一次暴雨过程的中尺度特征分析

一次暴雨过程的中尺度特征分析
张优琴;胡雪红
【摘要】利用常规气象资料、物理量诊断分析结果和多普勒雷达回波资料,对2009年6月18日夜间到19日发生在德州市的暴雨过程中尺度特征进行分析,结果发现:500 hPa蒙古低槽前部的偏西风急流带,为暴雨的产生提供了较强的暖湿条件；暴雨产生在德州市北部中低层明显的风向切变处和地面辐合线的前部；暴雨发生前期,中低层水汽输送条件好,对流层以下的垂直上升运动和较好的低层辐合高层辐散,为这次暴雨的发生提供了比较好的动力条件.强降水期间雷达图上表现出明显的中-γ尺度特征,且在德州西部一直存在南北向的中尺度辐合带,这与地面形势相一致,也与暴雨产生的时段一致.
【期刊名称】《宁夏农林科技》
【年(卷),期】2013(054)003
【总页数】3页(P82-83,封3)
【关键词】暴雨;中尺度辐合线;中-γ尺度;强降水回波
【作者】张优琴;胡雪红
【作者单位】山东省德州市气象局,山东德州 253000
【正文语种】中文
【中图分类】P458.1+21.1
暴雨是德州的灾害性天气之一，每年暴雨发生频率为3～5次，由于其具有降水强
度大、发生时间集中、降水分布不均匀等特点，极易造成局地洪涝灾害。

李娜等[1-3]人分析了灾害性暴雨的气候特征及环流特征，并对灾害性暴雨环境场物理量
进行分析，试图找寻灾害性暴雨落区的预报依据。

笔者利用常规气象资料、物理量诊断分析结果和多普勒雷达回波资料，对2009年6月18日夜间到19日发生在
德州市的暴雨过程中尺度特征进行分析，以期揭示暴雨过程的中尺度特征，并且为暴雨的临近预报提供依据。

1 实况
2009 年6 月18 日夜间到19日上午，在德州市的西北部、北部5县（市）以及
与河北接壤的10个县（市）出现了暴雨天气，暴雨中心位于河北的南皮县，降水量为149 mm。

德州所辖11县（市）中德城区降水量最大，为95.6 mm，全市
平均降水量47.2 mm。

这次暴雨发生在德州市雨季来临之前，但因范围小、强度大，预报难度大，造成主城区局部积水。

2 形势分析
18 日08 时，500 hPa主槽缓慢东移，在河套西部分裂出一浅槽，槽前到120°E
附近为西南气流，700 hPa在河套西部到四川盆地为低槽区，并有12℃的暖脊配合，槽前为一致的西南气流，850 hPa在河套到四川盆地东部为低槽区，并有24℃的暖脊配合，槽前为偏南气流。

18 日20 时，500 hPa主槽东移到蒙古中西部，南部转竖，槽前40°~50°N范围
形成1条20～28 m/s的偏西风急流带，为暴雨区暴雨的产生提供了较强的动力
条件，700 hPa高空槽移到蒙古中部到河套东部，槽前西南风16 m/s，四川盆地低槽少动，其前部西南气流较弱，风速一般在6～8 m/s，水汽输送较弱，850 hPa河套低槽东移加强，河北中南部风速达10～16 m/s，四川盆地低涡稳定少动，其前部西南风一般在6～10 m/s。

19 日08 时，500 hPa北部槽东移到贝湖到河套，高空急流强度变化不大，700
hPa高空槽移到德州市附近（封3图2），济南站西南风风速达20 m/s，邢台站
西北风风速为6 m/s，850 hPa高空槽也移到德州市附近，济南站西南风风速达
18 m/s，邢台站西北风风速为8 m/s，中低层在德州市北部存在明显的风向切变，暴雨区即在此处产生。

18 日地面图上，14时冷空气位于蒙古中部到甘肃东部，德州市位于高压后部，
20时到次日0时降水区在河北中南部向东北方向移动，19日02时，冷锋东移到山西东部，鲁西北地区由东南气流转为偏南气流，强降水开始，05～08时，受冷锋影响，在河北中南部出现一中尺度辐合线（封3图3），德州市的暴雨就产生在辐合线的前部。

3 物理量场分析
3.1 水汽条件分析
3.1.1 地面水汽压 18日凌晨，德州市全市水汽压值一般在24～26 hPa，早晨7
时开始德城站增大到27.6 hPa，之后到10时水汽压值的增幅平均达1.0 hPa/h
以上，10～12时水汽压稳定在30 hPa，13时增大到31.2 hPa，而温度只有
31.9℃；武城站其次，数值达29.5 hPa，温度30.4℃。

这说明在暴雨发生前低层空气湿度已接近饱和，能级也比较大，一旦有弱冷空气侵入，极易发生对流不稳定。

3.1.2 水汽输送 18日20时925 hPa有一支来自东海水汽通道，水汽通量中心在
青岛附近，数值20 g/cm·hPa·s，德州市的西部北部水汽通量16～18
g/cm·hPa·s，水汽输送条件较好；而700、850 hPa存在一支来自南海的水汽通道，水汽通量中心分别在北京和河北与德州市西部交界，850 hPa水汽通量中心
值18～20 g/cm·hPa·s。

这次暴雨发生前期，中低层都有比较好的水汽输送，而
低层水汽输送条件更好，但由于没有低空急流配合，形成的水汽通道较弱。

3.2 动力条件分析
从925～500 hPa暴雨区均为垂直上升区，925 hPa在暴雨区有一-3×10-3 hPa·s
的垂直运动中心；1 000～500 hPa暴雨区均为辐合区，1 000 hPa在聊城有一
16×10-3 hPa·s的辐合中心，这与地面的辐合区比较接近，而300 hPa为辐散区，存在明显的低层辐合高层辐散；18日20时从低层到高层均为负涡度区，这主要
是由于高空低涡偏北，涡度条件较差。

由此看出，这次暴雨过程中，对流层以下的垂直上升运动和较好的低层辐合高层辐散，为这次暴雨的发生提供了比较好的动力条件。

3.3 能量场分析
18 日20 时，K指数高能舌发展到北京，其中心在陕南、湘西一带，K指数达42℃，德州市西部K指数为36℃，而K指数≥32℃是暴雨发生的指标；分析总温度Tt和假相当位温θse分布情况，它们与K指数分布相一致。

也就是说，在这次暴雨发生的前期，已具备了充分的不稳定能量。

4 雷达回波
多普勒天气雷达可以测量目标物沿雷达的径向的速度，从而加强天气雷达对各种天气尺度系统特别是强对流天气系统的识别和预警能力[4-5]，提高短临预报水平，
在防灾减灾中起到了重要作用[6-7]。

分析了18日夜间强降水时段的雷达组合反射率因子回波发现（封3图4、5、6），造成德州市这次暴雨的雷达回波为混合性降水回波，成团状，回波范围为200 km 左右，属于中尺度系统。

德州19日2~5时分别有3块53～58 dBz的中-γ尺度
强降水回波影响，1 h降水量分别达35.5、24.7和24.6 mm，累计降水量达84.8 mm，在此期间，也有3块48～53 dBz的中-γ尺度强降水回波影响武城，3 h累计降水量55.9 mm。

19日凌晨到上午，由于降水系统偏北，不断有中小尺度较强回波东移影响宁津、乐陵、庆云3县（市），导致了暴雨的产生。

分析了雷达径向速度分布情况（封3图7）发现，18日23时50分衡水附近有一南北向中尺度辐合带，19日1时40分中尺度辐合带东移到德城西部与故城交界，
1时52分开始影响德城区，强降水开始，2时17分移出，之后到5时前后，在德城西部一直存在南北向的辐合带，这与地面形势相一致，也与暴雨产生的时段一致。

5 小结
（1）500 hPa蒙古低槽前部的偏西风急流带，为暴雨的产生提供了较强的动力条件；暴雨产生在德州市北部中低层明显的风向切变处和地面中尺度辐合线的前部。

（2）暴雨发生前期，中低层水汽输送条件好，对流层以下的垂直上升运动和较好的低层辐合高层辐散，为这次暴雨的发生提供了比较好的动力条件。

德州市西部K 指数为36℃，为暴雨的产生提供了充分的不稳定能量。

（3）强降水期间，雷达图上表现出明显的中-γ尺度特征：德州的暴雨主要由3块53～58 dBz的中-γ尺度强降水回波造成，1 h降水量分别达35.5 mm，3 h累计降水量达84.8 mm；武城的暴雨主要受3块48～53 dBz的中-γ尺度强降水回波影响。

且在德州西部一直存在南北向的中尺度辐合带，这与地面形势相一致，也与暴雨产生的时段一致。

【相关文献】
[1]李娜，柳林，张国胜，等.鲁西北灾害性暴雨的环境场特征[J].山东气象，2006，26（4）：9-11.
[2]杨学斌.一次短历时暴雨的中小尺度天气分析[J].山东气象，2009，29（1）：21-23.
[3]胡雪红，张琳.“7.18”暴雨过程的数值预报检验评估[J].山东气象，2008，28（1）：22-25.
[4]俞小鼎.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2007.
[5]王海新，李凤云.夏季暴雨及气候因素对禹城市农业生产的影响[J]. 宁夏农林科技，2011，52（2）：34，58.
[6]柳航，蒲章绪.浅盆地暴雨灾害分析[J]农业灾害研究，2011，1（1）：82-84.
[7]吴春英，董晓明，金鑫.2010年7月抚顺大暴雨过程分析[J].宁夏农林科技，2011，52（12）：256-258.。