呼伦贝尔市夏季一次强降雨天气过程诊断分析

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·94·工作研究农业开发与装备 2023年第1期

呼伦贝尔市夏季一次强降雨天气过程诊断分析

刘思彤

(呼伦贝尔市气象台,内蒙古呼伦贝尔 021000)

摘要:利用呼伦贝尔市高空探测资料及地面、高低空

实况天气图资料,利用天气学方法,重点分析2020年

8月8日至9日呼伦贝尔地区的环流形势特征,并对温

度平流场和涡度场等进行了诊断分析。结果表明:贝

加尔湖低涡东移南下是造成此次强降雨天气的主要原

因;亚欧中高纬“两脊一槽”环流形势,地面上低值

系统控制,高层辐合、低层辐散的配置形势,以及

整层的垂直上升运动是造成此次强降雨天气的有利条

件。同时,对本地预报、EC数值预报降水量进行检验

分析,为今后类似的强降雨天气预报提供参考。

关键词:强降雨天气;成因分析;呼伦贝尔市

0 引言

强降雨天气是内蒙古夏季灾害性天气之一,呼伦

贝尔地处内蒙古东北部,境内的呼伦贝尔草原是世界

四大草原之一,被称为世界上最好的草原。强降雨天

气会造成牧草减产,草原牲畜健康也将受到威胁,同

时影响粮食生产,甚至引发山洪、泥石流等自然灾

害。因此,对强降雨天气的本地化研究和分析非常有

必要。本文利用呼伦贝尔市高空探测资料及地面、高

低空实况天气图资料,利用天气学方法,对呼伦贝尔

地区2020年8月8~9日的强降雨天气过程环流形势、影

响系统及天气学成因进行了详尽的分析,以期进一步

了解呼伦贝尔地区强降雨天气过程的发生发展过程,

提高强降雨天气预报预警的准确率。

1 天气过程概况及特点

受高空冷涡影响,2020年8月8日8:00至9日

8:00,呼伦贝尔市266个监测站共206个站有降雨

(图1)。其中,暴雨(50~99.9 mm)7个站,大雨

(25~49.9 mm)39个站,中雨(10~24.9 mm)66个站,

小雨(0.1~9.9 mm)94个站。最大降雨量出现在扎兰屯

市道南村,为91.2 mm,最大小时雨强也出现在扎兰屯

市道南村,为48 mm/h(9日5:00~6:00)。此次强降

雨过程对农业、牧业及人民生产生活产生明显影响。

2 天气形势

2.1 环流背景特征

此次强降雨天气过程,亚欧中高纬环流形势为“两

脊一槽”型(倒Ω流型)。西西伯利亚平原有一高脊,

东北地区也有一高脊正在发展,贝加尔湖地区有一中心

强度为568 dagpm的低涡,8日20:00低涡东移至呼伦贝

尔市西侧并且中心值加强为560 dagpm,此时低值系统达到最强,相应的降水天气过程也达到最强。之后,低

涡逐渐崩溃减弱为低槽,降水过程随之减弱。

700 hpa上,贝加尔湖地区有一低涡东移并加强影

响呼伦贝尔市,8日20:00低涡中心位于呼伦贝尔市西

侧,中心值达到296 dagpm,风场气旋性旋转位于呼伦

贝尔市西侧。对比500 hPa低涡中心,位置基本一致。

850 hPa上,低涡略有东移南下并加强,8:00东部地区

存在风速的辐合,20:00有风场切变存在,为强降雨提供了有利的动力条件。

图1 呼伦贝尔市8月8日8:00至9日8:00时降水量实况图

2.2 地面形势

地面形势表现为低值系统控制,低值中心向东北

方向移动,但中心强度有所减弱,数值从987.5 hPa减

弱为992.5 hPa。7日20:00,等压线密集,气压梯度

大,对应实况出现大风天气。8日20:00,地面气旋向

东北方向移动至我市西部。

3 天气学成因分析

3.1 动力条件

3.1.1 涡度场。水平辐合辐散一定程度上可以由涡

度来反映。高层辐散、低层辐合对垂直运动的发展有

利,从而与寒潮降雪过程有很好的对应关系。高层涡

度和底层涡度之间的差值越大,越有利于降水的发展

和持续。由此次降雨天气过程中的各个时次的850 hPa

涡度场分布来看,随着低涡向东移动,低层正涡度区

也向东移动,强降水发生在低层正涡度的大值区域。8

日8:00,850 hPa正涡度中心处于贝加尔湖以西地区,

到了8日20:00,850 hPa涡度中心移到了呼伦贝尔市北

部地区,中心强度为44×10-5/s,说明有强盛的地面气

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旋发展,并有较强的上升运动。

3.1.2 散度场。类似于涡度场的特点,散度场也能在

一定程度上表示流体的水平辐合辐散程度。同理,高

层散度和低层散度之间的差值越大,对降雪系统的发

展和维持越有利。此次寒潮过程的垂直分布的配置形

势为高空辐散、低空辐合。高空200 hPa有较强的辐散

场,其强的抽吸作用可以产生强的上升运动,从而为

降水的产生提供可靠的动力条件。

8日8:00,200 hPa上,贝加尔湖东北侧至我国内

蒙古东北部地区为正散度区,有两个散度中心,中心

数值达到36×10-5/s。8日20:00,北部的散度中心有

所南移并加强为48×10-5/s,另一个向东北方向移出

呼伦贝尔市。与此同时,850 hPa上,我国内蒙古东

北地区大部为负的散度区,尤其8日8:00中心数值达

到-40×10-5/s,这样高空辐散、低空辐合地配置形势

已然形成。

3.1.3 垂直速度场。垂直运动会引起热量、水汽、

涡度、动量等的垂直输送,从而实现大气中的能量转

换。水汽冷却和凝结的主要条件就是上升运动的抬升

作用,一般情况下强降水的落区在垂直上升运动的下

方。通过对垂直速度场的分析,发现寒潮过程具有很

强的垂直上升运动。500 hPa上,8日8:00,内蒙古以

及内蒙古东部为上升区,中心位于呼伦贝尔市西侧。

8日20:00,中心位置向东南方向移动到呼伦贝尔市南

部,中心值达到-75×10-3 hPa/s。上升区中心位置与强

水地区有较好的对应关系。整层的上升运动为近地层

的辐合加速,对地面气旋的发展非常有利,同时又推

动了水汽向辐合区域输送,为降水的发生提供了充分

的动力和水汽条件。

3.2 水汽条件分析

3.2.1 比湿。分析850 hPa比湿场,7日20:00蒙古、

东北地区及以南地区为大范围的高比湿区,呼伦贝尔

市比湿强度达到10 g/kg左右,虽然8日20:00比湿有所

减弱,但全市仍在9 g/kg以上。可知,此次降水水汽条

件充沛,有利于暴雨天气的发生。

3.2.2 水汽通量。水汽通量是用来表征水汽的输送

强度和方向。分析8日至9日850 hPa的水汽通量图,可

以看出,此次过程的源地和水汽路径主要有两个:东

南路径,来自黄海、渤海的水汽;西南路径,来自我

国南海的水汽。在有利的环流条件下,从海面上获得

的大量水汽和被急流所输送的水汽汇合在一起并被抬

升,之后被向北部输送至我国北方地区,为此次强降

水过程提供了充沛的水汽。

3.2.3 水汽通量散度。水汽通量散度是用来表征水

汽的辐合和辐散强弱,这个物理量与垂直运动密切相关。水汽通量辐合区与垂直上升运动区往往是一致的。 

8日8:00,水汽通量散度的负值区位于呼伦贝尔市西部

地区一带,中心值为-40×10-5g·s-1·cm-2·hPa-1。到

20:00,500 hPa以下全部为水汽辐合区,水汽通量散

度的负值区东移至呼伦贝尔市南部,强度减弱,中心

值为-28×10-5g·s-1·cm-2·hPa-1,充沛的水汽输送主

要来源于大气的中低层。

3.2.4 温度露点差。在8日8:00~20:00,700 hPa的

温度露点差分布场上,呼伦贝尔市大部的T-Td<4℃。

表明,该区域处于高湿度区,水汽堆积明显,有利于

呼伦贝尔地区出现强降雨天气。

3.3 不稳定条件

从相关数据可知,8日20:00有较强的对流潜势,

cape值达到1 070 J。可知,此次降水天气过程以对流性

降水为主,易发生短时强降水、雷电等强对流天气。

3.4 雷达、卫星资料分析

从相关数据可知,8日15:00额尔古纳市南部出现

组合反射率大55 dbZ的强回波,此时额尔古纳市南部

出现h雨强>20 mm的强降水。雷达图对短时的强天气

过程有很好的指示作用,在有强天气过程的预报服务

中,应更多加以应用。从相关数据可知,8~9日,贝加

尔湖地区有一涡旋云系逐渐向东北方向移动,对地面

低压系统相适应,在此过程中不断形成对流云团,给

我市局部带来降水天气。

4 结语

此次强降水天气过程中,亚欧中高纬环流形势纬

“两脊一槽”型,以对流性降水为主。关注低空急流

位置、出口区左前侧、风速辐合和风向切变,对大量

级降水有很好的指示作用。高空辐散、低空辐合地配

置形势以及较强的上升运动有利大量级降水。湿舌强

度、位置,温度露点差的分析有利于对流性降水的判

断。对EC模式预报检验表明,在本次强降水天气过程

中,500 hPa高度场与实况形势场位置基本一致,但强

度偏弱。海平面气压场上,该模式预报气压场中心气

压值偏小,位置偏北,表示在此强降水天气过程中欧

洲数值模式整体较指示性偏弱。本台对降水落区及量

级的预报订正能力有待提高。

参考文献

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