7月23日齐齐哈尔一次暴雨过程分析

李雯婧　王佳宁　李萌　郭丰赫　张秋烨

摘要 利用常规观测资料、云图、雷达回波等资料，对2022年7月23日齐齐哈尔市发生的一次暴雨过程进行分析，得出以下结论：高空欧亚中高纬为两槽一脊的环流形势，齐齐哈尔受该低压槽的控制，低压槽东移加深，配合地面低压。从地面到850 hPa低层辐合明显，低层湿度好，并且存在水汽的辐合与聚集，有利于产生强降水。齐齐哈尔处于高空急流出口区的左侧高层辐散区下方。高空急流为强降水的发生与发展提供了强有力的动力条件。

关键词 暴雨；辐合；高空急流；层结不稳定

中图分类号：P458 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）06–0107-03

暴雨是黑龙江省汛期的主要灾害性天气，也是气象部门一直研究的对象。对暴雨落区、强度和影响时间段的准确预报十分重要。夏季的暴雨多伴有雷暴、大风等强对流天气，会造成严重的灾害。利用常规观测资料、云图、雷达回波、自动站等资料，对2022年7月22—23日齐齐哈尔发生的一次暴雨过程进行分析。从环流形势、水汽条件、中尺度条件、雷达回波等方面进行分析，尝试揭示其形成原因，为防灾减灾提供服务。

1 天气实况及特点

2022年7月22日20：00—7月23日20：00的暴雨过程中，齐齐哈尔全市平均降雨量为10.3 mm，但降雨量分布不均，局地性较强，最大小时雨强89.5 mm，出现在齐齐哈尔本站。降雨量超过25 mm的有13个站点，超过50 mm的有齐齐哈尔榆树、龙江济沁河、富裕塔哈、齐齐哈尔本站4个站点，超过100 mm的有1个站点，最大雨量出现在齐齐哈尔本站，雨量为121.5 mm，达到大暴雨量级。

强降水主要集中时段为7月23日白天。2022年7月23日齐齐哈尔站出现一次强对流天气过程，本次强对流天气产生的主要是短时强降水，同时伴有局地大风、雷电天气。齐齐哈尔站13：00～16：00降水量为102.6 mm，达到大暴雨标准。13：00～14：00降水量为89.5 mm，最强时段10 min雨强达到34.6 mm。

从7月23日13：00～14：00的雨量图（图1）可以看出，同一时间段内龙沙区降水量为0.3 mm，此次降水过程强度大、对流性强、局地性强、降水时间短、预报难度大。

从黑龙江省闪电定位监测数据可知，过程当天有雷电天气，主要集中在齐齐哈尔、龙江、富裕、泰来。根据自动站观测记录的小时极大风速数据可知，7月23日10：36在富裕塔哈站出现15.9 m/s的极大风速，风速达到7级。7月23日13：25在齐齐哈尔本站出现12.3 m/s的极大风速，风速达到6级。

2 环流形势分析

2.1 高空环流形势

2022年7月22日08：00 500 hPa（图2）欧亚中高纬为两槽一脊的环流形势，由西伯利亚大槽分裂出的低压槽自西北向东南倾斜，低压槽的南端至我国河套地区，低压槽后有较强的冷平流，使得冷空气不断南下，未来使低压槽继续加深发展，高压脊位于黑龙江省西侧。700 hPa和850 hPa上同样是两槽一脊的环流形势，从低层到高层环流形势系统深厚。

7月22日20：00，500 hPa低压槽发展加深，高压脊形成一个闭合的高压中心，中心气压值为584 dagpm，高压脊向北移动。7月22日20：00 700 hPa上高压中心已经北移出黑龙江。7月23日08：00，500 hPa上高压中心已经北移出齐齐哈尔，低压槽继续向东南加深发展，齐齐哈尔地区受该低压槽的控制。

2.2 地面环流形势

2022年7月23日11：00的海平面气压场上，齐齐哈尔东侧有1个地面低压中心。至14：00低压中心向北移动，齐齐哈尔西部存在着风向风速的切变辐合，有利于垂直上升运动的发展。

3 中尺度分析

从2022年7月23日14：00的中尺度分析图（图3）可知，齐齐哈尔西部存在一条地面辐合线，有风向风速的切变。850 hPa的辐合线贯穿整个齐齐哈尔地区，从地面至850 hPa低层辐合明显，加强了垂直上升运动，这是有利的动力条件。整个黑龙江省在850 hPa位于湿区，低层湿度条件较好，良好的水汽条件是暴雨发生的必要条件之一。而齐齐哈尔本站在500 hPa處于干舌，这种上层干、下层湿的大气结构是不稳定的层结条件，这种不稳定层结有利于大气不稳定能量的释放，有利于对流的发生，容易形成短时强降水、雷暴大风等强对流天气[1]。

4 物理量场分析

4.1 水汽条件

充沛的水汽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降水落区的分布[2-3]。通过对水汽通量场的分析可以得知，此次降水过程的水汽来源是渤海。

2022年7月23日08：00 850 hPa相对湿度场上，齐齐哈尔西部地区相对湿度＞90％，低层的湿度大，湿度大值区与暴雨落区较一致。7月23日08：00 850 hPa的水汽通量散度场上，齐齐哈尔西部处于水汽通量散度场的负值区，说明齐市西部存在水汽的辐合和聚集，低层水汽辐合上升加强了水汽的垂直输送，有利于产生强降水。

4.2 动力条件

2022年7月23日08：00齐齐哈尔850hPa和700 hPa的散度场处于负值区，高层处于正值区，齐齐哈尔地区低层辐合、高层辐散有利于上升运动和垂直运动的加强。7月23日08：00 200 hPa高空观测风场上，齐齐哈尔南部存在一条高空急流。齐齐哈尔处于高空急流出口区的左侧高层辐散区下方。高空急流可以提供强大的抬升条件，可以触发并且加强垂直运动，为强降水的发生发展提供了强有力的动力条件。

4.3 探空图分析

图4为2022年7月23日08：00齐齐哈尔站的探空图。沙氏指数（SI）、K指数和对流有效位能（CAPE）可以作为大气稳定度的参考依据和判定指数。

SI＜0表示大气层结不稳定，并且负值越大，大气层结不稳定度越大。而SI＜-6表示有发生严重对流性天气的危险。由齐齐哈尔站的探空图上可以看出SI=-1.33，因此，齐齐哈尔上空的大气层结是不稳定的。有研究表明：黑龙江省强对流发生日的K指数特征7、8月一般在30～40 ℃之间，此次过程K=36，但CAPE值为273.8 J/kg，可以看出此次过程发生在低CAPE值的情况下。探空图可以看出对流层中高层较干，低层较湿，上干下湿的不稳定结构有利于对流天气的发生。

5 卫星云图分析

利用風云四号A星可见光云图资料，结合此次对流天气过程实况，对孤立的对流云团、出流边界的可见光云团特征进行了分析。2022年7月23日11：55可见光云图可以看到清晰的弧状对流云线，弧状对流云线是产生对流天气的一个重要特征，在卫星云图上弧状对流云线表现为一条很窄的云线，这一边界称为阵风锋（雷暴出流边界）。12：20可见光云图表明（图5），对流云团生成期在高分辨率的可见光云图上通常表现为孤立的亮点，之后迅速发展，呈亮白的椭圆形云团。孤立云团发展过程中的合并，通常预示着对流天气的进一步发展，容易产生短时强降水和雷暴大风等强对流天气，与齐齐哈尔的天气实况相对应。

6 雷达回波分析

用多普勒雷达分析此次天气过程，2022年7月23日10：59位于富裕与齐齐哈尔交界处的强回波出现明显的出流边界，出流边界不仅可产生大风天气，同时可以触发新的对流天气发展。7月23日10：36在富裕塔哈站出现15.9 m/s的极大风速，风速达到7级。

7月23日13：01在齐齐哈尔本站和西北侧各有一强回波，西北侧的强回波为带状。13：18齐齐哈尔本站的强回波中心不断加强，西北侧的带状强回波向东南方向发展延伸，连成一条长的带状强回波。齐齐哈尔本站的降水中心回波强度在45～55 dBz之间变化，并且齐齐哈尔本站一直位于强回波区，回波移动速度缓慢，最终形成了短时暴雨天气过程。

7 预报服务和数值预报检验

此次暴雨天气过程，齐齐哈尔气象台全过程滚动跟踪预报服务。7月21日气象台发布第25期重要气象信息，提到预计22日夜间至24日齐齐哈尔市将有一次降雨天气过程，此次天气过程易发生短时强降雨、雷暴、大风等强对流天气，局地性较强。当天，气象台及时发布预警和临近天气预报，关注境内不断发展的雷达回波，并通过微信、电话等渠道及时通知相关政府部门，针对此次强降水制作了三期重要气象情报。

从7月22日20：00起预报的未来24 h的各家数值模式来看（图6），CMA的3种模式和EC模式预报的雨量都偏小。只有CMA-MESO报出了暴雨点，但暴雨点范围偏小，有一定的偏差，但可以起到暴雨预报的提醒作用。

8 结论

（1）高空欧亚中高纬为两槽一脊的环流形势。齐齐哈尔受该低压槽的控制，低压槽东移加深，配合地面低压。

（2）齐齐哈尔从地面到850 hPa低层辐合明显，加强了垂直上升运动。整个黑龙江省在850 hPa位于湿区，低层湿度条件较好。而齐齐哈尔本站在500 hPa处于干舌，这种上层干、下层湿的大气结构是不稳定的层结条件，有利于大气不稳定能量的释放，容易形成短时强降水、雷暴大风等强对流天气。

（3）此次降水过程的水汽来源是渤海。在850 hPa相对湿度场上，齐齐哈尔西部地区相对湿度＞90％，湿度大值区与暴雨落区较一致。在850 hPa的水汽通量散度场上，齐齐哈尔西部处于水汽通量散度场的负值区，齐市西部存在水汽的辐合和聚集，有利于产生强降水。

（4）低层的散度场处于负值区，高层处于正值区，齐齐哈尔地区低层辐合、高层辐散有利于垂直运动的加强。齐齐哈尔处于高空急流出口区的左侧高层辐散区下方。高空急流可以提供强大的抬升条件，触发并且加强垂直运动，为强降水的发生发展提供强有力的动力条件。

（5）探空图上SI为-1.33，齐齐哈尔上空的大气层结不稳定。此次过程K为36，CAPE值为273.8 J/kg，可以看出此次过程发生在低CAPE值的情况。从探空图可以看出对流层中高层较干、低层较湿，上干下湿的不稳定结构有利于对流天气的发生。

（6）通过卫星云图和雷达的结合，可以有效判断降水过程的发生与发展。齐齐哈尔本站的降水中心回波强度在45～55 dBz之间变化，并且齐齐哈尔本站一直位于强回波区，回波移动速度缓慢，最终形成了短时暴雨天气过程。

参考文献

[1] 寿绍文，励申申，寿亦萱，等.中尺度气象学[M].北京：气象出版社，2015.

[2] 潘启学，莫乙冬，赵杰，等.黔南一次大范围暴雨天气成因分析[J].现代农业科技，2021（12）：204-207.

[3] 王禄禄，崔一鸣，辛得，等.铁岭主汛期一次大暴雨过程成因分析[J].安徽农学通报，2021，27（13）：182-183.

责任编辑：黄艳飞

Analysis of A Rainstorm Process in Qiqihar on July 23

Li Wen-jing et al（Qiqihar Meteorological Bureau， Qiqihar， Heilongjiang 161000）

Abstract Based on the conventional observation data， cloud image， radar echo and other data， analyzed a rainstorm process in Qiqihar on July 23， 2022， and drew the following conclusions： the upper Eurasian middle and high latitudes were the circulation situation of two troughs and one ridge. Qiqihar was controlled by the low pressure trough， and the low pressure trough moved eastward and deepens， in coordination with the ground low pressure. From the ground to 850 hPa， the low layer convergence was obvious， the low layer humidity was good， and there was convergence and accumulation of water vapor， which was conducive to the generation of strong precipitation. Qiqihar was located below the upper level divergence zone on the left of the upper jet exit zone. The upper jet provides a powerful dynamic condition for the occurrence and development of heavy precipitation.

Key words Rainstorm; Convergence; Upper jet stream; Stratification instability

作者简介 李雯婧（1995—），女，河南唐河人，助理工程师，主要从事短期预报工作。

收稿日期 2023-03-26