2022年6月4—5日内蒙古一次强降水天气过程分析

2024-01-01李岩艳

农业灾害研究 2024年4期

收稿日期：2023-12-10

作者简介：李岩艳（1985—），女，黑龙江逊克人，工程师，主要从事预报工作。

摘要：利用常规气象资料、NCEP分析资料等数据对2022年6月4—5日内蒙古地区一次强降水天气过程进行分析。结果表明：此次天气发生之前，500 hPa形势场西风槽不断增强，亚欧大陆中高纬环流形势表现为“2脊1槽”型，低槽增深且分裂产生了1个很强的冷涡，副高显著朝北延伸，其分裂的冷涡南下对内蒙古中部以及东部一带造成影响。850 hPa切变呈“人”字形，暖湿切变线在此次极端降雨天气中发挥着显著的作用，促进了暖湿气流辐合上升。强降雨天气出现时，暖锋锋生促使热力环流形成，同时有上升气流存在于锋区暖空气一侧，且和高低空急流相互作用下形成的次级环流上升支保持重叠，这些共同为此次强降水天气的发生发展提供了有利的环流形势。随着偏南低空急流的建立，源于渤海湾一带的水汽持续向内蒙古东部输送，为此次强降雨天气的发生给予了有利的水汽条件。内蒙古中东部水汽条件较好，近地层比湿值处于

12.0～14.0 g/kg之间，低空水汽通量散度都属于负值，辐合中心偏东气流为内蒙古中东部带来诸多水汽。内蒙古中东部区域从6月4日午后到6月5日白天均具备良好的水汽条件。此次强降水落区处在低空急流左侧以及高空急流左前方。内蒙古中东部呈现高温高湿特征，K指数达到35 ℃以上，0～6 km垂直风切变达到12 m/s，这些均推动了此次强降水天气的发生。

关键词：内蒙古地区；强降水天气；环流形势；物理量

中图分类号：P458.121 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）04–0-03

全球异常变化形势下，我国局部地区极端降水天气出现率不断攀升，给许多地区的经济造成了极大损失[1]。为此，近年来我国许多学者均非常注重极端降水天气的研究。张艳艳等[2]分析了2015年7月初发生在河西走廊中部的一次暴雨天气过程，认为此次暴雨天气过程是受巴湖西北急流、华中东南气流、地面冷锋等共同作用下产生的。陈添宇等[3]通过分析西北地区东部一次降水天气的成因，得出此次极端降水天气为中等强度的α和β中尺度对流云团引起的强对流降水。杨彩云等[4]分析了内蒙古局部地区的一次暴雨天气过程，指出高空急流入口区右侧与西南风低空急流左前侧对应着暴雨落区。王荣梅等[5]分析了新疆哈密的一次暴雨天气过程，认为这次暴雨天气由伊朗副热带高压向北延伸、里海长脊和乌拉尔山高脊的反气旋型连接引起；低层风场的辐合和中上层强烈的西南气流继续向暴雨区输送水汽；深层低值系统表现出从低到中的强烈辐合向上运动，为强降水天气的出现提供了强大的动力条件。

内蒙古地区地处中国北方地区，境内降水大部分集中在夏季，一旦出现强降水天气，极易引发洪涝灾害。因此，加强内蒙古地区降水天气的研究十分必要。通过分析2022年6月4—5日内蒙古地区一次降水天气过程，相关部门可以深入掌握内蒙古地区极端降水天气发生发展的规律，有利于提升降水天气预报预警的准确率及防汛减灾水平。

1 天气实况

2022年6月4—5日，内蒙古锡林郭勒盟、通辽市、兴安盟、赤峰市等中东部一带出现了强降水天气，局地雨势强劲，风力较大。锡林郭勒盟东部、通辽市中北部、兴安盟南部、赤峰市北部24 h雨量达到25 mm，

局部区域超过50 mm。降水资料统计显示，此次强降水过程中，内蒙古地区达到暴雨量级的测站累计达122个。降雨量最多达118.2 mm，出现在兴安盟白音哈拉测站，最大小时雨强为24.1 mm/h（6月4日10：00～11：00，

出现在内蒙古地区赤峰市翁牛特旗校准站。

2 环流形势

500 hPa形势场上，2022年6月3日08：00，西风槽

生成且不断加深增强（图1a）。2022年6月3日20：00，亚欧大陆中高纬环流形势表现为“2脊1槽”型，2个高压脊分别处于乌山以及鄂海，前者较强，后者属于稳定的阻塞高压[6]，副高主体分布在海上，副热带高压脊所处区域稍南，贝湖区域的低槽逐渐朝着南部区域延伸，温度槽要比高度槽落后。源于北方的冷空气在脊前西北气流的作用下持续朝南发展，到了6月4日08：00，低槽增深且演变为1个很强的冷涡，副高显著朝北蔓延，其演变成的冷涡南下对内蒙古中部以及东部一带造成影响（图1b）。内蒙古中部以及东部处在冷涡东南象限，在其上游分布着短波槽，适宜于降水天气的发生发展。由于冷中心落后于冷涡拓展的高度槽，同时有很强的冷平流分布在槽后，适宜冷涡强度的增强，副高处在北纬30°一带，且表现为带状。在此之后，冷涡主要走向属于西北东南向，副高脊线逐渐朝西边区域发展。6月4日14：00～20：00（图1c），

500 hPa冷涡系统发展加强，逐渐东移发展，持续有冷空气补充，并与短波槽积聚产生新的冷涡。700 hPa冷涡中心属于后倾配置，所处区域较500 hPa 冷涡中心偏东，冷中心区域依然比高度场低值中心落后。伴随着温度槽逐渐前移，平流作用越来越强，冷涡也在不断发展[7]。6月5日08：00（图1d），冷涡东移且不断影响内蒙古东部区域，到了6月5日之后冷涡中心逐渐移离降水落区。

850 hPa切变处于内蒙古地区，主要呈“人”字形，暖湿切变线在本次极端降雨天气中发挥着显著的作用，促进了暖湿气流辐合上升。由地面形势场进行分析可知，内蒙古地区中部、东部均存在暖舌，温度梯度在强暖平流的影响下越来越大，并且逐渐产生暖锋锋生。强降雨出现的时候，暖锋锋生促使热力环流形成，有上升气流存在于锋区暖气流一侧，且和高低空急流相互作用下形成的次级环流上升支保持重叠[8]。锋面和高、低空急流的共同影响导致次级环流越来越强，在暖锋一带产生较深的上升运动区。由地面形势场进行分析发现，地面倒槽内蒙古中部以及东部造成影响，低层暖平流以及涡前的正涡度平流共同推动地面气旋持续增深，产生显著的辐合上升运动，使得内蒙古地区降水强度越来越强。

随着系统逐渐朝东部区域发展，偏南气流增强成偏南低空急流。水汽通道的建立，源于渤海湾一带的水汽持续向内蒙古东部输送，为此次强降雨天气的发生给予了有利的水汽条件。850 hPa处属于湿区，具备丰富的水汽资源，500 hPa处属于干区。由此可知，干冷空气以及暖湿气流共同在中东部积聚，大气层结呈“上干下湿”的结构，从而推动了本次强降水天气的形成。

3 物理量场诊断分析

3.1 水汽条件

通过对此次降水落区比湿以及散度场进行分析可知，2022年6月4日08：00内蒙古中东部水汽资源好，近地面比湿值处于12.0～14.0 g/kg之间，500 hPa高度层以上高度层湿度条件不好，从而产生的大气不稳定结构呈“上干下湿”的特点，低空水汽通量散度都属于负数，其表现为辐合，辐合中心偏东气流为内蒙古中东部带来诸多水汽，为本次强降水天气的形成给予了丰富的水汽资源[9]。

在此次天气过程中，冷涡朝东边移动期间与较好的水汽输送条件相配合。由6月4日08：00的10 m/s上升到6月4日20：00的20 m/s，使得水汽输送以及辐合抬升增强，相对湿度超过90%，整层水汽含量为35 mm，

这些均为强降水天气的发生带来了有利条件[10]。

通过相对湿度沿45°N剖面场进行分析可知，6月4日08：00（图2a），内蒙古中东部在无论是低层还是高层均具备良好的相对湿度条件，然而中间层还存在干区，而6月4日20：00（图2b），整层湿度条件具备较好的条件。总体来说，内蒙古中东部区域从6月4日午后到6月5日白天均具备良好的水汽条件。

3.2 动力条件

通过对此次天气发生期间200 hPa及850 hPa风场进行分析可知，在本次降雨出现期间，高低空急流存在调整适应过程。2022年6月4日14时，高空急流轴处在北纬42°一带，在内蒙古中、东部区域分布着一风速值为54.0 m/s的急流核，且朝东发展期间逐渐增强；6月4日20：00（图3），急流轴发展至北纬40°一带，急流核不断东移到东南一带，风速达到55.0 m/s以上，同时低空南风急流非常强，数值达20.0 m/s。低空急流左边区域与高空急流左前方叠加，产生高、低空急流耦合[11]。此次强降水落区处在低空急流左侧以及高空急流左前方。

3.3 不稳定能量条件

通过此次天气期间K指数、0～6 km垂直风切变、假相当位温（θse）场进行分析可知（图4），2022年6月4日14：00，高能舌从低纬度朝北延伸至内蒙古中东部，内蒙古中东部呈现高温高湿特征，K指数达到35 ℃

以上，0～6 km垂直风切变达到12 m/s，共同给予了本次强降雨不稳定的能量条件。

4 结论

（1）此次天气发生之前，500 hPa形势场西风槽不断增强，亚欧大陆中高纬环流形势表现为“2脊1槽”型，低槽增深且分裂产生了1个很强的冷涡，副高显著朝北延伸，其分裂的冷涡南下对内蒙古中部以及东部一带造成影响。850 hPa切变呈“人”字形，暖湿切变线在本次极端降雨天气中发挥着显著的作用，促进了暖湿气流辐合上升。强降雨天气出现时，暖锋锋生促使热力环流形成，同时有上升气流存在于锋区暖空气一侧，且和高低空急流相互作用下形成的次级环流上升支保持重叠，共同为本次强降水天气的发生发展提供了有利的环流形势。

（2）随着偏南低空急流的建立，源于渤海湾一带的水汽持续向内蒙古东部输送，为此次强降雨天气的发生给予了有利的水汽条件。

（3）内蒙古中东部水汽条件较好，近地层比湿值处于12.0～14.0 g/kg之间，低空水汽通量散度都属于负值，辐合中心偏东气流为内蒙古中东部带来诸多水汽。内蒙古中东部区域从6月4日午后到6月5日白天均具备良好的水汽条件。

（4）此次强降水落区处在低空急流左侧以及高空急流左前方。内蒙古中东部呈现高温高湿特征，K指数达到35 ℃以上，0～6 km垂直风切变达到12m/s，这些均推动了本次强降水天气的发生。

参考文献

[1] 宫德吉，孟里亚.内蒙古中西部地区成灾暴雨的形成机制[J].内蒙古气象，1997（6）：1-5.

[2] 张艳艳.河西走廊中部一次罕见区域性强降水天气过程分析[J].农业开发与装备，2021（7）：87-88.

[3] 陈添宇，陈乾，付双喜，等.西北地区东部一次持续性暴雨的成因分析[J].气象科学，2009，29（1）：115-120.

[4] 杨彩云，韩仙桃.杜文娟.内蒙古一次区域性暴雨的湿位涡诊断分析[J].内蒙古气象，2014（1）：3-6.

[5] 王荣梅，道然，屠月青.哈密地区7·17暴雨天气过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（1）：36-40.

[6] 常煜，韩经纬.一次阻塞形势下的内蒙古暴雨过程特征分析[J].高原气象，2015，23（3）：741-752.

[7] 任丽，栾晨，王晓雪，等.持续性冷涡暖锋暴雨成因及特征分析[J].气象与环境学报，2022，38（3）：37-44.

[8] 常煜，张平安，王洪丽，等.高低空急流耦合对内蒙古东部持续性暴雨的触发作用[J].中国农学通报，2014，30（23）： 211-217.