2017年8月2日-8月4日赤峰地区暴雨大暴雨的多尺度特征

徐丽娇

(内蒙古自治区赤峰市气象局，内蒙古 赤峰 024000)

赤峰地区处于华北北部，其暴雨有着华北暴雨的共同特点，预报难度也较大。因此，针对2017年8月2日-8月4日赤峰地区暴雨进行分析，对暴雨预报积累经验有着一定的科学意义。

1 降水特点概述

2017年8月2日10时-8月4日7时，赤峰市出现强降水天气，其中宁城县东南部、敖汉旗大部地区降水量在100mm以上，过程中伴有短时强降水出现。8月2日17时-8月3日18时，敖汉旗普降暴雨到大暴雨，最大降水量达214.4mm，最大雨强为44.5mm/h；宁城县大部地区出现暴雨天气，其中东南部地区降大暴雨，最大降水量达213.8mm，最大雨强为52.4mm/h。8月3日傍晚，松山区出现短时强雷雨天气过程，其中初头朗镇、岗子乡最大小时雨强分别为44.9mm、21.3mm。降水主要分布在两个阶段，第一个阶段是8月2日11时-8月3日02时，其主要特点是短时雨强大、强度变化波动显著；第二个阶段发生在8月3日03时以后，降水强度逐渐稳定，降水效率高，表现为稳定降水的特征。以宁城气候校准站为例，该站8月3日03-04时，雨强为52.4mm/h，到8月3日8时左右，该站雨强仍达34.4mm/h，降水效率非常高；宝国图站同样在8月3日02时开始，降水一直表现比较平稳，小时降水量都在10mm～30mm左右，降水效率也是十分高的。

2 高空和地面天气形势分析

8月2日08时，500hPa，内蒙古河套地区有一高空槽存在，赤峰市主要处在西太平洋副热带高压外围控制之下，副热带高压以块状形式退居海上，东亚沿岸高压脊较弱，但与副热带高压叠加，副高北抬至40°N附近，形成高压坝，出现典型的“东高西低”形势。9号台风纳沙已经登录我国，位于长江中下游一带，气压场上无闭合环流，但在风场仍然可见闭合低值中心，形成“北槽南涡”的有利天气形势。副热带高压与台风之间的南风加强，不断向华北地区输送水汽和热量。850hPa，台风的闭合环流更加明显，副高东退减弱，使得南风急流明显加强，中低层水汽通道逐渐建立。到8月2日20时，台风进一步减弱，与北部槽合并成一个南北贯通的大槽，东部副高略有北上，与东北地区高压脊在下游形成一定的阻挡，使得槽移动缓慢而略有加强。850hPa，南风急流明显，输送水汽能力更强，赤峰市位于急流出口区左侧，形势非常有利于暴雨的产生。8月3日08时，高空槽进一步靠近赤峰市，副热带高压进一步减弱东退，阻挡形势依然存在； 850hPa槽进一步加深成低涡，低空南风急流更加明显，赤峰市中部有切变存在。8月3日20时，高空槽移过赤峰市，下游阻挡形势崩溃，副热带高压加强西伸，低层依然受低涡控制，切变位于赤峰市南部，考虑南部降水残留，北部降水结束。

8月2日08时，赤峰市主要受低压带控制，在地面辐合线附近出现零星降水，最大降水量为6mm，此时台风气旋位于长江中下游一带，在台风外围有明显的雨带。到8月2日20时，台风气旋北上，外围雨带已经延伸到渤海地区，赤峰市仍然受低压带控制，在地面辐合线附近有降水出现。到8月3日02时，地面气旋明显北上并且加深到997.5hPa，赤峰市处于倒槽顶部，辐合更加明显。到8月3日08时，地面气旋进一步北上，位于气旋顶部的赤峰市东风辐合对降水非常有利。

3 水汽输送

笔者在分析暴雨过程的水汽来源时采用了美国NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)空气资源实验室开发的轨迹模式HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model) ,该模式平流和扩散计算采用拉格朗日方法，通常用于跟踪气流所携带粒子的运动轨迹。笔者选取了降水最大站宝国图站，垂直方向上选取1 000m，1 500m、3 000m以及5 000m 4个高度层次作为模拟的初始高度，计算后向积分72h和48h时的三维运动轨迹，并每隔6h输出轨迹点的位置及相应物理量场。

采用HYSPLIT模式模拟的不同层次的水汽轨迹显示，1 500m和1 000m左右的低层水汽则主要来自黄海和西太平洋，偏东水汽占据一定比例。从垂直分布上看，1 000m以下的水汽贡献主要来自西太平洋，中层的水汽贡献则主要来自南海和东海，高层水汽贡献则主要来自西太平洋。3 000m和5 000m的水汽主要来自南海，并且从垂直分布上看也是比较一致。

对流层中层的水汽主要来自南海，随着时间推进到48h，水汽来源主要来自台湾海峡，沿着偏南水汽通道输送到赤峰市；中低层则主要考虑来自东海和西太平洋的水汽占据绝大多数。

4 雷达及卫星云图分析

从雷达演变来看，此次降水过程主要分为两个时段，分别为对流降水阶段和稳定性降水。在8月2日19时46分，雷达回波呈现出分散的、块状回波，回波强度最大达到57dBZ，具有明显的对流性降水特征，此时对应的全市的降水量表现极不均匀，降水强度变化很大；而到了8月3日05时03分，回波呈现出均匀的片状回波，大部回波都在35dBZ以下，具有明显的稳定性降水特征，相应的此时降水量表现比较均匀稳定，降水效率很高。

对应的红外云图上可以看到，8月2日19时45分，赤峰市上空仅有一些分散的低云存在，与雷达回波相对应，而在河北东部、辽宁南部和渤海北部一带有明显的中尺度对流辐合系统存在，边界比较光滑，梯度大，随着系统的不断东北上，到8月3日02时左右，该中尺度对流辐合系统移至赤峰市南部，开始高效率的降水，到8月3日05时00分，云系表现为高空槽云系特征，同时上述中尺度对流辐合系统分裂为3个部分，此时在赤峰市敖汉旗大部以及宁城县东部出现了明显的降水。

5 物理量场的分析

从水汽通量散度的分布上来看，8月2日20时，850hPa赤峰市南部略有水汽的辐合，而700hPa的水汽辐合已经非常明显；到了8月3日08时，850hPa水汽辐合有所加强，700hPa依然有水汽辐合，但是强度减弱。

假相当位温场，8月2日20时，700hPa有明显的高能舌伸向赤峰地区南部；比湿场上，8月2日20时，南部地区比湿已经达到14g/kg～16g/kg。大气变得高能且高湿，低空急流以及切变线的触发引发了赤峰地区南部的暴雨以及大暴雨天气。

6 结论和讨论

通过对2017年8月2日-8月4日高空、地面天气形势以及水汽来源等分析，得出以下结论：①此次暴雨是高低空与中纬度系统相互配合的结果，大尺度环流形势为东高西低、南涡北槽，副热带高压与西风带高压脊叠加形成高压坝，使西风槽东移缓慢；天气尺度影响包括低空低涡、切变线和低空急流等。地面影响系统主要是台风倒槽。②此次暴雨的水汽来源主要是来自南海、东海、黄海和西太平洋，低层水汽主要来自东海、黄海和西太平洋，偏东水汽贡献较大,而中高层水汽则主要来自南海。③从卫星云图以及雷达图像上明显看出此次降水分为两个阶段，分别是前期对流降水和后期的稳定性降水阶段。对流性降水阶段雷达表现为明显的分散的、块状回波,而稳定性降水则为均匀的片状回波。卫星云图表现与雷达图像一致。