2021 年齐齐哈尔地区一次大暴雨过程分析

孙 源，刘长成，陈 晨，祝玉梅

（齐齐哈尔市气象局，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

1 引言

暴雨是我国主要自然灾害之一，暴雨的发生和发展有着明显的局地性和突发性。暴雨一般泛指降水强度很大的降水事件，在业务工作中通常以24 h降水量（R24）为标准来定义[1-2]。2021 年齐齐哈尔市平均降水量比常年偏多50.7%，为1961 年以来第2，夏季降水量514.9 mm，比常年多56%，7 月整体雨日增多，降水比历年偏多近1 倍。本文对2021年7 月17-20 日发生的一次大暴雨天气过程进行了诊断分析。

2 降水实况

2021 年7 月17 日08 时-20 日08 时，全市共52个站点累计降雨量超过50 mm，其中齐齐哈尔的局部地区共26 个站点累计降雨量超过10 mm，最大为讷河市讷南244.6 mm。主要降水时段在17 日20 时-18 日20 时，讷河市共5 个站点出现大暴雨。17-20日风力较大，全市大部分地区阵风6-7 级。17-20 日，齐齐哈尔市大部分地区最高气温均超过30 ℃。受降雨影响，7 月18 日08 时，嫩江发生2 号洪水，黑龙江省政府防汛抗旱指挥部于2021 年7 月18 日18 时30 分启动防汛Ⅳ级应急响应，齐齐哈尔市防汛抗旱指挥部决定自18 日21 时起，将防汛Ⅳ级应急响应提升至Ⅲ级应急响应。

3 诊断分析

3.1 环流形势

从500 hPa 环流形势可以看出，高空环流形势主要是欧亚大陆稳定的两槽一脊。齐齐哈尔受到来自贝加尔湖的干冷空气入侵，高空槽东移加深。17 日20 时压在牡丹江市的副热带高压线在18 日08 时略有东退。此次大暴雨过程发生在稳定经向型天气形势背景下[2]。

3.2 地面形势

从17 日20 时海平面气压场可以看出齐齐哈尔处于高低压过渡带，到了18 日08 时，齐齐哈尔西侧形成一个闭合的地面低压中心，齐齐哈尔地区受地面低压控制。

3.3 水汽条件

水汽充足是产生暴雨的必要条件，水汽含量的大小会影响降水的多少，水汽的分布直接影响到降水落区的分布[3-4]。从图1 可以看出，齐齐哈尔地区的850 hPa 相对湿度＞90%，与暴雨落区吻合。同时，从图2 的700 hPa 水汽通量散度场可以看出齐齐哈尔处于水汽通量负值区，表明有水汽积聚，有利于强降水的产生[7]。

图1 2021 年7 月17 日20 时500 hPa 高度场和850 hPa 相对湿度场

图2 2021 年7 月17 日20 时700 hPa 水汽通量散度场

3.4 动力条件

散度、涡度和垂直速度的诊断在暴雨分析中有着十分重要的作用[2]。分析7 月17 日20 时齐齐哈尔上空散度垂直剖面（图3）可以看出，850 hPa 以下为低层辐合，500 hPa 以上为辐散，但强度较弱。低层辐合高层辐散有利于暴雨的发生，高层辐散起到对大气的抽吸作用，从而加强低层的上升运动，垂直运动加强。7 月17 日20 时齐齐哈尔上空垂直速度剖面可以看出，齐齐哈尔地区为显著的上升运动，与降水落区吻合[6]。

图3 2021 年7 月17 日20 时齐齐哈尔上空散度垂直剖面图

3.5 热力条件

暴雨通常与对流性降水相联系，因此形成暴雨必须具有较大的不稳定能量[2]。分析7 月17 日20 时齐齐哈尔上空假相当位温垂直剖面（图4）可以看出，在500 hPa 以下，假相当位温随高度减小，为对流性不稳定的形势，有利于暴雨天气的产生[6]。

图4 2021 年7 月17 日20 时齐齐哈尔上空假相当位温垂直剖面图

3.6 TlnP 图分析

沙氏指数（SI）、K指数和对流不稳定能量（CAPE）可以作为大气稳定度的判定指数。7月17日08时和7月17日20时齐齐哈尔市探空图K 指数分别为29 和38，K 值愈大，愈不稳定。7 月17 日20时SI 指数为-1.37，SI＜0 表示层结不稳定。17 日08时和7 月17 日20 时齐齐哈尔市探空图CAPE 值为198 J/kg 和963.5 J/kg，能量一直处在一个累计的过程，均大于对流抑制能量（CIN）(图5)。

图5 2021 年7 月17 日(a)08 时、(b)20 时齐齐哈尔市探空图

3.7 卫星云图

通过卫星云图可以看出：7 月17 日14 时对流云团处在齐齐哈尔西南部上空，17 日20 时对流云团在原地发展增大，18 日02 时对流云团处于齐齐哈尔东北部，呈西南—东北走向，强度维持不变，18 日08 时对流云团整体基本过境，讷河部分地区还有影响。对流云团移动与暴雨落区吻合。

4 结论与讨论

通过对齐齐哈尔地区2021 年7 月17-20 日大暴雨天气过程诊断分析，得出以下结论：

（1）高空环流形势主要是欧亚大陆稳定的两槽一脊。齐齐哈尔地区受到来自贝加尔湖的干冷空气入侵，高空槽东移加深，配合地面低压。此次大暴雨过程发生在稳定经向型天气形势背景下。

（2）齐齐哈尔地区的850 hPa 相对湿度＞90%，与暴雨落区吻合。同时，从700 hPa 水汽通量散度场可以看出齐齐哈尔地区处于水汽通量负值区，表明有水汽积聚，有利于强降水的产生[7]。

（3）齐齐哈尔地区的散度垂直剖面图显示850 hPa 以下为低层辐合，500 hPa 以上为辐散，但强度较弱。低层辐合高层辐散有利于暴雨的发生，高层辐散起到对大气的抽吸作用，从而加强低层的上升运动，垂直运动加强。垂直速度剖面图显示齐齐哈尔地区为显著的上升运动。热力条件方面，在500 hPa 以下，假相当位温随高度减小，为对流性不稳定的形势，有利于暴雨天气的产生[6]。

（4）从卫星云图可以看出对流云团呈西南—东北走向，17 日20 时对流云图发展加强，与暴雨落区和主要降水时段吻合。

对于此次降水过程预报，天气系统移动速度较慢，冷空气移入并开始影响齐齐哈尔市比预计要晚，实际降水影响范围比预报偏小，强降水落区偏西、偏北，此次预报总体效果较好，对于暴雨点的预报如何做到更加精准还需继续努力和研究。