2018年8月中旬周口市一次暴雨天气过程分析

孟照祥

摘要 利用自动气象站资料、卫星、雷达等相关气象资料，分析2018年8月中旬周口市一次暴雨天气过程。结果表明：此次暴雨天气是由台风“温比亚”登陆后减弱的低压和倒槽的共同作用造成的。降水期间，水汽条件、动力条件以及不稳定能量条件均较好，这些条件共同促进暴雨天气过程的发生发展。卫星云图上台风外围螺旋云带多次经过周口市及其附近区域，对应雷达图上回波强度较强的弧状回波消散后，又生成反复经过周口一带产生强回波“列车效应”，导致此次降水天气的持续时间较长。基于此，以2018年8月中旬周口市一次暴雨天气过程为例，重点分析了暴雨天气的环流形势、物理量，以期掌握暴雨天气的形成机制，为今后更好地开展防灾减灾工作提供指导。

关键词 暴雨;环流形势;物理量场;周口市

中图分类号：P458.121.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2022）03–0054–03

在全球气候变暖的大背景下，我国暴雨天气频发，引发的洪涝灾害越发严重[1-3]。近年来，关于暴雨天气的研究已经得到许多学者关注。孙仲毅等[4]研究了2010年7月19日出现在河南省中北部的一次暴雨天气过程，认为西太平洋副热带高压加强西伸，中低层低涡的动力抬升和西南低空急流强盛的水汽输送，形成河南省中北部区域性暴雨天气过程。陈蕾等[5]分析了2016年7月18—21日发生在豫北与河北南部一带的暴雨主要天气形势和动力成因。结果表明，暴雨发生在“东高西低”的有利环流形势下。200 hPa高空急流发展增强，高空急流入口区右侧出现较强辐散。低空700 hPa有西南低涡发展并加强东移，造成其东北侧的辐合运动。伴随这种高层辐散，底层辐合的运动，一支明显的次级环流出现在河南河北一带。虽然对暴雨天气的研究较多，但是因为气候具有复杂性，不同地区在不同时间产生暴雨的原因也不同，因此加强对局部地区暴雨天气的研究十分必要。

周口市隶属于河南省，地处河南省东南部，黄淮平原腹地，地势西北高，东南低，周口市位于中纬度区域，处于亚热带季风气候和暖温带季风型气候模糊地带，整体气候特点：四季分明，降水量丰富，冬季温差较大，降水夏秋偏多冬季偏少。伴随着气候变暖趋势的不断加剧，暴雨出现的概率越来越高，常常给人们的生命财产和社会发展带来较大的影响。

1 天气实况

2018年8月18—19日，受2018年第18号台风“温比亚”的影响，周口市大部分地区出现暴雨天气过程，局部地区达到大暴雨、特大暴雨的程度;暴雨中心处于鹿邑和太康一带，周口市平均降水量达197.80 mm，最大降水量为364.5 mm，出现在太康县柳河站。此次暴雨天气具备降水强度大、持续时间长、影响范围广等特征，给当地农业、城市交通等领域均造成极大的危害。

2 环流形势分析

2018年8月17日08：00在500 hPa形势场上，西太平洋副高表现为东西向带状，从朝鲜半岛向西边一直延伸到青海东部，江苏省南部属于台风“温比亚”的中心区域，在西太平洋副热带高压外围偏东气流的作用下不断移向偏西区域。8月17日20：00，副高分裂為2个高压中心，其中1个高压中心处于朝鲜半岛至冀北，另外1个高压中心处于新疆至青海一带，2个高压之间的河套北部存在低槽活动;台风“温比亚”中心移动至安徽一带，受台风“温比亚”外围偏东气流的影响，豫东南开始出现降水。8月18日08：00，在低槽东移的影响下，副高在短时间内向东退到朝鲜半岛一带，台风“温比亚”中心移到豫东南，受台风影响，周口市在暴雨落区内;在高层200 hPa形势场上（图1a）郑州站和南阳站有东南偏东风，风速大约为20.0 m/s，促使台风“温比亚”移向西北偏西区域。8月18日20：00，台风“温比亚”中心分布于豫中偏东地带，北部有冷空气进入，推动豫东、豫北降雨强度变强;200 hPa形势场河南省南阳站依旧存在东南风，但是风速降到4.0 m/s，引导风也有所变弱，加上受到河南省西高东低的地形的影响，导致台风“温比亚”在豫中一带移动速度放缓。8月19日08：00河南省郑州站高空200 hPa处的弱东南风开始变成较强的西南风，并且500 hPa形势场副高西侧南风分量增大，上下层共同影响促使“温比亚”折向东北，由此暴雨中心开始向山东省转移，豫中北部地区仍有降水天气，但是降水强度较弱（图1 b）;8月19日20：00台风“温比亚”变弱成低槽并移出河南，此次暴雨天气过程结束。

3 物理量场分析

3.1 水汽条件分析

暴雨天气的发生需要丰富的水汽条件[6]。在本次暴雨天气过程中，水汽源地有2个，台风登陆前，水汽大多来自孟加拉湾和南海一带，由南朝北输送的水汽经黄海构成水汽通道，台风登陆后，伴随着台风北上和大尺度环流形势的变化，南海与黄海之间的水汽通道断裂，水汽主要来源于东海、黄海中部。

由图2可知，台风“温比亚”引起的暴雨天气过程涉及东风、东南风以及南风产生的东边界和南边界2条水汽输送通道，最大水汽通量超过48 g/（cm·hPa·s），水汽通量辐合中心处于豫东一带;925 hPa水汽通量辐合中心与降雨大值区配合较好，水汽由3个方向河南省积聚后辐合抬升，导致周口及其周边区域均出现了暴雨天气过程，局部地区发生大暴雨、特大暴雨天气。台风“温比亚”过程河南省降水落区650 hPa处的比湿值达12 g/kg，低层持续超过18 g/kg;台风“温比亚”湿层较为深厚，并且有源源不断的水汽输送到该地区，为周口市暴雨天气的发生提供了有利的水汽条件。

3.2 不稳定能量分析

通常情况下，台风环流中的中小尺度系统是引起台风暴雨的主要因子，中小尺度系统形成的强对流具有降水效率高和局地性强等特点，是造成暴雨中心分布不均匀的主因，而强对流的出现与有利的环境联系密切[7-8]。在本次暴雨天气过程中，河南省大部分区域500 hPa以下具有对流不稳定性（图3），不稳定中心处于周口及其附近区域，同时该区域低层有假相当位温的高能脊，这说明不稳定能量条件好，促进周口市暴雨天气的发生发展。

3.3 动力条件分析

通过分析此次天气过程散度场可知，在暴雨发生时倒槽附近对流层中低层存在显著的辐合，低层为较强的辐合场，到中层不断变弱，高层转换成辐散场。500 hPa以下辐合区进行叠加能够获悉8月17日 20：00（图4a），在冷空气的作用下，虽然该时次倒槽系统正压性很强，但是其倒槽附近的辐合区不集中，呈帶状弯曲处在倒槽两边（图4c），与实况降水分布相吻合，伴随着冷空气的南下，8月17日夜间至18日上午，辐合区强度变弱（图4b），强辐合范围逐渐集中，基本位于倒槽附近。18日20：00，伴随着又一次西风槽东移的作用，辐合区移动，强度开始变强，同时辐合区的范围、位置与降水落区保持对应。此外，由此次暴雨天气过程垂直速度场可知，台风“温比亚”在2018年8月18日02：00～20：00期间，豫中、豫东200 hPa高空以下均存在较强的上升运动，上升运动中心处于600 hPa，中心强度值为-3.0 m/s，18日08：00为最强时次，这于台风北部螺旋云带经过暴雨落区保持对应。

4 卫星云图和雷达资料分析

4.1 卫星云图

由此次天气期间可见光云图可知（图5），2018年8月18日凌晨维持热带风暴强度的台风“温比亚”开始对河南南部、中部以及东部产生影响。台风外围持续有螺旋云带向河南周口一带移动消散后，又存在新的螺旋云带生成继续对这些区域产生影响。8月18日04：00～20：00有数十次螺旋云带更替发展，促进周口强降雨天气持续出现。强降水出现时间和螺旋雨带到达的位置有较好的对应关系。

4.2 雷达资料分析

通过此次天气过程中雷达组合反射率图发现（图6），2018年8月18日03：00以后雷达回波开始处于安徽与河南交界地带，并且对河南省造成影响，回波和云图相对应主要分布特点为东北西南向圆弧状。8月18日08：00出现大范围50 dBZ强度回波且降水强度持续增强。之后呈弧状分布的强回波带在不断向西部区域移动过程中减弱消散，然后有新的强回波带生成，对周口及其附近区域造成影响，产生“列车效应”，降水持续时间非常长。一直到8月18日09：30左右回波前沿已对开封、许昌一带造成影响，周口市回波强度仍旧为50 dBZ。8月18日13：00粉色强回波影响许昌一带，周口市仍旧保持强回波状态。强回波消散后，持续有新的强回波带生成，途径商丘一带上空西移减弱且消失。8月18日20：00后回波减弱，降水强度逐渐减小。呈弧状分布的强回波带与卫星云图上台风外围螺旋云带相对应，持续更替维持，导致强降水持续发生。

5 结论

（1）此次暴雨天气是由台风“温比亚”登陆后减弱的低压和倒槽的共同作用造成的。在低槽东移的影响下，副高在短时间内向东退到朝鲜半岛一带，台风“温比亚”中心移动到豫东南，受台风影响，周口市在暴雨落区内。

（2）降水期间，水汽条件、动力条件以及不稳定能量条件均较好，这些因素共同促进暴雨天气的发生发展。在水汽条件方面，台风“温比亚”引起的暴雨天气过程涉及东风、东南风以及南风产生的东边界和南边界2个水汽输送通道，水汽通量辐合中心处于豫东一带。在不稳定能量条件方面，河南省大多数区域500 hPa以下具有对流不稳定性，不稳定中心处于周口及其附近区域，同时该区域低层有假相当位温的高能脊。在动力条件方面，垂直速度场上，豫中、豫东200 hPa高空以下均存在较强的上升运动。

（3）卫星云图上台风外围螺旋云带多次经过周口市及其附近区域，对应雷达图上回波强度较强的弧状回波消散后又生成反复经过周口一带产生强回波“列车效应”，导致此次降水天气持续时间较长。

参考文献

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责任编辑：黄艳飞

Analysis of a Rainstorm Weather Process in Zhou-kou City in Mid-August 2018

MENG Zhaoxiang （Meteorological Bureau of Taikang County， Taikang， Henan 461400）

Abstract Based on automatic weather station data， satellite and radar data， a rainstorm process in Zhoukou city in mid-August 2018 was analyzed. The results showed that the heavy rain was caused by the combined action of the weakened low pressure and inverted trough after the landing of typhoon“Humbia”. During precipitation， water vapor conditions， dynamic conditions and unstable energy conditions are good， which promote the occurrence and development of rainstorm weather. On the satellite image， the spiral cloud belt outside the typhoon passed Zhoukou city and its nearby area for many times. After the arc-shaped echo with strong echo intensity dissipated on the corresponding radar map， the“train effect”with strong echo repeatedly passed Zhoukou area was generated， resulting in the long duration of the precipitation weather. Based on this， a rainstorm weather process in Zhoukou city in mid-August 2018 was taken as an example to analyze the circulation situation and physical quantities of rainstorm weather， so as to grasp the formation mechanism of rainstorm weather and provide guidance for better disaster prevention and reduction work in the future.

Key words Heavy rain; Circulation situation; Physical quantity field; Zhoukou city