急流，低空急流将水汽与能量向本地输送，促进水汽通量辐合和不稳定层结的形成，低空急流对暴雨有正反馈的作用。20%的暴雨过程，低层也伴随西南或偏南风，但达不到低空急流标准。研究中还发现2个以上气象站出现暴雨过程的低空急流特强，最大风速≥16 m/s，有的达到20 m/s。

4 结语

一是呼伦贝尔市暴雨以500 hPa影响系统分为高空槽型、冷涡型、低涡型三种类型，其中高空槽型约占48．95%，是主要暴雨天气类型。二是呼伦贝尔市80%暴雨过程的副高588线北界位置在北纬35°～40°、西伸脊点在东经100°～110°。三是呼伦贝尔市70%的暴雨过程下游伴有高压系统，其中35%～45%暴雨过程下游伴有鄂霍茨克海阻高，阻挡低值系统在该市上空长时间维持，有效延长降水时间。四是呼伦贝尔市25%的暴雨天气过程在低纬度有热带扰动，远距离水汽输送对本地暴雨天气的产生具有积极作用。五是呼伦贝尔市80%的暴雨过程伴有低空急流，可见，低空急流提供的水汽条件和能量条件对暴雨的发生十分关键。