2016年8月25日滨州市暴雨天气过程诊断分析

刘慧 刘德安

摘要    为提高预报水平、总结预报经验、增强防灾减灾能力，本文对2016年8月25日山东省滨州市暴雨天气过程进行分析。结果表明，低槽冷锋是造成此次暴雨天气过程的主要影响系统，为锋前暖区暴雨，以锋面降水为主;由于副高的阻挡，没有明显的南部暖湿气流向北输送，水汽条件主要依靠本地提供;地面冷高压强度较大、范围广及地面气压梯度大是造成大风的主要因素;假相当位温、K指数、散度、垂直速度等物理量有效配置是暴雨预报的重要指标，与此次暴雨落区对应较好;冷锋锋面抬升是此次过程低层不稳定能量的主要触发机制。

关键词    暴雨;过程分析;山东滨州;2016年8月25日

中图分类号    P458.1+21.1        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）17-0194-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

2016年8月25日凌晨到下午山东省滨州市自北向南出现了一次大到暴雨、局部大暴雨的降水天气过程，滨州市过程平均降水量56 mm，最大115.8 mm。全市有52个自动观测站降水超过50 mm，4个超过100 mm。降水后期，东北大风从北部沿海逐渐向内陆推进，内陆大部分地区阵风7～8级，北部沿海阵风9～10级。

因前期降水较多，已经造成局部地区渍涝，尚未缓解，加之此次持续较长时间的强降水，造成滨州市部分地区农田积水，出现灾情。农村困难群众的住房多为土木结构，抗灾能力差，降水后期东北风力较大，因而造成房屋损坏和农作物倒伏，灾情较严重。

暴雨作为滨州地区最主要的灾害性天气之一，具有突发性、强度高、持续时间长等特点。已有很多气象学者对鲁西北地区暴雨的成因等进行研究分析。杨学斌等[1]对山东一次持续的区域性暴雨进行分析研究;张洪英等[2]对鲁西北和鲁中北部的一次由冷式切变线及其沿切变线活动的低涡造成的区域性大暴雨进行分析。这些研究对滨州地区暴雨预报工作具有重要的指导意义。为进一步总结预报经验、提高预报水平和增强防灾减灾能力，针对2016年8月25日暴雨過程，本文对其大尺度环流形势、物理量场等对降水的影响等方面进行了分析，以期为滨州地区暴雨天气分析预报提供参考。

1    环流背景

从高低空环流形势来看，24日8：00，500 hPa副高控制我国40°N以南大部地区，西伸至西藏地区，滨州市基本受副高控制。在60°N、120°E附近有明显的气旋性环流，对应高空槽自环流中心向西南方向延伸至新疆以东，温度槽略落后于高度槽，槽后有冷空气的积累，槽前等温线密集;700 hPa也基本处于副高内部，在黑龙江以北形成低涡，其南部低槽位置较500 hPa偏前，于低涡中心至蒙古中部一带;850 hPa低槽又较700 hPa偏前;地面冷高压位于新疆以东，冷锋位于中蒙边界一线。至24日20：00，500 hPa高空槽东移南压至黑龙江以北到蒙古中南部，副高略有南退，700 hPa低槽位置与500 hPa相近;850 hPa低槽位置较偏前，位于黑龙江以北至河套东北附近，滨州市受槽前西南气流控制;地面冷高压和地面冷锋东移南压，冷高压前等压线趋于密集，冷锋移至冀中一带。25日8：00，高空槽继续南压至黑龙江至内蒙古中部，副高北部边缘于鲁中一带，滨州市处于588 dagpm线外围的偏西气流中，中低层的低槽在沿黄一带，在40°N附近温度梯度较大;地面冷高压中心在蒙古附近范围增大，高压前部等压线十分密集，冷锋南压至鲁西北附近。至此，滨州市大部地区已出现降水，北部地区出现大到暴雨。到25日20：00，高空低槽、地面冷锋基本移出，转受偏北气流控制，过程结束。

由以上分析，低槽冷锋是造成此次暴雨过程的主要影响系统。高空低槽东移，对应地面冷锋南压，副高边缘有冷空气下来，系统相互作用，暖湿空气受锋面抬升形成锋前暖区暴雨，以锋面降水为主。由于副高西伸位置偏西，此次降水没有低空急流的配合，水汽主要由本地提供。地面冷高压强度较大、范围广，高空有冷中心配合，冷高压前等压线十分密集，高空配合有明显的锋区，这些都是造成天气过程中大风的原因。

2    环境条件分析

2.1    水汽条件

从850 hPa比湿场来看，降水开始前，比湿由23日8：00的5 g/m3增加至24日20：00的14 g/m3左右，湿度不断增强，为暴雨的产生提供了有利的水汽条件。降水期间，鲁西北比湿也一直维持在14 g/m3左右，水汽含量较大，达到山东省暴雨指标值[3]，过程中有充足的水汽供应，有利于降水的维持。同时，过程中整层水汽含量很大，25日8：00大气可降水量高达70 mm以上。可见，水汽条件相当充沛。同时分析25日8：00 1 000 hPa水汽通量散度场可知，鲁西北地区位于负值最大区附近，有气流源源不断地在鲁西北地区辐合，为暴雨的产生提供了水汽支持。

此次过程由于副高的阻挡，并没有明显的南部暖湿气流向北输送，水汽条件主要依靠本地提供;而本地水汽如此充沛的情况比较少见。

2.2    层结稳定度

从850 hPa假相当位温场来看，鲁西北位于θse高能舌顶端，过程中θse值基本保持在70 ℃以上，部分地区高达80 ℃左右，表明具备很强的不稳定能量。过程中K指数维持在35 ℃以上，说明大气层结也具有较强的不稳定性，为暴雨的产生提供了热力不稳定条件[4-5]。

2.3    动力抬升条件

由散度场可以看出，25日8：00，鲁西北地区高低层散度存在良好的配置，高层辐散抽吸作用有利于低层的辐合加强，而低层的辐合必然引起上升运动。由此可见，低层辐合、高层辐散的有效配置，为暴雨产生提供了良好的动力条件[6]。从垂直速度场来看，抽吸作用产生了深厚的上升运动，鲁西北处于负值大值中心附近，自下而上为一致的上升气流，有利于暴雨的维持发展。冷锋锋面抬升是此次过程低层不稳定能量的主要触发机制。

3    雷达回波分析

24日傍晚前后开始有零散的弱降水回波自天津—河北一带向偏东方向移动，在移动过程中不断合并加强，形成大片混合云降水回波继续向偏东方向移动，主要影响滨州市北部沿海一带。同时，其后不断有零散回波加入合并，回波范围不断扩大且在东移过程中有南压趋势。自25日0：00前后开始自北向南影响滨州，回波在东移南压过程中强度逐渐减弱，结构趋于松散。于25日下午移出，过程结束。

过程前期受混合云影响，出现雷电和短时强降水，由垂直剖面图可见，较强回波（45～50 dBZ）基本在6 km以下（25日8：00 0 ℃层高度为5.7 km左右，-20 ℃层高度达9 km左右），较强回波伸展高度较低，云顶发展到10 km，达到-20 ℃层高度，出现雷电;过程后期主要为层状云降水回波，回波强度为30～45 dBZ，局地回波强度达50 dBZ。从垂直积分液态水含量来看，VIL值基本在10 kg/m2以内，VIL值较小，以稳定性降水为主（图1）。

由滨州雷达站25日10：44的0.5°、1.5°、24°仰角径向速度图可以看出，雷达50 km范围内零径向速度线呈反“S”形，并且仰角越高特征越明显，风向由雷达附近的东北风转变为距离测站50 km附近高空的偏北风，风向随高度逆转，表示在雷达探测范围50 km内较高层次存在冷平流，表明冷锋过后，已受冷空气影响。

由图2可知，雷达约50 km探测范围内零等速线呈西北—东南向的直线，即实际风向从雷达到50 km对应高度都是均匀的东北风。此外，3个仰角的径向速度图上均出现了一对最大、最小径向速度——“牛眼”型结构，最大数值约27 m/s，并且随着仰角的抬高，“牛眼”的范围缩小，表明大风区范围随高度抬升而缩小;近距离低仰角处存在正负速度对，说明地面对应有大风区。对比实况可知，对应时刻地面为一致的东北大风，风力达7级左右。

4    结语

结果表明，低槽冷锋是造成此次暴雨天气过程的主要影响系统，为锋前暖区暴雨，以锋面降水为主。此次过程由于副高的阻挡，沒有明显的南部暖湿气流向北输送，水汽条件主要依靠本地提供。地面冷高压强度较大、范围广及地面气压梯度大是造成大风的主要因素。假相当位温、K指数、散度、垂直速度等物理量有效配置是暴雨预报的重要指标，与此次暴雨落区对应较好。冷锋锋面抬升是此次过程低层不稳定能量的主要触发机制。

5    参考文献

[1] 杨学斌，代玉田，陈华凯，等.鲁西北一次持续性暴雨成因分析[J].气象科学，2016，36（2）：275-282.

[2] 张洪英，王英.一次冷式切变线引发区域性大暴雨过程分析[J].安徽农业科学，2010，38（9）：4669-4670.

[3] 周雪松，吴炜，孙星池.山东暴雨天气学预报指标的统计特征分析[J].气象，2014，40（6）：744-753.

[4] 胡容，史小康，李耀东.重庆一次暴雨过程的诊断分析[J].气象与环境科学，2016，39（1）：66-73.

[5] 孙建华，汪汇洁，卫捷，等.江淮区域持续性暴雨过程的水汽源地和输送特征[J].气象学报，2016，74（4）：542-555.

[6] 徐芬，王博妮，夏文梅，等.长江中下游地区一次春季暴雨过程的多普勒雷达速度特征分析与研究[J].高原气象，2014，33（2）：548-556.