焦作汛期首场暴雨漏报原因分析

肖杰

（河南省焦作市气象局，河南 焦作 454003）

1 天气实况

2011年7月2日夜里到3日，焦作出现汛期以来首场区域性暴雨。强降水主要集中2日夜里，各县市观测站12小时降水量（2日20时～3日08时，单位：mm）：焦作95.6、修武61.9、武陟39.6、沁阳98.0、博爱75.0、孟州45.2、温县20.1。乡镇雨量站上有5个降水量超100mm，最大降水量为沁阳柏乡120.8mm。据民政局统计：房屋倒塌240间，损坏370间，受灾18334人，经济损失437.35万，农作物受灾997公顷。市气象台于2日下午对外发布24小时预报：今天夜里到明天白天多云间阴天，有中阵雨，局部大到暴雨。预报比实况偏小2个量级，焦作首场区域性暴雨漏报。为做好预报工作减轻灾害，有必要对这类天气过程进行分析总结。

2 环流形势和影响系统分析

2.1 环流形势分析

2日8时500hpa高空图上，中高纬度为两槽一脊型。高压脊位于东经110°附近，从河套北部伸向中西伯利亚地区。两个低槽分别位于东经80°和130°附近。内蒙东北部有一低涡，低涡槽伸向华北地区。另外有几个短波槽分别位于我国新疆地区、青海西部、甘肃西南部到四川和内蒙东部。副热带高压位于长江以南地区。河南北部处在槽前和584线之间强盛的西南暖湿气流中，这是一次副高边缘的降水。短期内低槽携带冷空气东移影响焦作，副高略有南退，焦作出现区域性暴雨。

图1 2日08时500hpa环流形势和高低层配置

2.2 高空影响系统分析

2日08时500hpa高空图上，588线位于长江下游以南，584线控制河南南部，低槽位于甘肃西南部到四川。在低槽和584线之间，有一个西南风最大风速带，将水汽源源不断地向焦作输送。内蒙东北部有一低涡，有冷平流影响华北地区。700hpa图上，北纬36°线以南大部分地区受12°暖中心控制，850hpa焦作受22°线暖区控制。同时，700和850hpa郑州站温度露点差分别为2和4，处于饱和区中。前期的高温高湿为暴雨的产生提供充分的能量和水汽条件。另外，从云南东部伸向河南南阳有一西南急流，焦作上空有风速的辐合，850hpa西南急流较700hpa略微偏东，水汽通道畅通，向暴雨源源不断不送水汽。河套西部有一304线闭合低涡，切边线位于山西到北京一线。

2日20时500hpa图上，低槽东移至西安-成都一线，且有所减弱。而584线并没有减弱南退，位置较上一时次基本无变化。说明副高比较强盛，而低槽是减弱收缩东移。但是700hpa高空图上，304低涡较上一时次范围和强度有所减小，原先位于山西到北京一线的切变线此时西段位置变化不大，东段明显南压至焦作上空。郑州到邢台为西南风到东南风的切变。辐合上升运动使焦作降水加强，有利于暴雨的产生。

3日08时500hpa图上，低槽收缩东移河北南部-我市东北部一带，584线东段略有南压。但580线西段迅速发展为一高压脊，和贝加尔部南部高压脊连成一片。3日白天焦作将受高压脊前西西北气流控制，降水逐渐停止。

2.3 地面影响系统分析

2日14时地面图上，从四川伸向我省有一暖倒槽发展，降水前夕焦作受暖低压控制，气温较高，全市气温在32～35°之间，高温高湿有一定的不稳定能量，此时冷空气前锋已经移至华北北部。2日20时，冷锋继续南压至山西一带，暖倒槽有所减弱。3日02时，冷锋已过焦作。因此冷锋在2日20时到3日02时这段时间内过境，冷暖空气在焦作上空交汇使大气斜压性加大，触发了暴雨的产生。3日08时，此时冷空气前锋已经到达河南中部，焦作白天降水减弱。

3 对数值预报产品检验

业务中对数值预报产品过分依赖已经成为当前预报的一个严重问题，因此有必要对其检验。本次过程通过对ECMWF进行检验，发现对500hpa的环流形势预报较为准确，与实况基本吻合。2日20时，低槽东移至西安-成都一线，且有所减弱。而584线并没有减弱南退，位置较上一时次基本无变化。3日08时，低槽收缩东移河北南部-我市东北部一带，584线东段略有南压。但580线西段迅速发展为一高压脊，和贝加尔部南部高压脊连成一片。3日白天焦作将受高压脊前西西北气流控制。但ECMWF对700hpa的风场预报并不是很好，2日08时700hpa，甘肃附近有一人字形切变线，东段伸向陕北、山西到河北一带。EC 1日20时预报2日20时700hpa切变线略有东扩，但东段稳定维持在陕西-山西-河北一带。而实况切变线东段明显南压到我市上空，因此造成预报比实况量级偏小，区域性暴雨漏报。从以往经验发现，ECMWF对700hpa的风场预报和实况有些差异，而且经常出现ECMWF预报的风场风速与实况风速偏弱的状况。

4 热力和动力条件分析

4.1 热力不稳定条件分析

假相当位温是表征大气温度、湿度等状况的综合特征量。因此对于此次暴雨，分析假相当位温可更好了解其环境条件。2日08时850hpa假相当位温图上，四川伸向河南北部为假相当位温高值区。2日20时假相当位温高值区较上一时次有所加强且范围扩发，整个河南省处在高值区，且等值线较为密集，表明该区存在明显的能量锋区，而暴雨的发生与能量锋区有密切关系。同时，从2日08时探空图上也可以看到，600hpa以下水汽含量很大接近饱和，往上水汽含量逐渐减小，在500hpa以上，水汽含量急剧减小，有一个明显的干层，这种上干下湿的层结有一定的不稳定能量。同时郑州站K指数为41，沙氏指数-1.82。但是对流对流有效位能较小209.8，且小于对流抑制404.4。2日20时，对流有效位能虽然大于对流抑制，但是依然较小，只有16.5。因此此次过程虽然有雷电，但并不是非常强的强对流天气。而且雨势也相对均匀。

4.2 动力条件分析

4.2.1 散度场分析

分析35.23N线上的散度场，可以看出，2日08时，焦作在低层大约830hpa以下处在弱的辐散场中，830hpa以上到550hpa焦作处在辐合上升区中，中心最大值-10×10-5s-1，550hpa以上受强辐散中心控制，中心最大值25×10-5s-1。同时在上游地区，100E到110E附近呈现出底层明显的强辐合高层强辐散结构。2日20时，可以看出上游强辐合辐散大值区东移控制焦作。焦作低层由原先的弱辐散区变成强辐合区中，中心最大值-20×10-5s-1，高层有两个强辐散中心。因此整层配置低层强辐合高层强辐散，由于抽气作用，有明显的上升运动，从而有利于降水的加强，因此可以预报2日夜里降水将加强。3日08时。可以看出低层强辐合辐散区明显下传，而且梯度加大。3日白天随着大值区的东移，焦作降水将逐渐停止。

4.2.2 垂直速度场分析

分析35.23N线上的垂直速度场，看出，2日08时，降水开始前，95E到120E上空是大片上升运动区，且在500hpa附近强度达到最大，中心最大值值为-25m/s，焦作为-20m/s。2日20时，上一时次大片上升运动区分裂成三个强中心，分别位于98E、110E、125E附近。焦作处于强上升运动区中，降水加强。同时上游98E附近的强上升运动区也将继续东移影响焦作。3日08时，焦作上空还存在上升，但强度减弱，且上游95E到105E上空基本处在下沉区，且下沉区继续东移控制焦作，焦作3日白天降水渐结束。

5 多普勒天气雷达反射率因子分析

19：02，晋城南部有一小块对流回波南压影响焦作，回波中心强度最大值达到55dbz。焦作北部出现强对流天气，风速较大，自动站上有不少站点极大风速在12m/s以上。20：46分回波已经东移出我市。这块回波对焦作的影响时间较短，而且影响范围也小，只影响焦作北部地区。此后焦作降水有一个短暂的间歇。23：06，山西南部到我省北部有一个东西向的强回波带，未来回波继续东南压影响焦作，焦作新一轮降水开始。此后虽然回波强度南压中有所减弱，但由于不断有回波生成发展，大片回波区连绵不断地东移控制焦作上空，降水持续时间长（从2日23：06分到3日7：17分，持续8个小时），“列车效应”有利于焦作出现区域性暴雨。3日白天，回波区大大减弱且东移出焦作，焦作降水逐渐停止。

6 结语

1、暴雨主要原因是西风槽东移，副高略有南退，700hpa切变线明显南压将雨带南压至焦作。700hpa和850hpa分别有一只西南急流，向我市输送大量水汽，有利暴雨产生。

2、ECMWF虽对500hpa环流形势预报准确，但对700hpa风场预报并不好。实际对实况分析不彻底，过于依赖数值预报产品。

3、T639的在这次预报中有参考价值。如T639在1日20时预报垂直速度大值区在2日夜里明显南压逐渐控制我市，和实况吻合。实际上强降水在2日夜里而不是3日白天。但是各产品都把强降水报在了3日白天。这是本次T639的优越所在。

4、前期的高温高湿为暴雨产生提供较大能量。低层强辐合高层强辐散的散度场配置，增强大气抽气作用，导致暴雨区上空较强的垂直上升运动，从而有利于降水的加强，为暴雨的产生提供动力条件。垂直速度场上焦作处于强上升运动区中。

5、雷达回波上“列车效应”使降水持续时间长，有利于焦作出现区域性暴雨。