河南北中部一次强对流天气过程分析

张珍，张梦彤，宋自福

（焦作市气象局，河南 焦作 454003）

1 过程概况

2018年5月14～15日河南北中部出现强对流天气过程，灵宝、卢氏出现冰雹，直径在2～3mm，大部分地区出现大风（图1），最大瞬时风速出现在洛阳宜阳高村达31.9m/s，河南北中部大风出现时间多在15日14～21时；濮阳出现大暴雨（图2），焦作、郑州、新乡、鹤壁、安阳部分地区出现暴雨，河南北中部有30个自动雨量站降雨量在100mm以上，最大濮阳双庙156.5mm。强降水集中出现在两个时段，15日08～09时，以焦作站为代表，1小时降水量达60.4mm；15日下午到夜里，强降水主要出现在濮阳，濮阳瓦屋头17～18时1小时降水量达94.7mm。本文利用常规探测资料，对本次强对流天气过程进行分析。

a为5月14日11时～15日11时雨量图，b为5月15日11时～16日11时雨量图

2 天气形势分析

2.1 500hPa形势分析

5月14日20时500hpa环流形势（图3），中纬地区为两槽一脊型，副高588线位于华南一带，低槽位于汉中、宜宾到腾冲一线，15日08时低槽东移至安康、达川到重庆一线，15日20时低槽继续东移北上至郑州、宜昌到贵阳一线，并且形成低涡，16日08时低槽继续东移至郑州、南阳到宜昌一线，到16日20时低槽移出河南。

2.2 700hPa影响系统

5月14日20时（图4）低槽位于武都、成都到腾冲一线，河南处在槽前西南气流中，阳城、安阳到菏泽为一切变线，西南急流在贵阳、恩施到卢氏一线，郑州西南风8m/s，河南北中部t-td在15～28℃，水汽条件较差，郑州与太原之间有暖切变存在。15日08时低槽东移，槽前西南急流东移北抬至桂林、南阳到郑州一线，郑州至延安有暖切变存在，郑州t-td为13℃，到15日20时暖切变消失，低槽位于北京到邢台，西南急流东移北抬，郑州站风速增强为10m/s，河南北中部位于湿区，16日08时低槽东移南下，郑州站转为西北风。

2.3 850hPa影响系统

5月14日20时（图5）河南处在西南气流中，郑州t-td为7℃，15日08时邢台至太原有暖切变线生成，河南北中部湿度明显增大，郑州t-td为1℃，郑州站风速为9m/s，郑州到邢台有明显的风速辐合，15日20时暖切变线仍维持，16日08时随着冷空气南下暖切变线转为冷槽，20时低槽东移南下，郑州站转为西西北风。

2.4 地面影响系统

从15日08时地面图（图6）可以看出，在焦作地区有一辐合中心，从焦作到新乡和焦作到郏县分别有一辐合线，对应着焦作、新乡、郑州、洛阳等地出现强降水，其中辐合中心附近焦作雨量最大、雨强最大，到11时辐合线消失，河南基本无强降水，14时（图7）在濮阳、新乡到郑州一线有辐合线生成，其中濮阳地区辐合线两侧风速明显大于其它地区，其后以濮阳为中心的强降水开始，20时以后辐合线减弱，强降水逐渐减弱。

综合高空、地面形势分析可以看出，15日08～09时，以焦作站为代表的强降水主要是由高空低槽和低层暖切变和急流造成，地面辐合中心是强对流的触发机制；而以濮阳为代表的大暴雨主要是受500hpa低槽东移和700hpa、850hpa暖切变转变为冷槽影响，并且700hpa有西南急流和850hpa风速辐合配合，而地面辐合线是强对流的触发机制，700hpa暖切变转变为冷槽时间为15日中午前后，而850hpa暖切变转为冷槽是15日20时以后，700hpa、850hpa暖切变线转换冷槽时间相差12小时左右。

3 物理量分析

3.1 水汽条件分析

从15日08时郑州t-td可以看出，850hpa为1℃，700hpa为13℃，郑州附近为上干下湿，从925hpa水汽通量散度场（图略）看出河南有水汽输送，综合高空低槽和低层暖切变和急流及地面辐合中心，造成15日08时焦作地区附近强对流产生。15日14时到16日08时，整层水汽持续改善，从水汽通量散度场（图7）分布也可知：在暴雨前中低层暴雨区均处在水汽辐合区中心附近，水汽输送条件较好。

3.2 动力条件分析

分析散度场可知：15日08时（图8）200hPa河南北中部处在中心值为50×10-6s-1的辐散区内，850hPa除东南部外大部分地区处在中心值为-29×10-6s-1的辐合区，豫西北高低层散度差值最大，有利于垂直运动的发展，相应400hPa附近出现中心值达-37×10-2Pa·s-1强上升运动区，此时焦作出现强降水。随着系统发展东移，14时辐散、辐合区及上升运动中心亦随之东移至河南东北部（图9），对应下午到夜里濮阳出现强降水。可见，天气尺度系统发展及高、低空散度场的有利配合为强降水提供了有利的动力条件。

3.3 不稳定能量条件分析

T-lnp是大气运动的热力图解，能够反映测站及其上空各种气象要素垂直分布情况，可以用来判断大气垂直运动的有效工具。从15日08时到16日08时郑州站的T-lnp图的演变（图略）过程可以看出：从前到后，从底层到高层，大气湿度是逐渐增加的，在暴雨发生时，大气处于饱和状态，水汽供应充分，为强对流天气的产生提供了有利条件。从不稳定能量的演变过程（表1）可以看出，15日08时郑州cape达1904.4，15日20时cape达3019.4，16日08时，cape达48.7，强对流天气发生时不稳定能量达最大值，为强对流产生提供了充足的能量，产生了地面大风和北中部短时强降水。强对流天气过后，不稳定能量快速释放，大气处于稳定状态。由表1可以看出，郑州站K指数在15日白天开始增大，夜间猛增至45℃，Si指数从15日白天开始到夜里一直在下降， 这与强对流天气发生在夜间相吻合。

表1 郑州站各时次K、Si、Cape对比表

Cape（J/kg） 19.4.4 3019.4 48.7

4 结语

（1）此次过程是一次伴有短时强降水、雷雨大风的强对流天气过程，地面没有明显冷空气参与。

（2）此次过程是在高空槽、低空切变线和低空西南急流以及地面辐合线等共同影响下产生的，高空低槽和中低空切变线提供了有利的辐合上升环境场，高低空构成了“上干冷、下暖湿”的不稳定层结。低空西南急流提供了充分的水汽。

（3）地面辐合线和地面辐合中心是此次强对流天气的重要触发机制。

（4）强对流过程的水汽、不稳定能量和抬升触发机制三条件在此次过程中配合较好，是造成此次暴雨、大暴雨并伴有强对流天气过程发生发展的主要原因。

（5）700hpa和850hpa暖切变转变为冷槽是本次强对流过程主要影响系统。