王宏超+梁豐+高鵬+于芳健+郭佰匯+虞帥

摘要：利用歐洲中心再分析資料（EC-Interim）和地面降水資料，對(duì)2016年7月19日～ 20日華北地區(qū)黃淮氣旋引起的強(qiáng)降水過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：黃淮氣旋的上升運(yùn)動(dòng)和下沉運(yùn)動(dòng)耦合，提供量動(dòng)力條件。850hPa能量鋒區(qū)和水汽輻合區(qū)和降水區(qū)相對(duì)應(yīng)。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)降水；黃淮氣旋；環(huán)流演變

中圖分類號(hào)： P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.23.059

黃淮氣旋是發(fā)生在黃淮地區(qū)的一種溫帶鋒面氣旋，它是夏季引發(fā)華北、東北強(qiáng)降水的主要天氣系統(tǒng)之一，多產(chǎn)生在125°E 以西的副熱帶鋒區(qū)上[1]，一般沿黃河?xùn)|北移進(jìn)入渤海，或偏東移經(jīng)蘇、皖進(jìn)入黃海。黃淮氣旋在遼寧省一年四季均可發(fā)生，它的出現(xiàn)常會(huì)帶來(lái)暴雨、大風(fēng)等惡劣天氣，其中以6月、7月、8 月3個(gè)月帶來(lái)的降水最為明顯，而且次數(shù)較多。

1降水實(shí)況及其特征

降水從2016年7月18日開(kāi)始到23日結(jié)束，主要降水時(shí)段為19日至21日。這次過(guò)程范圍廣、累計(jì)量大、集中降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，江漢、黃淮、華北、東北地區(qū)南部等地過(guò)程累積雨量普遍達(dá)到50～100毫米（見(jiàn)圖1），北井徑縣達(dá)到689.4毫米，河南林州達(dá)到676.1毫米，北京門(mén)頭溝東山村達(dá)到454.4毫米[2]。另外，此次降水極端性強(qiáng)，19～20日共有72個(gè)站的日降水量超過(guò)7月歷史同期極值。

2黃淮氣旋和環(huán)流演變

19日08時(shí)，500hPa西西伯利亞上空為中心溫度為-20℃的冷渦（5800gpm），延伸槽線至阿爾泰山。河套北部有一低壓中心，延伸槽線至西南地區(qū)，貝湖南側(cè)小槽引導(dǎo)冷空氣南下，維持河套地區(qū)的低壓系統(tǒng)。588線位于東南沿海至日本島一帶。850hPa西南渦（1390gpm）位于四川東部，向東延伸橫槽至長(zhǎng)江中下游。冷中心位于河套地區(qū)，中心溫度16℃。低空急流位于我國(guó)南部，最大風(fēng)速達(dá)到22米/秒，將北部灣水汽向北輸送。地面圖上，我國(guó)中西部受低壓控制，一低壓中心位于重慶，中心氣壓為997.3hPa，另一中心位于新疆東南部，中心氣壓991.5hPa。受低壓系統(tǒng)影響，華北、江淮、江漢地區(qū)出現(xiàn)降水。

19日20時(shí)，500hPa西西伯利亞冷渦加深至5640gpm，中心溫度為-16℃，新疆北部有一淺槽，原河套北部低壓中心（5760gpm）加深南移至河套東南部，配合溫度槽，向西南地區(qū)延伸出槽線，并在云南西部形成閉合中心，副高維持。850hPa冷槽配合低壓中心（1380gpm）位于黃淮地區(qū)，橫式切變線沿淮河伸展，低空急流繼續(xù)加強(qiáng)，槽線后側(cè)偏南風(fēng)達(dá)24米/秒，比濕為16～18克/公斤。地面氣旋位于黃淮地區(qū)，中心氣壓996.4hPa。降水區(qū)域位于河北西部和山西東部。

20日08時(shí)，500hPa西西伯利亞冷渦（5690gpm）維持，中心溫度-16℃。新疆北部槽加深。河套地區(qū)低壓中心加深至5750gpm，移動(dòng)至河套東部，副高穩(wěn)定維持。850hPa -20℃冷槽西南加深，低壓中心（1380gpm）北移至河套東部，切變線北移至黃河一線，低空急流加強(qiáng)至28米/秒，比濕為14～15克/公斤。地面氣旋位于河北南部（見(jiàn)圖2），中心氣壓993.9hPa。降水區(qū)域位于河北東部。

20日20時(shí)，500hPa西西伯利亞冷渦（5670gpm）維持，中心溫度升高為-14℃。原新疆北部槽減弱東移至新疆東部。河套東部低壓維持，強(qiáng)度不變。副高北抬，北界位于日本海。850hPa-20℃冷槽變淺，低渦中心有略微北移強(qiáng)度不變，切變線北抬至河北東北部——遼寧西部一帶，切變線兩側(cè)風(fēng)向切變和風(fēng)速切變明顯，急流強(qiáng)度減弱為20米/秒，比濕為14～16克/公斤，除位于我國(guó)南方的急流將孟加拉灣水汽向華北輸送之外，東南風(fēng)將黃海和東海的水汽向華北和東北地區(qū)輸送。地面圖上，地面氣旋減弱北移（見(jiàn)圖2），中心氣壓996.6hPa，遼寧、河北、山東出現(xiàn)降水。

21日08時(shí)，500hPa西西伯利亞冷渦中心中心溫度繼續(xù)升高至-13℃，新疆東部槽東移南伸，移至河套西部，河套東部低壓北移至河北中部，減弱為5770gpm，副高繼續(xù)西伸北抬。850hPa，低渦中心（1410gpm）位于華北中部，切變線向東北伸展，由河北中部延伸至遼寧中部，遼寧由東南風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)控制，急流為20米/秒，比濕為12～14克/公斤。地面氣旋北移至華北南部（見(jiàn)圖2），中心氣壓為999.8hPa。降水區(qū)為遼寧、河北、內(nèi)蒙東部。

3動(dòng)力條件分析

19日08時(shí)，上升中心位于108°E～110°E，主要上升運(yùn)動(dòng)區(qū)位于900hPa～200hPa，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)隨高度向東傾斜，大氣斜壓性有利于氣旋發(fā)展，降水增強(qiáng)。19日20時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)略東移，最強(qiáng)上升速度為0.9Pa·s-1從1000hPa直到100hPa均有上升運(yùn)動(dòng)，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)保持向東傾斜趨勢(shì)，與上個(gè)時(shí)次相比，最強(qiáng)上升中心從600hPa降至700hPa。20日08時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)東移至111°E～114°E，最強(qiáng)中心速度可達(dá)1.4Pa·s-1最強(qiáng)中心位置繼續(xù)下降到800hPa附近，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)基本形成垂直狀態(tài)，其東側(cè)和西側(cè)的下沉運(yùn)動(dòng)也較強(qiáng)，達(dá)到0.2Pa·s-1，西側(cè)的上升運(yùn)動(dòng)和東側(cè)的下沉運(yùn)動(dòng)構(gòu)成垂直環(huán)流，有利于強(qiáng)降水的發(fā)生[2]。對(duì)流層底層風(fēng)速較大，以111°E為偏南風(fēng)和偏北風(fēng)的分界線，東側(cè)上升，西側(cè)下沉（見(jiàn)圖3）。以上為降水較強(qiáng)時(shí)段，20日20時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)東移結(jié)構(gòu)較為松散，范圍縮小至400hPa～900hPa中心速度減為0.3Pa·s-1，中心升高，降水減弱。

4能量條件分析

19日08時(shí)，850hPa高能舌（Θse≥70℃）位于河套東南部，20日08時(shí)，850hPa高能舌東北移到華北南部，強(qiáng)度達(dá)到80℃以上，華北南部位于能量鋒區(qū)上。20日20時(shí)，高能舌北伸至河北北部。21日08時(shí)東移至遼寧省，21日20時(shí)南退。

5水汽條件分析

水汽是產(chǎn)生強(qiáng)降水的重要條件，本文通過(guò)水汽通量和水汽通量散度分析局地水汽情況和水汽輸送情況。19日20時(shí)，水汽通量散度中心位于河套東南部，中心輻合強(qiáng)度達(dá)到-6×10-6g.cm-2·hPa-1·s-2，黃淮地區(qū)水汽通量可達(dá)30g·cm-1·hPa-1·s-2，大值區(qū)向河套地區(qū)延伸。20日20時(shí)，水汽通量散度中心移至華北地區(qū)，強(qiáng)度-12×10-6g.cm-2·hPa-1·s-2，黃淮北部水汽通量達(dá)到45g·cm-1·hPa-1·s-2以上，向華北延伸。21日08時(shí)，水汽輻合中心移動(dòng)到河北遼寧交界，強(qiáng)度變化不大，水汽通量中心移到渤海。21日20時(shí)，水汽輻合中心移動(dòng)到遼寧省境內(nèi)。

6結(jié)論

通過(guò)對(duì)2016年7月19日～20日強(qiáng)降水過(guò)程分析，初步得到以下結(jié)論：此次華北強(qiáng)降水過(guò)程受江淮氣旋北上影響，降水量和降水區(qū)域與氣旋位置、持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)；降水最強(qiáng)時(shí)段所對(duì)應(yīng)的上升運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)，同時(shí)伴有較強(qiáng)的下沉運(yùn)動(dòng)。當(dāng)最強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)中心下降到800hPa附近時(shí)，降水最強(qiáng)。強(qiáng)降水區(qū)對(duì)應(yīng)能量鋒區(qū)和水汽輻合區(qū)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王宏超，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：天氣預(yù)報(bào)。