劉瑞琪　孫子媛　李佳

摘要：本文使用地面自動站資料、數(shù)值預(yù)報(bào)資料和雷達(dá)回波產(chǎn)品，結(jié)合高低空、地面實(shí)況，對長春市2017年7月16日出現(xiàn)的一次短時(shí)強(qiáng)降水過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：500hPa高空槽、副熱帶高壓，850hPa冷式切變線和地面低壓是這次降水的主要天氣尺度系統(tǒng);降水過程中強(qiáng)烈的不穩(wěn)定能量釋放和垂直上升運(yùn)動，表現(xiàn)出中尺度系統(tǒng)降水特征;雷達(dá)回波圖中具有典型的熱帶強(qiáng)對流降水回波特征，存在明顯的中尺度輻合和逆風(fēng)區(qū)，證明中尺度系統(tǒng)是造成此次過程的直接天氣系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：短時(shí)強(qiáng)降水;多普勒雷達(dá);物理量診斷;中尺度輻合

1天氣實(shí)況和環(huán)流背景分析

1.1降水實(shí)況分析

2017年7月16日O時(shí)至08時(shí)，長春市出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水天氣，全市過程平均降水量20.Omm，其中長春市區(qū)39.1mm、九臺區(qū)29.5mm。降水主要集中在7月16日03 - 07時(shí)，降水強(qiáng)度大，局地性強(qiáng)。德惠市朱城子鎮(zhèn)西興村，02 - 03時(shí)1小時(shí)最大降雨量達(dá)54 .2mm。多站連續(xù)出現(xiàn)超過20mm/h的降水，如表1。降水大值區(qū)呈西北——東南向帶狀分布。

表1 7月15日20時(shí)-16日08時(shí)

出現(xiàn)大暴雨測站及其>20mm的th降水量

1.2環(huán)流背景分析

過程發(fā)生前7月15日20時(shí)，500hPa環(huán)流形勢為兩槽一脊型，在貝加爾湖附近的高壓脊前不斷有冷空氣下滑影響長春市。西太平洋副熱帶高壓脊線位于江漢地區(qū)，位置穩(wěn)定，在副熱帶高壓的西到北部有一暖濕氣流輸送帶，向副高北側(cè)的鋒區(qū)源源不斷輸送高溫高濕氣流。中低層850hPa有切變線和西南風(fēng)輻合存在。海平面氣壓場為東高西低的形勢，長春市處在低壓槽前。綜上，500hPa高空槽、副熱帶高壓，850hPa冷式切變線和地面低壓是這次降水的主要影響系統(tǒng)。

2物理量分析

水汽條件方面，由850hPa水汽通量和水汽通量散度圖，16日02時(shí)850hPa有一東西走向水汽通量和水汽通量散度（輻合）大值軸，橫亙在長春市區(qū)北部和九臺南部地區(qū)，水汽通量最大值達(dá)到1 5gohPa-10cm - 20s-1，水汽通量散度最強(qiáng)達(dá)-12×1 0-7 gohPa-1cm-20s-1。可見，中低層有大量水汽輸送而且還有強(qiáng)烈的水汽輻合，為本次短時(shí)強(qiáng)降水的產(chǎn)生和維持提供了充沛的水汽條件。動力條件和不穩(wěn)定能量方面，由700hPa垂直速度圖和K指數(shù)圖，不穩(wěn)定能量大值區(qū)、700hPa強(qiáng)上升運(yùn)動區(qū)與降水大值區(qū)基本對應(yīng).其中，最大上升速度為- 6Pa/s，K指數(shù)最大達(dá)380C。結(jié)合降水實(shí)況分析，多站3-4小時(shí)累計(jì)降水量達(dá)lOOmm，證明有強(qiáng)不穩(wěn)定能量釋放，從而形成強(qiáng)垂直上升運(yùn)動，表現(xiàn)出中尺度系統(tǒng)降水特征。

3雷達(dá)資料分析

3.1降水回波分析

吉林、長春的雷達(dá)對此次降水過程有較好的觀測，根據(jù)基本反射率產(chǎn)品顯示，此次降水回波為對流云回波。7月16日3-7時(shí)為降水最強(qiáng)時(shí)段，16日2：27（北京時(shí)間，下同），在農(nóng)安東南部和德惠南部地區(qū)有一強(qiáng)回波單體，最強(qiáng)回波中心強(qiáng)度接近60dBz，回波頂高達(dá)12km以上，之后這條帶狀回波不斷南移。6：05又一線式排列強(qiáng)回波，橫亙在農(nóng)安南部、長春市區(qū)中部和九臺南部，穩(wěn)定南移。可見，此次短時(shí)強(qiáng)降水過程最大反射率強(qiáng)度在50-60dBz，先后兩條對流雨帶由北向南移動，產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水。

3.2徑向速度特征

16日2：27實(shí)際徑向速度圖中零等速線呈“S”型，表示實(shí)際風(fēng)隨高度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)【1】，在雷達(dá)有效探測范圍內(nèi)有暖平流存在。在3：15、5：12、5：23和6：00均存在明顯的中尺度輻合特征（在徑向速度圖中存在尺度為20 - 200km的輻合），面向雷達(dá)方向有明顯的風(fēng)速輻合【1】，其中3：15徑向速度圖中10 -20km內(nèi)最大風(fēng)速差≥12m/s。在徑向速度圖中，強(qiáng)回波的大片負(fù)速度區(qū)內(nèi)，包含了一個正速度區(qū)，并有明顯的零速度環(huán)將正負(fù)速度區(qū)隔開，有明顯的逆風(fēng)區(qū)特征。

3.3反射率垂直剖面特征分析

沿最能體現(xiàn)強(qiáng)降水回波結(jié)構(gòu)的方向剖面，發(fā)現(xiàn)7月16日雷達(dá)回波中心強(qiáng)度達(dá)55-60dBz，16日強(qiáng)回波時(shí)段，強(qiáng)回波伸展高度大部分在5 - 6km，45dBz回波頂高度接近8km，低于ocC層高度，表現(xiàn)為低質(zhì)心回波，具有典型的熱帶強(qiáng)對流降水特征【2-3】;回波寬度超過20km，55dBz以上的強(qiáng)回波沒有接地，回波底約1 5米;回波存在傾斜特征，有回波前傾懸垂特征出現(xiàn)【4】，前側(cè)有弱回波區(qū)，表明有強(qiáng)的人流氣流進(jìn)入上升氣流，使回波單體不斷發(fā)展。

4結(jié)論

500hPa高空槽、副熱帶高壓，850hPa冷式切變線和地面低壓是這次降水的主要天氣尺度影響系統(tǒng)，為中尺度天氣系統(tǒng)形成提供了環(huán)境場。結(jié)合物理量分析，有強(qiáng)不穩(wěn)定能量釋放，從而形成強(qiáng)垂直上升運(yùn)動，表現(xiàn)出中尺度系統(tǒng)降水特征;同時(shí)通過雷達(dá)資料分析，雷達(dá)回波具有典型的熱帶強(qiáng)對流降水回波特征，有明顯的中尺度輻合和逆風(fēng)區(qū)，導(dǎo)致降水回波的匯聚和發(fā)展，驗(yàn)證了中尺度系統(tǒng)的存在，是造成此次過程的直接天氣系統(tǒng)。

單一利用常規(guī)資料預(yù)報(bào)短時(shí)強(qiáng)降水天氣難度較大，當(dāng)災(zāi)害天氣來臨時(shí)，要結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)物理量場、雷達(dá)回波產(chǎn)品等進(jìn)行綜合分析，以便做出正確的短時(shí)臨近預(yù)報(bào)，以減輕強(qiáng)對流天氣對人們生產(chǎn)生活的影響。

參考文獻(xiàn)

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