2014年9月1—3日北京市房山区局地暴雨天气过程分析

李杰 宋歌 张薇

摘要 本文利用MICAPS常规气象资料和自动站实况数据，从天气形势场和物理量场2个方面对2014年9月1—3日北京市房山区暴雨天气过程进行分析。结果表明，此次暴雨过程是在比较有利的天气背景条件下发生的；动量条件、能量条件、水汽条件均有利于暴雨的发生，500 hPa的西风槽、对流层中低层的低涡切变线是天气尺度的主要影响系统；同时由于低涡系统强烈发展、副热带高压西伸且稳定地维持在云南—四川一带，使降水持续时间较长。

关键词 暴雨；强对流；北京市；房山区；2014年9月1—3日

中图分类号 P458.1+21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0196-02

暴雨是我国主要自然灾害之一，具有降水强度大、突发性强、持续时间长等特点，常引发洪水泛滥、滑坡、泥石流等次生灾害，导致江河横溢、水库垮坝、农田和房屋被淹没、交通和电讯中断，给人们的生产、生活和生命财产安全带来严重危害[1]。

本文利用MICAPS常规气象资料和自动站实况数据，从天气形势场和物理量场2个方面对2014年9月1—3日北京市房山区暴雨天气过程进行分析，以期为突发性暴雨预报提供预报依据。

1 天气实况

2014年9月1日傍晚至3日凌晨，北京市房山区出现中到大雨天气过程，局地出现暴雨，雨量分布不均。此次暴雨过程中全区平均降水量为19.8 mm，最大降水出现在南召，过程雨量为111.7 mm（图1）。此次降水过程强度大、持续时间长，给房山区交通带来严重的影响。

2 环流形势分析

此次暴雨暴发前期，8月31日8：00，500 hPa在新疆与内蒙古交界处有一宽广的高空冷槽。在冷槽东移南压的过程中，副高西伸加强，导致冷槽底部移动速度减慢，竖槽逐渐转为横槽。由于副高稳定地维持在云南—四川一带，使降水持续时间较长。9月1日20：00前冷槽临近房山区，直至3日才彻底过境。副热带高压外围与大槽之间存在一西南急流，是暴雨水汽的主要携带和输送者。8月31日20：00，700 hPa在黑龙江省一带有一低涡，房山区处于低涡底部，随着低涡南压逐渐影响房山区，在此过程中，房山區700 hPa降温明显。9月1日20：00，河北—山西一带有一明显的风切变，房山区处于西南气流中，水汽条件良好。但切变线移动速度较快，2日20：00已移至河北东部地区。从地面图来看，房山区处于2个高压中心之间的鞍形场控制中（图2）。在鞍形场作用下，低层不断聚集大量暖湿空气，而在高层有冷干空气侵入，从而导致了低涡系统强烈发展。

暴雨的形成与高低空急流有关，高空辐散、低空辐合的配置促使垂直上升运动发展并加强，为强降水的产生提供必需的动力和水汽条件[2]。由图3可知，700 hPa上西南风急流为房山区带来了丰富的水汽，同时输送大量的暖湿不稳定能量，使低层增温增湿，气层不稳定，从而为暴雨发生提供必要的物理条件。

3 物理量场分析

3.1 动力条件

由图4（a）可知，房山区降水发生前，由于受高压脊控制，整层为负涡度。9月1日20：00，高层500 hPa已转为弱的正涡度，底层的负涡度也有所减弱，有利于降水的发生。由图4（b）可知，降水前700 hPa以下为辐合区，有利于气流辐合上升。随着降水的发生，辐合区逐渐向底层扩散，且有加强趋势。

3.2 水汽条件

水汽条件是影响降水强度的主要因子，源源不断的水汽输送是暴雨得以维持的关键[3]。由图5（a）可知，8月31日20：00 850 hPa房山区水汽含量为11 g/kg，湿度条件较好。由图5（b）可知，水汽输送主要集中在700 hPa以下，以925 hPa最为明显，房山区水汽输送的主要通道为西南急流。

3.3 不稳定能量

由图6可知，9月1日20：00对流有效位能（CAPE）为622.5 J/kg。降水前CAPE值较小，之后CAPE值显著增大，说明强降水发生前对流有效位能在较短的时间累积起来，而后释放。由于能量释放产生较强上升运动，为暴雨的产生提供了能量条件。

4 地形条件

地形对降水的产生具有2个作用，分别为动力作用和云物理作用[4]。在动力作用中，地形的强迫抬升为主要影响因素。此次降水过程是在西南气流背景下产生，房山区西南部的张坊镇降水显著偏多。房山区地处华北平原与太行山交界地带，西部和北部为山地、丘陵，东部和南部为沃野平原。由于地形强迫抬升，引起地面上升运动，上升运动动力加强，同时改变降水形成的云物理过程，使已经凝结的水分高效率下降成雨。

5 结论

（1）2014年9月1—3日北京市房山区暴雨过程是在比较有利的天气背景条件下发生的；动量条件、能量条件、水汽条件均有利于暴雨的发生；500 hPa的西风槽、对流层中低层的低涡切变线是天气尺度的主要影响系统。

（2）地面鞍形场作用下，低层不断聚集大量暖湿空气，而在高层有冷干空气侵入，从而导致了低涡系统强烈发展。副热带高压西伸且稳定地维持在云南—四川一带，使降水持续时间较长。

6 参考文献

[1] 张欢.基于风场信息的强对流天气预报研究[D].天津：天津大学，2010.

[2] 肖媚，王式功，刘志雄.湖南暴雨气候特征及典型暴雨个例研究[D].兰州：兰州大学，2012.

[3] 胡国权，丁一汇.1991年江淮暴雨时期的能量和水汽循环研究[J].气象学报，2003，61（2）：146-163.

[4] 廖菲，洪延超，郑国光.地形对降水的影响研究概述[J].气象科技，2007，35（3）：309-316.