伊春市一次短时强降水雷达特征分析

摘要：为了更好地做好短时强降水的预报工作，利用伊春多普勒雷达资料，高空、地面实况资料，自动站以及加密雨量站点数据，对2015年6月23日伊春中部地区短时强降水天气进行分析。

结果表明，此次过程是在高层有短波槽波动，中低层存在切变线，地面有辐合线以及伊春地区特殊地形因素的共同作用下发生的。

地面辐合线出现在强降水发生之前，地面辐合线的出现对于强降水的预报有一定的指示意义。

关键词：短时强降水；多普勒雷达；天气诊断
中图分类号：p458.121 文献标识码：a doi：10.11974/nyyjs.20160632211
短时强降水、冰雹、大风、龙卷等强对流天气的发生很可能带来严重的气象灾害[1]，威胁着社会和人民的生命财产安全。

我国在利用多普勒雷达对于短时强降水的预报工作已经做了大量的研究，并取得了相对丰硕的研究成果[2-5]。

本文利用伊春多普勒天气雷达资料、高空实况、自动雨量站资料，针对2015年6月23日伊春地区一次短时强降水过程进行分析，剖析此次过程的天气背景，以及发生发展演变过程，为以后的预报工作提供参考。

1 降水实况
2015年6月23日17时-24日00时，伊春中部出现强对流天气，部分地区出现暴雨。

此次降水具有降水时间集中、降水空间分布不均等特点。

1个乡镇雨量站达暴雨量级，7个乡镇雨量站达大雨量级，1个区域自动站达大雨。

其中，东升小学降水量级最大56.4mm，伊春本站降水量45mm。

此次降水主要发生在20-23时，有4个站点的小时雨强达到20mm以上，伊春本站21.3mm、碧仓库22.3mm、东升小学21.4mm、红旗20.5mm，达到了短时强降水的标准。

2 天气诊断
2.1 背景分析
6月23日08时亚欧中高纬为“两脊一槽”型，一脊位于乌拉尔山地区，另一脊位于黑龙江以北向鄂霍次克海延伸，贝湖至蒙古地区为一宽广槽区。

黑龙江北部地区受暖脊控制，内蒙古东部地区有一短波槽波动，在内蒙古与吉林交界有一冷中心存在；在700hpa和850hpa 上，从辽宁至黑龙江中部地区为一致的西南风，向黑龙江省中部地区输送暖湿空气，但强度均未达到急流标准，850hpa上内蒙古东部地区对应为一暖脊。

从大气层结的配置来看，黑龙江省中部偏西地区为下暖上冷的不稳定层结，随着系统的东移将影响伊春地区。

20时，500hpa 内蒙古与黑龙江交界地区仍然存在浅槽波动，黑龙江中部地区受弱脊控制，700hpa与850hpa 上黑龙江西部地区均存在一条切变线，伊春处于切变线东侧，西南风向伊春市输送暖湿空气，伊春地区上空温度露点差均小于3℃，可见伊春地区处于湿度较高的环境中。

地面图上，伊春地区一直处于地面低压的前部，23日14时―20时伊春地区西侧存在一条地面辐合线。

综上所述，500hpa存在短波槽波动，中低层存在切变线，有西南气流输送暖湿空气，并且大气处于下暖上冷的不稳定层结，地面存在地面辐合线。

2.2 不稳定潜能
23日08时伊春本站的探空图中cape值较小，67.7j?kg-1，k指数32℃，t500-850为-26℃，从风场上来看，低层为西南风，高层为偏西风，垂直风切变不明显，低层有暖平流存在，不排除强对流天气发生的可能。

到20时探空图（图1）可以发现，cape值明显增大，1141.4j?kg-1，k指数也增加到36℃，t500-850为-27℃；从风场上来看，低层有明显的垂直风切变，925hpa 为东北风，850hpa迅速转为西南风，风速明显增加；并且低层的湿度较好，850hpa上有逆温层存在，700～850hpa较干，上层湿度又有所增加，中层有干侵入存在。

说明大气处于不稳定层结，白天升温为夜间短时强降水的发生积蓄能量，一旦有触发机制发生，不稳定能量将得以释放。

图1 2015年6月23日20是伊春探空图
2.3 地面触发机制
分析地面图上可以看到，从6月23日14时开始，在伊春地区西侧存在一条地面辐合线，此时强降水还未发生，可见辐合线形成于强降水发生前。

自17时开始，伊春地区的温度露点差逐渐减小，由4℃减小到0℃。

同时，不断有对流单体生成发展并且向东移动，从西部进入伊春地区给伊春地区带来降水。

由于伊春地区特殊的山地地形，西北高东南低，回波自西北方向移入，气流经地形抬升，因此地面辐合线和地形抬升是强对流天气的触发机制。

3 多普勒雷达回波特征
3.1 反射率因子特征分析
分析伊春市多普勒天气雷达组合反射率因子产品，23日18时，伊春中西部地区有多对流单体生成，强中心达60dbz，东北西南向呈线状排列，结构较为松散；另外，不断有强回波自西北方移入伊春境内。

中西部地区的回波向西移动，快速经过伊春市区，移动过程中结构逐渐松散，长度和宽度均减小演变成块状，影响范围逐渐减小，但中心强度有所增加达到65dbz，给伊春本站带来了4.6mm降水。

自西北方向不断有回波移入伊春地区，向东北方向移动并且南压。

移动过程中，后面不断有新的回波进行补充追赶前侧的回波，19时27分逐渐演变成带状回波（图2a）；此时回波发展的较为旺盛，回波顶高达到12～13km。

回波在上山过程中移动较快，结构较为紧凑，在下山向中部地区过程中，移动缓慢，且结构逐渐变得松散，长度缩小，宽度增加，但强中心范围有所增加，回波主体自19时58分影响测站，20时19分移除出（图2b），经加密雨量站点数据分析发现该时段是小时雨强超过20mm降水的主要时段。

之后回波继续东移减弱，不断有新的对流单体自西移入影响伊春中部地区，但结构松散移动较之前速度较快，降水持续时间长，但小时雨强未达到20mm以上。

3.2 径向速度特征分析
从多普勒天气雷速度图上分析，降水发生前伊春地区为偏南风，随着降水的发生，风向逐渐转为西南风。

19时27分的速度图中（图3a），速度辐合辐散明显，正负速度相间，存在逆风区，说明该回波还将继续发展维持，并且北部零速度线呈“反s型”，说明高层有冷平流存在，近雷达中心零速度线呈“s型”，判断低层有暖平流，为下暖上冷的不稳定层结，有利于对流的发生。

19时58分（图3b）回波继续发展，逆风区范围减小，但负速度值明显增加。

4 结论与讨论
此次短时降水的发生是在500hpa有浅槽波动，700hpa、850ppa存在切变线，地面处于低压控制这种大尺度环流背景下，小尺度对流造成的。

短时强降水要求大气处于不稳定层结，并且有较好的湿度配合，较为明显的垂直风切变，以及一定的触发机制。

此次过程发生前，大气处于不稳定曾结，白天为夜晚降水的发生积蓄能量；地面辐合线以及伊春特殊的地形就是此次过程的触发机制，地面辐合线形成于强降水发生之前，并且它的出现以及存在的位置对于强天气的预报工作有一定的指示意义。

在此次短时降水发生的大背景下，水汽条件并不是特别有利，700hpa和850ppa虽然有西南气流输送水汽，伊春处于湿度较高的环境中，但西南气流强度未达到急流的强度，是此次过程的不利因素。

参考文献
[1]李大为，梁红，贾冬婵，等.“20110714”沈阳短时强降水多普勒雷达回波特征[j].气象与环境学报，2013，29（2）：75-80.
[2]郑媛媛，俞小鼎，方?，等.一次典型超级单体风暴的多普勒天气雷达观测分析[j].气象学报，2004，62（3）：317-328.
[3]陈英英，唐仁茂，李德俊，等.利用雷达和卫星资料对一次强对流天气过程的云结构特征分析[j].高原气象，2013，32（4）：1148-1156.
[4]冯晋勤，黄爱玉，张治洋，等.基于新一代天气雷达产品闽西南强对流天气临近预报方法研究[j].气象，2012，38（2）：197-203.
[5]韩文宇，杨丽丽，杨毅.一次强对流过程的多普勒雷达反演及预警分析[j].干旱气象，2014，32（5）：810-818.
作者简介：潘蔷（1986-），女，黑龙江哈尔滨人，东北林业大学硕士研究生，助理工程师。