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一次由蒙古气旋诱发的沈阳地区局地暴雨过程分析

张帅　崔景林　徐爽
摘 要：该文利用MICAPS常规观测资料、加密自动站资料和云图资料，分别在天气尺度系统、热力条件、水汽条件、抬升触发条件、中尺度等方面，针对2014年9月7日沈阳地区一次局地暴雨过程进行了分析。结果表明：（1）天气尺度系统：此次降水过程主要由蒙古气旋所诱发，系统移动速度快，因而此次降水有降水时间短的特点。（2）热力、水汽、抬升触发条件等条件：热力条件上康平形成θse锋区的时间比辽中早，这也验证了康平主要降水时段较辽中早。辽中假相当位温梯度比康平大，因而高低空假相当位温差辽中的值更大，从侧面反应出辽中存在的能量较康平大。水汽条件上无论是辐合还是辐散的中心值康平低于辽中，这也反应了辽中的水汽比康平有更好的抽吸作用。抬升触发条件上700hPa上辽中上升速度中心的数值为18m/s，康平上升速度中心的数值为10m/s，说明辽中垂直上升运动更强。（3）中尺度分析：地面上南北两条辐合线，决定了沈阳地区南部和北部主降水时段的不同，北部降水时间早，而南部降水时间晚。
关键词：区域性暴雨；副高后部切变；低空急流
P458 A 1007-7731（2018）01-0098-05
气旋是造成我国东北地区区域性暴雨的主要系统，按其源地可分为蒙古气旋、华北气旋和江淮气旋3类，这些都是影响我国天气的重要天气系统[1-8]。本文针对2014年汛期天气特点，对2014年9月7—8日沈阳南部的一次局地暴雨天气过程进行总结，分析大尺度环流背景，将康平和辽中两站各方面要素进行对比，研究降水量差异原因，为以后汛期天气过程预报以及强对流天气过程预报提供有利条件。
1 降水实况
受副热带高压后部切变影响，2014年9月7日20：00至8日03：00，沈阳地区出现了区域性中到大雨、局部暴雨天气。沈阳各区县降水量为：辽中20.9mm，法库14.8mm，浑南8.7mm，苏家屯5.5mm，新民2.7mm，康平0.3mm，沈北0.2mm；乡镇降水量最大的5个自动站降水量为：茨榆坨（辽中）88.7mm，辽中镇（辽中）78.8mm，肖寨门（辽中）52.5mm，牛心坨（辽中）49.0mm，满都户（辽中）42.6mm；城区降水量最大的5个自动站降水量为：世纪高尔夫球场5.3mm，细河彰驿站4.8mm，黄河立交桥泵站4.5mm，北陵泵站4.0mm，二零四3.5mm（图1）。
此次过程的暴雨落区在我市西南部地区，7日20：00康平、法库的降雨开始，之后雨带逐渐东移，到7日22：00左右移出沈阳地区，康平降水趋于结束。7日23：00之后沈阳城区，新民，辽中降水开始，法库降水再次增强，此后雨带东南移，至8日03：00，沈阳地区降水趋于结束。本次降水具有以下2个特点：一是降水梯度大，辽中地区为大到暴雨，其他地区基本为小到中雨；二是降水时间短，雨带移动速度快，降水持续时间不超过8h。
2 天气尺度系统分析
2.1 环流背景场分析
2.1.1 500hPa形势场 分析500hPa形成场（图2a），2014年9月6日20：00亚欧中高纬环流为三槽两脊型，贝加尔湖东部和日本北海道西部受低涡控制，东北地区为高压脊。中纬度呈纬向环流，河套地区有一短波槽活动。7日08时，副热带高压稳定少动，贝湖低槽向南加深，河套槽快速移动至华北地区。7日20：00（图2b），贝湖低槽东移至内蒙古东部地区，河套槽北移至辽宁中部地区，槽线由东北—西南向转为西北—东南向，槽前西南气流加强并逐渐扩展，为辽宁地区提供丰富的能量和水汽。同时低涡后部不断有弱冷空气向东北地区渗透，冷暖空气交汇在沈阳地区引发强降水。
2.1.3 地面 地面气压场上，7日08：00（图4a）我国华南到朝鲜半岛一线为强大的高压控制，贝湖东部的气旋在内蒙古东部地区分裂出一个小的低压系统，低压冷锋由内蒙东部至河套地区横跨十几个纬度。7日14：00，气旋及冷锋均缓慢东移北收。7日20：00（图4b），贝湖气旋分裂为南北2个低压中心，其中南部低压中心位于辽宁北部地区，冷锋快速东南压至辽宁东部，暖空气层结不稳定，由于锋面猛烈抬升，锋前形成雷阵雨天气。
2.2 探空资料分析 7日20：00（图5），沈阳K指数为29℃，沙氏指數为2.83℃，对流有效位能4.8J/Kg，探空反映出的不稳定能量不大。低层偏南风的风速较大，风向随高度呈顺时针旋转，暖平流很强，有利于对流不稳定的出现；500hPa之上以偏西气流为主，冷平流偏弱。另外从地面一直到500hPa附近都是显著的湿层，温度露点差在10℃以内，水汽条件非常好，500hPa以上为干层，上干下湿的结构有利于对流性天气的发展。
3 热力条件分析
对流层中θse的高值区代表的是高温高湿区。从辽中和康平两站的假相当位温时空剖面图来看，在7日20：00前后辽中和康平存在θse锋区，图中反应出康平形成θse锋区的时间比辽中早，这也验证了康平主要降水时段较辽中早。且辽中假相当位温梯度比康平大，因而高低空假相当位温差辽中的值更大，从侧面反应出辽中存在的能量较康平大。
4 水汽条件分析
暴雨的发生，不但要有充沛的水汽，还要有源源不断的水汽输送并在强对流区域辐合。由图7中沈阳、法库的水汽通量散度时空剖面图可以看出：此次过程中不论是康平还是辽中低层的水汽均比较浅薄，低层925hPa以下为辐合区，925hPa以上均为辐散区，这也反映了此次降水过程的水汽条件不是很好。两者区别在于无论是辐合还是辐散的中心前者低于后者，且强度低于后者，这也反应了辽中的水汽比康平有更好的抽吸作用。
5 抬升触发条件分析
强烈的上升运动是诱发暴雨生成的必要条件。从图8可以看到，在7日20：00，康平和辽中500hPa以下基本都为上升运动，在700hPa附近康平和辽中均有明显的一个上升中心，辽中上升速度中心的数值为18m/s，康平上升速度中心的数值为10m/s，说明辽中垂直上升运动更强。endprint
6 中尺度分析
从图9可以看出，7日20：00，辽宁省内无高空急流也无低空急流，说明此时高空辐散和低空符合不强。500hPa低槽偏西，移动缓慢，冷空气势力弱。850hPa切变呈西北-东南向位于辽宁东部，整个辽宁省中层均为干区，500hPa相對湿度都在50%以下，而康平、法库、新民及沈阳城区北部低层为湿区，850hPa相对湿度都在70%以上，而地面上出现了两条辐合线，分别位于辽宁省东部及辽宁省中北部，这也较好的对应了未来的降水落区，即20：00以后降水主要发生在沈阳北部地区。后切变线及辐合线东移，至22时北侧辐合线移出沈阳地区，南侧辐合线开始控制沈阳南部地区，带来短时强降水。8日02：00，850hPa切变线东移至沈阳中部，南北两条辐合线连成一条横跨10个纬距的南北向辐合线开始影响沈阳城区，雨带也东移到沈阳城区一带。8日03：00，地面辐合线移出沈阳地区，降水过程趋于结束。
7 云图特征分析
如图10所示，7日20：00，内蒙东部地区气旋尾部的一片对流云团位于我省中北部地区，我市北部地区开始降水过程。7日23：00，西伯利亚冷空气东移南侵，使北部的对流云团向南摆动，在我市南部形成一个尺度达数百公里的对流云团，给我市南部带来强降水。8日02：00，该对流云团东移减弱，其位置偏东，主要影响沈阳城区。8日03：00，对流云团移出沈阳地区，降水趋于结束。
8 结论
本文利用Micaps实况资料分析该暴雨过程形成的环流背景，利用MICAPS常规观测资料、加密自动站资料、云图资料，通过天气学分析和动力学诊断等方法，针对2014年9月7日沈阳地区一次局地暴雨过程在天气尺度系统、热力条件、水汽条件、抬升触发条件、中尺度等方面进行分析。结果表明：
（1）天气尺度系统：本次降水过程主要由蒙古气旋所诱发，系统移动速度快，因而本次降水有降水时间短的特点。
（2）热力条件：7日20：00前后辽中和康平存在θse锋区，图中反应出康平形成θse锋区的时间比辽中早，这也验证了康平主要降水时段较辽中早。且辽中假相当位温梯度比康平大，因而高低空假相当位温差辽中的值更大，从侧面反应出辽中存在的能量较康平大。
（3）水汽条件：此次过程中不论是康平还是辽中低层的水汽均比较浅薄。两者区别在于无论是辐合还是辐散的中心前者低于后者，且强度低于后者，这也反应了辽中的水汽比康平有更好的抽吸作用。
（4）抬升触发条件：7日20：00，康平和辽中500hPa以下基本都为上升运动，在700hPa附近康平和辽中均有明显的一个上升中心，辽中上升速度中心的数值为18m/s，康平上升速度中心的数值为10m/s，说明辽中垂直上升运动更强。
（5）中尺度分析：地面上南北两条辐合线，决定了沈阳地区南部和北部主降水时段的不同，北部降水时间早，而南部降水时间晚。
（6）云图分析：西伯利亚冷空气东移南侵，使北部的对流云团向南摆动，致使南部地区形成尺度达数百公里的对流云团，给辽中地区带来强降水。
参考文献
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[8]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2007：636-642. （责编：张宏民）endprint
安徽农学通报2018年1期
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