辽源地区2019年春末夏初一次罕见暴雨天气诊断分析

2024-05-31李方军崔悦

农业灾害研究 2024年2期

关键词：暴雨

李方军崔悦

摘要：利用自动加密站、MICAPS等气象资料，分析了2019年5月27日发生在吉林省辽源市的暴雨天气。结果表明：此次暴雨主要受高空槽、低空切变和低空急流的影响，地面辐合和锋线是触发机制。从水汽条件、动力条件、热力和不稳定条件等方面对此次过程进行物理量诊断，5月中低层出现比湿超过10 g/kg的水汽条件时，可作为当地暴雨预报的一项指标。分析红外云图特征，位于白城西边界的斜压叶状云发展东移约22 h后，将在辽源市产生明显降水。

关键词：暴雨；低空切变；低空急流；红外云图

中图分类号：P458 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）02–00-03

暴雨是吉林省的主要气象灾害之一，多发生在夏季，通常降水量大、降水时段集中且危害严重，尤其是突发性强降雨或持续的大范围暴雨天气过程造成的影响更大，常致使城市发生内涝、农田被淹没、道路交通损毁等，出现山体滑坡、泥石流等地质灾害。目前暴雨预报仍是气象工作的难点，会出现错报、漏报等问题，因此开展暴雨天气过程的发生演变诊断分析等是气象预报工作的研究重点。

王松华等[1]分析了出现在吉林省的一次罕见大范围暴雨天气过程，认为有利的大尺度环流背景可以促使暴雨天气的发生，暴雨天气发生时具备深厚的湿层和较强的水汽辐合，高辐散、低辐合会促使上升运动强烈，而且高能舌和湿舌位置同时形成有利于暴雨出现的环境场。慕秀香等[2]利用多种探测资料及多普勒天气雷达回波产品等，研究了吉林双阳站出现的局地性大暴雨天气的中尺度系统发展演变特征，指出低空中尺度切变线与地面中尺度辐合线共同形成局地性暴雨的中尺度系统，强对流不稳定及快速入侵的冷空气使得垂直风切变短时间内增强，雷达回波带以及逆风区正对应着暴雨发生区域，对局地性暴雨的预报具有很好的指示作用。相关学者通过对吉林省2005—2007年6—8月期间共出现的19场区域性暴雨过程的TBB图像进行分类后得出，吉林境内的区域性暴雨分为高空低涡类、高空槽类和副热带高压后切变类，以及地面北方气旋、南方气旋和冷锋或者辐合线类，不同的天气系统出现的云型不同，总体上南方系统云团强度高于北方系统等。

辽源市位于吉林省的中南部地区，处于长白山余脉与松辽平原的过渡地带，境内以山地为主。受复杂的地形影响，在夏季副热带高压抬升至一定位置时，南北天气系统极易在该地区上空交汇，带来暴雨天气。辽源地区属于吉林省暴雨多发地区，年降水量集中在每年的6—8月，经常有暴雨天气出现[3]。利用常规的天气观测资料、自动气象站加密观测资料以及卫星云图演变等，对2019年5月27日出现的一次暴雨天气开展分析，为做好突发性暴雨天气预报预警服务提供经验参考。

1 降水实况

此次暴雨落区主要在吉林中部和辽宁省北部部分地区。辽源地区降水时段从6月26日夜间开始，截至27日下午全区降水基本结束（图1）。全市平均降水量50.4 mm，其中市区平均降水量58.7 mm，东辽县平均降水量50.8 mm，东丰县平均降水量45.8 mm。全市共30个站点降水量超过50 mm，降水量达到25.0～

49.9 mm共有25个站点，最大降水量出现在龙山区苇塘村，为68.1 mm。降水期间出现了短时强降水、雷电等强对流天气。27日03：00前后的降水强度最大，小时雨强超过20 mm/h。

2 大尺度环流特征

5月26日20：00，500 hPa高度场上有大槽从黑龙江北部延伸至华北地区，在其下游辽宁和吉林交界处有小槽波动（图2a）。南北两槽形成阶梯槽形势。伴随冷空气东移，两槽于26日夜间合并加强，于27日08：00形成一个深厚而宽广的大槽，影响着吉林省中部地区。27日夜间槽移出辽源地区，于28日进一步加深成涡。

925、850和700 hPa处均存在明显的冷式切变相配合，斜压性不强，冷空气深厚，不利于雷暴大风和冰雹的出现。但是中低层的偏南急流较强，26日20：00各层的急流中心值超过22 m/s。急流将渤海湾上空的水汽和能量向辽源市上空输送，强化了层结的不稳定（图2b）。

海平面气压场上，26日江淮流域有低压系统北上发展，随着槽前正涡度平流加强，在26日夜间，形成一条自西南向东北狭长的低压带，并出现多个低压中心，形成了类似气旋族的形势场。在辽源市上空存在一个地面辐合中心，并有冷锋和暖锋配合。由于高空引导气流影响，地面系统移动缓慢，整个降水期间，辽源市均处于暖区，因此降水缓而均匀，降水效率较高。于27日08：00，辐合中心才移出辽源市，处于冷锋后部，降水大大减弱。

因此，高空槽、低空切变和低空急流以及地面锋线是此次降水过程的主要影响系统。

3 物理量诊断分析

3.1 水汽条件分析

充沛的水汽是产生暴雨的基本条件之一[4-5]。暴雨的发生，不仅需要当地上空有较多的水汽，还要有源源不断的水汽输送并在暴雨區辐合。此次暴雨过程700、850和925 hPa均存在较强的偏南急流，建立了水汽通道，将渤海的水汽源源不断地向暴雨区输送，为暴雨的发生发展提供了良好的水汽条件。5月26日20：00，850、925 hPa的比湿均＞10 g/kg。该值虽然低于辽宁省暴雨指标14 g/kg，但其处于春末时节，水汽标准应有所降低。因此，在5月中低层出现比湿超过10 g/kg的水汽条件时，可作为当地暴雨预报的一项指标，但其准确性仍需验证。暴雨发生前后对流层低层在辽源地区均存在水汽辐合，当暴雨发生时，水汽辐合更为明显，有利于水汽的增加（图3）。

3.2 动力条件分析

在暴雨的形成过程中，水汽是很重要的条件，动力因子则是重要的触发机制，必须具备强烈的抬升运动才能形成暴雨，促进对流天气的发生发展[6]。5月26日20：00，辽宁东北部、吉林中部，位于高空急流中心右后侧以及低空急流中心的左前方，此区域形成了高空辐散、低空辐合的高低空配置，有利于对流层中低层造成强烈上升运动，促进了暴雨天气的发生和发展。

3.3 热力分析

5月23—25日，辽源地区最高气温均超过30 ℃，其在5月属于偏高的温度。这样的热异常为暴雨的发生提供能量积累。假相当位温θse能很好地反映了气团与锋区的活动，θse的高值区常常是高温高湿区，而暴雨往往与θse的高能舌相联系[7]。26日20：00，辽源地区700、850 hPa的θse均＞65 ℃，说明有较高能量在此积累，对应此地的降水也更为强烈。

4 云图特征分析

从云团生命史演变特征来看，为明显的斜压叶状云影响产生的降水（图4）。26日01：00，白城西边界存在锋面云系处于发展阶段，随着南方气旋的北上，暖湿空气补充，使得云系发展加强，26日23：00已形成成熟的斜压叶状云，暖式输送带位于辽源市上空，此时降水开始。许健民院士曾经提出，斜压叶状云发展东移12～24 h将产生明显降水。此次过程在降水发生前22 h左右，斜压叶状云压在白城西边界，可以此作为斜压叶状云降水的上游指示位置，但其通用性仍需多个个例进行验证。

5 EC数值预报检验

由于预报工作中常参考EC的结果，因此此次过程主要检验了EC数值预报，发现72时效的EC风场预报与实况接近吻合，而48时效和24时效的预报切变辐合位置偏北，在四平地区移速较慢，而到达辽源地区后移速预报过快，导致对降水预报的误判[8]。此外，其风场预报结果与降水落区存在差异，降水大值区位于风场辐合北侧，与理论相悖，因此降水预报结果可参考性较差。而此次过程，WRF的整体预报效果较好。在实际工作中，相关人员要结合实况，加强对数值预报的订正，通过对比多个数值预报结果综合分析，谨慎应用。

6 结论

通过诊断分析辽源地区2019年5月27日出现的暴雨天气过程，得到以下主要结论：

（1）此次暴雨降水是受高空槽、低空切变和低空急流影响发生的，主要触发机制是地面辐合和锋线；辽源市为暖区降水，降水效率较高。

（2）此次暴雨过程中不仅在当地有较多的水汽积累，还有源源不断的水汽输送并在暴雨区辐合，为暴雨的发生发展提供良好的水汽条件。5月中低层出现比湿超过10 g/kg的水汽条件时，可作为一项暴雨预报的指标。

（3）低空急流的有效配置，形成高空辐散、低空辐合的抽吸作用，从而产生强烈的上升运动，成为暴雨发生的动力机制。

（4）前期辽源地区出现高温天气，积聚能量。高温、高湿舌伸向辽源地区为暴雨提供了充足的热力条件。

（5）位于白城西边界的斜压叶状云发展东移约22 h后，将在辽源地区产生明显降水。但其通用性仍需多个个例进行验证。

（6）EC风场预报优于降水量预报，要更多参考风场并根据实况订正；临近时效的预报结果有时会比长时效的预报效果差；在预报工作中，相关人员应对比多个数值预报结果，与实况订正后，谨慎应用。

参考文献

[1] 王松华，高迎娟，李玉香.吉林省一次罕见的大范围暴雨过程诊断分析[J].安徽农业科学，2009，37（18）：8605-8607， 8665.

[2] 慕秀香，陈长胜.吉林省中部一次局地大暴雨的中尺度成因分析[J].吉林气象，2013，20（1）：9-13.

[3] 劉相佐.辽源地区暴雨天气气候分析与预报模型[J].吉林气象，1996，3（4）：22-26.