吉林省副高后部切变暴雨过程分析

范玉鑫++邹爽++陈扬++陈晖

摘要 本文利用加密站实时观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料对2016年7月25—26日吉林省一次副高后部切变暴雨天气过程进行初步分析。结果表明，当副高呈东西带状分布时，与之相配合的北部冷涡持续南下，形成冷空气入侵，是导致西南急流所携带暖湿空气释放产生强降水的主要原因；通过对水汽通量研究可以发现水汽的源地，水汽通量散度能判断出强降水的落区；强降水落区与K指数32 ℃弯曲的区域、700 hPa垂直速度中心以及850 hPa假相當位温能量锋区均有很好的对应关系。

关键词 暴雨；副高后部；急流；冷式切变；吉林省

中图分类号 P458.1+21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）19-0204-04

影响吉林省暴雨的四大天气系统的切变暴雨，就是指副热带高压后部中低层切变造成的暴雨，也叫副后暴雨。该类暴雨是吉林省夏季主要灾害性天气之一，多发生在7—8月的汛期。王晓明等[1]、汪秀清等[2]对1960—1999年吉林省副后暴雨进行研究，建立分型概念模型，在暴雨形成机理、预报指示等方面提供参考依据。

本文结合常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和GPS/MET资料等数值产品，对2016年7月25—26日吉林省中南部一次副后暴雨过程进行分析，采用天气动力学诊断方法，在细节特征上进行详述，探讨相关预报指标，从而为提升区域性暴雨的预报能力和准确性提供帮助。

1 降水实况及特点

1.1 降水实况

受副高后部切变影响，2016年7月25日8：00至26日8：00，吉林省四平东部、辽源、长春南部、吉林和通化北部出现大到暴雨，共有193个乡镇出现暴雨，四平东部、辽源、吉林和通化北部的31个乡镇出现大暴雨。最大平均降水量出现在辽源市，为84.3 mm。在降水过程中，出现明显的短历时强降水。

1.2 降水特点

一是降水区域集中、降水量大。此次降水过程最大累计降水147 mm，最大降水前5位分别为东辽云顶镇（147 mm）、磐石解放南屯（135.2 mm）、东辽马梁村（132.9 mm）、磐石于家沟屯（126.2 mm）、东辽凌云乡林场（123.6 mm），即主要集中在辽源东部和吉林市的南部（图1）。二是强降水时段集中、降水时效长。此次强降雨过程主要集中在25日午后至26日夜间，出现暴雨及以上量级地区均有短历时强降水的发生，同时造成严重的灾害。

2 大尺度天气形势

7月25日8：00，副高呈东西带状分布，中心位于大陆上，588 dagpm线头部已北抬到40°N，588 dagpm线横跨吉林省中部，在贝加尔湖以东有一个明显冷涡的存在，此时冷中心落后于涡中心，因而该冷中心仍将发展，另外在蒙古中部有一个冷中心。从风场来看，在副高西侧有明显的西南急流，急流前部为西南风和偏东风风向切变，位于辽宁省北部，见图2（a）；14：00，副高、冷涡稳定维持，蒙古中部的冷中心与冷涡南下的冷空气形成一冷槽；20：00，副高588 dagpm线南退到40°N，冷涡主体稳定少动，其后部仍有个8 ℃的冷中心，说明该冷涡仍未进入锢囚阶段，继续发展，蒙古中部的冷槽继续维持，但其北部有暖舌东伸至冷涡下部。此时，急流位置略有南压，风速较14：00的明显增强，风向切变位于吉林省中部四平，见图2（b），此时强降水由四平逐渐南移；26日2：00，副高588 dagpm线南落到38°N，冷涡位置稳定，但已与冷中心重合，说明冷涡进入锢囚阶段，即降水最强时段。蒙古北部暖舌加强，占据冷涡三象限，导致冷槽明显变浅。此时西南急流轴位于吉林省东南部，风切变位于辽源—吉林市一线，见图2（c），而此时强降水发生在辽源东部到吉林市南部一线；8：00副高稳定维持，北部冷涡仍为锢囚阶段，但蒙古北部暖舌已进入冷涡第四象限，切断冷空气补充，与之相对应的冷槽将近消失，虽然急流增强，但冷式切变不明显，见图2（d）。

通过以上分析发现，当副高呈东西带状分布时，与之相配合的北部冷涡持续南下，形成冷空气入侵，是导致西南急流所携带暖湿空气释放产生强降水的主要原因。当冷涡被暖空气切断，强降水结束。同时，暴雨落区多位于低空急流轴左侧、切变线右侧[3]。

3 物理量诊断

3.1 700 hPa水汽通量和水汽通量散度

水汽通量不仅能够体现水汽传输的大小，还能直接地体现出水汽的来源；水汽通量散度不仅反映了水汽条件的盈亏，还从动力条件方面反映了水汽的辐合与辐散。

从矢量所代表的水汽通量来看，产生此次强降水的水汽来源有2个部分：一部分是太平洋赤道附近水汽沿副高边缘逐渐地向吉林省输送，另一部分则是由贝加尔湖经西北气流向吉林省输送，而后2个部分水汽汇合，在吉林省形成明显的水汽通量；从水汽通量散度来看，25日20：00，强的水汽辐合中心在四平、辽源一带，见图3（a）；26日2：00，强的水汽辐合在吉林市南部一带，与强降水落区基本一致，见图3（b）。因此，通过对水汽通量研究可以很好地发现水汽的来源，而通过水汽通量散度则能很好地判断出强降水的落区。

3.2 K指数

从K指数定义来看，它是表征能量和湿度的一个物理量，因而通过K指数演变可以反映不稳定能量的积聚、触发和释放过程。

7月25日8：00，K指数大值中心位于辽宁省以西，而四平、辽源一带K指数均<28 ℃，见图4（a），此时急流未进入该区域，说明暖湿空气未进入；14：00，40 ℃中心出现在四平、辽源一带，且形成强的梯度锋区，在36 ℃等值线向中心弯曲[4]，见图4（b），说明有冷空气入侵；之后吉林省中南部均处于高能区中，同时32 ℃等值线开始向中心弯曲；26日2：00，锋区梯度加大，锋区前部刚好位于辽源东部、吉林市南部一带，但32 ℃等值线弯曲程度减弱，见图4（c），说明冷空气减弱；8：00，吉林省中南部地区仍处于高能区中，但32 ℃等值线开始向外弯曲，见图4（d），说明已无冷空气入侵。因此，25日8：00—14：00，K指数由<28 ℃增加至>36 ℃，是能量堆积的过程。当K指数36 ℃等值线向内弯曲，说明有冷空气入侵，能量释放，伴随强降水的发生；当32 ℃等值线向外弯曲，说明无冷空气，强降水结束。

3.3 700 hPa垂直运动和500 hPa涡度场

7月25日14：00，上升运动已移动到四平地区，从500 hPa涡度来看，上升运动中心位于正负涡度中心连线的0线附近，见图5（a）；20：00，强上升运动中心移动到辽源至吉林市一带，相对应的也是涡度中心连线的0线附近，见图5（b）；26日2：00，上升运动中心位于吉林市，而与之相对应的则是涡度中心的负中心，见图5（c）。通过3个明显降水时段的垂直上升速度与涡度对比分析发现，有2个时次强上升运动处在正负涡度中心连线的0线附近，1个靠近负涡度中心。因此，在以后的天气分析中，可以通过对500 hPa涡度分布情况，更好地判断上升运动中心的位置，从而为判断强降水落区提供一定依据。

3.4 850 hPa假相当位温

7月25日8：00，850 hPa假相当位温大值中心位于山东半岛—渤海湾一线，中心值超过84 ℃，四平地区值<52 ℃，见图6（a）；14：00假相当位温中心加强到88 ℃以上，其高能舌头部一直伸至四平地区，且形成很强的能量锋区，见图6（b）；22日2：00—8：00，高能舌头部一直存在，且由四平缓慢南移到辽源—吉林市一带，而相对应的能量锋区是一个逐渐减弱的过程，见图6（c）（d）。因此，通过对假相当位温分析发现，25日8：00—14：00是一个能量传递的过程，而从14：00到26日8：00，是能量释放的一个过程，其表现为能量锋区减弱。因此，强降水落区与假相当位溫能量锋区有很好的对应关系，而强降水时段就是能量锋区变弱的过程。

4 GPS/MET分析

通过对此次强降水过程吉林省GPS-MET的PWV进行分析发现，当PWV达到60 mm/h后，PWV有明显的下降过程，而短历时强降水就发生在这个时段内。因此，通过PWV数值及降低的拐点，可以很好地判断短历时强降水的发生，这为以后短历时强降水预报提供一定的依据。

5 结论

本文利用加密站实时观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和GPS/MET资料对2016年7月25—26日吉林省一次副高西侧切变暴雨天气过程进行初步分析，得出如下结论。

（1）当副高呈东西带状分布时，与之相配合的北部冷涡持续南下，形成冷空气入侵，是导致西南急流所携带暖湿空气释放产生强降水的主要原因；当冷涡被暖空气切断，强降水结束。

（2）通过对水汽通量研究发现水汽来自太平洋和贝加尔湖，而水汽通量散度则能很好地判断出强降水的落区。

（3）强降水落区与K指数32 ℃弯曲的区域、700 hPa垂直速度中心以及850 hPa假相当位温能量锋区均有很好的对应关系。

（4）通过PWV数值及降低的拐点，能很好地判断短历时强降水的发生，为以后短历时强降水预报提供参考依据。

6 参考文献

[1] 王晓明，秦元明，高玉庄，等.副高后部暴雨天气概念模型[J].吉林气象，2003（2）：18-20.

[2] 汪秀清，吴宪军，陈长胜.副高后部暴雨的环流特征[J].吉林气象，2006（2）：18-20.

[3] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2000.

[4] 丑士连，陈长胜，王奎云.2010年7月31日吉林省东南部短时强降水过程分析[J].气象与环境学报，2012，28（6）：58-64.