王妍 牛晨煜

摘要 利用常規(guī)觀測資料、地面自動氣象站資料、衛(wèi)星和多普勒雷達等，分析了2021年7月21—22日出現(xiàn)在陽泉市的一次強降水天氣過程。結(jié)果表明：該降水天氣過程與冷渦和臺風相關，副高異常偏北，發(fā)生在上冷下暖的環(huán)境配置下，東南季風輸送水汽充足，對流在地面露點鋒和輻合線附近觸發(fā)。北京RMAPS 3公里模式對暴雨的位置和量級有較好的指示。

關鍵詞 暴雨;臺風;副高異常

中圖分類號：P458.121 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）10–0104–03

暴雨是山西省危害較大的氣象災害，7月下旬至8月上旬副高北跳，陽泉地區(qū)暴雨頻發(fā)。利用常規(guī)觀測資料、地面自動氣象站資料、衛(wèi)星和雷達等，對2021年7月21—22日出現(xiàn)在陽泉市強降水過程進行診斷，以期找到本次暴雨天氣成因。

1 “7·21”強降水天氣實況

2021年7月21—22日山西省陽泉市出現(xiàn)了強降水天氣，全市降水量介于42.3～117.4 mm之間。降水局地性強，為混合性降水，雨區(qū)呈塊狀和西北—東南走向的帶狀，暴雨中心位于陽泉東部沿太行山一帶和陽泉中部地區(qū)。陽泉國家站6 h最大雨量達49.7 mm，降水具有對流性質(zhì)，主要降水時段集中在21日白天和22日凌晨。

2 環(huán)流形勢和系統(tǒng)配置

2021年7月21日08：00 500 hPa為東高西低的環(huán)流形勢，歐亞中高緯多短波槽活動，河套地區(qū)有華北西部渦（圖1）。副高極度偏強，5880 dagpm線到達了30°N以北，穩(wěn)定于120°～150°E，形成明顯的下游阻擋形勢，使上游低槽移速減慢，河套低渦在晉陜兩省交界處穩(wěn)定少動。西太平洋上臺風“煙花”維持并緩慢北上，在臺風和副高西南側(cè)之間構(gòu)建了西北—東南向的水汽通道，有利于水汽和能量不斷向大陸輸送。700～850 hPa上空山西東部切變線明顯，配合東南風急流中心左前方水汽的強烈輻合上升，有利于來自太平洋上的潮濕空氣在該處凝結(jié)，形成暴雨。200 hPa高空環(huán)流形勢為兩槽一脊，太平洋上有一低壓區(qū)，南亞高壓發(fā)展強盛，高低壓之間有最大風速達54 m/s的急流軸，陽泉在急流出口區(qū)左側(cè)。21日白天陽泉地區(qū)在低層暖切和夜間急流加強共同作用下降水有增強趨勢。22日冷渦東移進入山西在呂梁太原一帶擺動，但隨著臺風“煙花”北抬逐漸靠近我國，水汽供應被切斷，同時700 hPa上位于陽泉的切變線消失，降水逐漸減弱。21日02：00河北東南部有地面輻合線出現(xiàn)，之后北移并維持在河北中部。22日02：00陽泉地區(qū)有東北西南向輻合線穿過，同時21—22日沿太行山一帶有露點鋒，提供了對流發(fā)生的條件（圖2）。陽泉市東、北、西北三面環(huán)山，在山脈之間分布著一些山間盆地，偏東氣流與太行山脈夾角較大，氣流受到地形強迫抬升運動強。在這些因素的共同作用下，使得對流系統(tǒng)激發(fā)并發(fā)展北移，在東側(cè)太行山阻擋下，使得陽泉市出現(xiàn)局地性暴雨天氣。

3 物理量分析

由于陽泉沒有探空資料，故選取上游邢臺站進行分析。21日08：00顯示濕層深厚，特別是500 hPa以下相對濕度大，850 hPa到地面的比濕均大于 12 g/kg，從底層到高層一致的偏東風，沒有明顯的風向變化;K指數(shù)為35，850 hPa假相當位溫為328 k，700 hPa以下風隨高度順轉(zhuǎn)有暖平流，配合500 hPa冷中心，上冷下暖大氣層結(jié)不穩(wěn)定。零度層高度為4.8 km，TCL為0.2 km，暖云降水效率高。但0～6 km垂直風切變?yōu)? m/s，Cape值較小，SI大于0，不利于產(chǎn)生雷暴大風。陽泉市可降水量超過6.0 cm，達到山西省產(chǎn)生暴雨天氣的指標。在200 hPa風場上陽泉市位于急流分流區(qū)，對應850 hPa存在垂直速度大值區(qū)，有強烈的上升運動。低層散度場急流軸兩側(cè)為較強的輻散區(qū)，低層輻合高層輻散抽吸作用明顯。21日白天與22日02：00低層輻合大值區(qū)與主要降水集中時段一致。

4 衛(wèi)星云圖和雷達回波特征

20日00：00，河南北部有云頂亮溫為-59℃、-58℃、-58℃、-55℃的中尺度對流云團A、B、C、D生成，云團C東南側(cè)出現(xiàn)卷云砧（圖3a）;02：00，A云團發(fā)展，B云團北移進入山西省，C云團從中部斷裂東退減弱，D云團逐漸減弱消失;03：00，云團A、B、C在新鄉(xiāng)合并（圖3b）;10：00，合并的對流云團E發(fā)展呈渦旋狀;17：00，云團E破碎減弱逐漸與其南部新生成的小顆粒狀對流單體合并成中尺度對流復合體F。

受對流云影響，河南省20日出現(xiàn)特大暴雨天氣，自動站單日降水量突破400 mm。經(jīng)過近10個小時的發(fā)展，21日02：00（地面輻合線附近）對流復合體F演變成熟，云頂亮溫低至-75℃，其尾部有新生對流K發(fā)展并開始影響陽泉市，導致出現(xiàn)局地暴雨天氣（圖3c）。

對應云圖的變化，石家莊雷達記錄了對流云團演變。21日08：18雷達顯示陽泉市附近有大片絮狀混合云降水回波，太原和壽陽之間有超過40 dBz的對流雨團，平均徑向速度圖上存在相應的風場氣旋式輻合（圖4）。08：36回波單體發(fā)展增強，對流單體反射率因子最大55 dBz達到6 km。

5 模式檢驗

從21日08：00起報的EC模式來看，對副高和臺風位置和強度預報較為準確，但對低渦的移動路徑預報有偏差，預報為低渦在陜西境內(nèi)南移，實況為氣旋式東移進入山西省并維持;EC模式預報陽泉市大部有暴雨，與實況相差較大，對降水落區(qū)和降水量級預報準確率低。經(jīng)檢驗，北京RMAPS 3公里模式預報與實況趨于一致，對暴雨的位置和量級有較好的指示。

6 結(jié)論

（1）副高異常偏北形成明顯的下游阻擋形勢，使河套低渦在晉陜兩省交界處穩(wěn)定、少動。

（2）西太平洋有臺風發(fā)展北上，與副高維持較強的低空東南季風急流，使山西省增暖增濕。

（3）在露點鋒和地面輻合線觸發(fā)條件下，河北南部激發(fā)對流并發(fā)展北移，在太行山脈阻擋下，陽泉市出現(xiàn)局地性暴雨天氣。

（4）北京RMAPS 3公里模式對本次暴雨位置和量級有較好的指示。

參考文獻

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2000：431.

[2] 俞小鼎，姚秀萍，熊廷南等.多普勒天氣雷達原理與業(yè)務應用[M].北京：氣象出版社，2006：116-122.

責任編輯：黃艷飛

Analysis on the Cause of “7·21” Heavy Rain in Yangquan

WANG Yan et al（Yangquan Meteoro-logical Bureau of Shanxi Province， Yangquan， Shanxi 045000）

Abstract Based on the observation data， ground automatic weather station data，satellite data and Doppler radar，analyze a heavy rain in Yangquan City from July 21 to 22， 2021.The results show that the heavy rain is related to the cold vortex and typhoon.The western pacific subtropical high anomalous northward.It occurs the upper cold and lower warm environment configuration.The southeast monsoon transports abundant water to the inland，and the convection is triggered close to the dew-point front and convergence line on the ground.The RMAPS-3km weather forecasting model of Beijing has a good indication for the location and magnitude of the rainstorm.

Key words Torrential rain; Typhoon; The western pacific subtropical high anomalous