杨　熠，郭圳勉，何盈利

(1.遵义机场气象台，贵州　遵义　563000；2.广东省阳江市气象局，广东　阳江　529500)



遵义机场一次暴雨天气过程成因分析

杨熠1，郭圳勉2，何盈利1

(1.遵义机场气象台，贵州遵义563000；2.广东省阳江市气象局，广东阳江529500)

利用常规气象观测资料、NCEP再分析、多普勒雷达资料，对2015年7月22日遵义机场发生的暴雨天气过程进行分析研究。结果表明：500 hPa高空槽、700 hPa切变线、850 hPa西南涡为此次过程提供了动力抬升条件；700～500 hPa间的水汽输送为暴雨的发生提供了水汽来源；上层辐散、下层辐合的空间结构有利于强降水的发生维持；假相当位温高能舌、K指数大值的出现与雷达回波在雷暴强降雨天气的发生结束判断上有一定参考作用。

暴雨；成因；西南涡

1　引言

暴雨作为强降水天气，严重威胁着飞机的正常起飞和着落。强降水不仅会导致低能见度，而且会降低机轮与跑道的摩擦系数，增加飞机滑跑距离。同时，与暴雨相伴随的大风、雷电、低空风切变等天气的出现，还容易使飞机因操作困难发生侧偏转、遭雷击、颠簸、偏离航行高度等[1-2]，所以，准确预报强降水天气，让飞机规避这些危险天气的侵害是刻不容缓的。

2015年7月22日遵义机场发生了一次暴雨天气过程，伴随雷电、大风，累积降水量65.1 mm。全天起飞降落航班20个架次，2个航班因雷雨影响备降贵阳，共造成9个航班延误。因此，为了提供更好的气象服务，较准确地预报强对流天气的发生结束时间及其强度，本文对此次天气过程的环流背景、物理量场分布、雷达回波等方面进行了详细分析，为机场暴雨预报、预警提供一定的参考。

2　暴雨天气过程概况

2015年7月22日降水过程从早上06时48分(北京时，下同)开始，持续到下午14时27分结束。其中，11时19分转为中等强度以上降水，具体降水情况如图1所示，由图可以看出，强降水主要集中在11—13时，2 h累积降雨量达到41.9 mm。24 h降雨量达65.1 mm。由于受强降水影响，能见度随后从10.0 km急剧下降，最低值仅为0.7 km，已低于本场最低气象条件飞行标准0.8 km,飞机不能进行起飞降落，能见度变化如图2所示。

图1　2015年7月22日07—15时逐时雨量(单位:mm)Fig.1　Hourly precipitation from 7 O'clock to 15 O'clock on July 22, 2015 (Beijing hour, the same below) (unit:mm)

图2　2015年7月22日08—14时逐时能见度(单位:km)Fig.2　Hourly visibility from 8 O'clock to 14 O'clock on July 22,2015 (unit:km)

3　天气形势分析

3.1环流背景分析

从2015年7月21—22日500 hPa高空环流形势图来看(图略)，欧亚中高纬度主要呈两槽一脊形态，两高空槽分别位于乌拉尔山西面和贝加尔湖东南面，贝加尔湖附近有一高空脊；而中低纬呈两高一低，新疆南部受高压环流控制，西太平洋副热带高压位于东南沿海，我国华北到东北一带受比较深厚的低涡系统影响，其高空槽呈东北—西南向，从河套平原东部延伸至西南一带。

3.2影响系统分析

由2015年7月22日08时实况图可知(图略)，500 hPa高空槽位于重庆东南一带，遵义机场上空受槽前西南气流影响，处于正涡度平流输送中，有利于低层减压；700 hPa显示在重庆一带有切变线，未来将南压影响遵义地区； 850 hPa图上，西南涡位于贵州西北部与重庆交界一带，地面图上遵义地区受低压气旋影响。在这种高低空系统配置下，有利于西南涡的东移发展，为强降水的发生提供了有利的触发机制。

综上所述，高空槽、低层切变线及其西南涡是造成此次暴雨过程的主要影响系统。

4　物理量分析

4.1水汽条件分析

通过水汽通量场(图3)来看，2015年7月21日夜间到22日白天水汽输送集中区发生了变化。21日20时，水汽输送主要来源于低层850 hPa、西北方向，到22日14时，水汽来源逐渐转变成了由700～500 hPa、偏东方向输送，可以看出水汽层加深加强了。由水汽通量空间分布(图4)可以看出，遵义机场(107°E，27.8°N)上空水汽主要来源于孟加拉湾，从孟加拉湾沿东北方向一直输送到遵义地区，22日08时在机场上空有水汽辐合，到14时机场上空水汽辐合中心已经南移。

从水汽通量散度来看，2015年7月22日02时—22日08时，在850 hPa有一个强的水汽辐合中心，强度<-60×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，但是在800～500 hPa之间没有水汽辐合。22日11—14时，850～500 hPa基本上整层都是水汽辐合加强的区域，且有两个比较强的水汽辐合中心，一个是位于1 000～900 hPa之间，强度大概为-45×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1；另外一个位于650～550 hPa之间，强度大概为-35×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1。

综上分析，在21日夜间遵义机场上空处于低层水汽含量高、有辐合，高层水汽含量少、无辐合辐散，这样一种状态有利于不稳定能量在低层的储蓄，为暴雨的发生发展提供了前提条件；在22日白天，在低层和高层同时出现的两个水汽辐合中心，也正好和强降水发生的时段重合，说明深厚的水汽辐合系统、加强的水汽输送为强降水的出现提供了有利条件[3]。

图3　2015年7月21日00时至23日00时(世界时，下同)过107°E，27.8°N水汽通量(箭头，单位：g·s-1·hPa-1·cm-1)及水汽通量散度(阴影，单位：10-5g·cm-2·hPa-1·s-1)时间高度剖面图Fig.3　Time and height cross-section of vapour flux (arrow, unit: g·s-1·hPa-1·cm-1) and vapour flux divergence (shade, unit: 10-5g·cm-2·hPa-1·s-1) when passing 107°E，27.8°N from Zero O'clock, July 21 to Zero O'clock July 23

a 00时　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 b 06时　　图4　2015年7月22日850 hPa水汽通量(箭头，单位：g·s-1·hPa-1·cm-1)及水汽通量散度(阴影,单位：10-5g·cm-2·hPa-1·s-1)空间分布图Fig.4　Spatial distribution of vapour flux (arrow, unit: g·s-1·hPa-1·cm-1) and vapour flux divergence (shade, unit: 10-5g·cm-2·hPa-1·s-1) at 850 hPa on July 22, 2015 (a: zero O'clock; b: 6 O'clock)

4.2动力条件分析

从2015年7月22日遵义机场的涡度、散度时间高度剖面图来看(图5)，负散度分布基本与水汽通量散度分布一致，均在22日11—14时辐合层次加深、强度加强，500 hPa以下出现2个负散度强度中心，500～350 hPa间为正散度；22日白天在850～500 hPa间存在正涡度区；15时以后，850 hPa以下转为负涡度区，而850～600 hPa之间正涡度加强，在700 hPa附近有个强正涡度中心。

从垂直速度高度时间剖面图来看(图6)，7月21日12时—22日02时，遵义机场上空700 hPa以下是速度上升区域，并在850 hPa附近速度加大，但700 hPa以上上升速度减弱，在500 hPa附近有下沉运动；至22日08—14时850～500 hPa转为上升运动区，14时之后转为下沉运动，而 500 hPa以上还有一点弱的上升运动。

根据以上分析，在22日08—15时本场上空气流处于正涡度辐合上升的状态，且11—14时上层辐散、下层辐合这样的配置有利于促进底层低涡系统的发展加强，与22日强降水发生时段也比较稳合；15时以后850 hPa以下转为负涡度下沉气流控制，850 hPa以上为弱辐合上升运动，表明底层低压系统已经移出本场，高层还有弱辐合，而当日15时以后降水也已停止。

图5　2015年7月21日00时至23日00时过107°E，27.8°N正涡度(等值线，单位：10-5s-1)及负散度(阴影，单位：10-5s-1)时间高度剖面图Fig.5　Time and height cross-section of positive vorticity (contour line, unit: 10-5s-1) and negative divergence (shade, unit: 10-5s-1) when passing 107°E，27.8°N from 0 O'clock, July 21 to 0 o'clock, July 23, 2015

图6　2015年7月21日00时至23日00时过107°E，27.8°N垂直速度(单位：Pa/s)时间高度剖面图Fig.6　Time height cross-section of vertical velocity when passing 07°E，27.8°N from Zero O'clock to 23 O'clock, July 21, 2015

4.3层结稳定度分析

θse 场能表征大气能量特点。由2015年7月22日08时、14时850 hPa假相当位温空间分布图(图7)可以看出，22日降水发生期间本场上空都是由高能量舌控制，且在14时能量值达到最大值；同时遵义地区K指数在39 ℃以上， 14时K指数达到最大，达43 ℃。说明大气存在大量的不稳定能量。

a 00时　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 b 06时图7　2015年7月22日850 hPa θse(阴影)(单位：℃)和K指数(实线)(单位：℃)空间分布图Fig.7　Spatial distribution of 850hPaθse (shade) (unit: ℃) and K index on July 22, 2015(a: zero O'clock; b: 6 O'clock)

5　雷达回波特征

从22日07—15时强降雨雷达组合反射率逐小时演变图(图8)来看，07时遵义市大部分区域分布有絮状混合降水回波，回波强度普遍在30～40 dBz，机场以偏北风小雨天气为主，之后，回波往东移动，絮状回波对流单体加强、合并发展；10时，回波强中心强度增强达55 dBz，回波强核面积增大，并演变为东北—西南向的带状回波，回波整体往东偏南方向移动；11时，强回波移过遵义市中心城区，并向机场方向移动；12时机场上空回波达最强>45 dBz，根据观测资料显示：11时50分—12时06分遵义机场16 min降雨量达到23.0 mm，能见度也在这时段内达到最低值0.7 km；13时强回波移出机场，影响机场的回波逐渐减弱；14时后，机场上空的回波消散，回波整体逐步移出遵义市，降水过程逐步减弱，趋于结束。

6　小结

①本次降水发生在西南涡东移过程中，由500 hPa高空槽、700 hPa切变线共同影响造成的，高空槽、切变线、低涡为此次过程提供较强的动力抬升条件。

图8　2015年7月22日07—15时(北京时)强降雨雷达组合反射率逐小时演变图(红色圆点标注为遵义机场位置)Fig.8　Reflectivity Hourly Evolution of Strong Rainfall Radar Combination 07-15 O'clock, July 22, 2015 (Beijing Time) (the red mark indicating the location of Zunyi Airport)

②水汽输送主要来源于700～500 hPa之间。

③上层辐散、下层辐合的空间结构有利于强降水的发生维持。

④假相当位温高能舌、K指数大值的出现对雷暴强降雨天气的发生有一定指示意义。

⑤雷达回波在临近预报中，对强降水发生结束时间判断上有很好的参考作用。

[1] AP-117-TM-02R1.民用航空气象地面观测规范[S].2012：19-33.

[2] 周建华，耿家勤，石步鸠，等.民用航空气象地面观测技术手册[M].2007：71-155.

[3] 贾宏元，聂晶鑫，陈晓娟，等.宁夏一次区域性大到暴雨动力热力特征及成因[J].天气预报技术总结专刊，2012，4(3)：15-21.

Cause Analysis of a Severe Precipitation Process at Zunyi Airport

YANG Yi1，GUO Zhenmian2，HE Yingli1

(1.Meteorological Station of Zunyi Airport, Zunyi 563000,China; 2.Yangjiang Meteorological Office of Guangdong Province, Yangjiang 529500，China)

A torrential rain case occurred at Zunyi Airport on July 22,2015.By using conventional observation data, NCEP/NCAR 1°×1°reanalysis data, the rainstorm process was analyzed. The results show that the 500hPa trough,700 hPa shear line, 850 hPa southwest vortex provides dynamic lifting condition for the rainstorm process; the vapor transport between 700～500 hPa provides vapor; the spatial structure of high-level divergence and low-level convergence is conductive to the precipitation maintenance; the appearance of the high energy tongue of potential pseudo-equivalent temperature and the great value of K index, and radar echo has a certain reference role in the judgment of strong thunderstorm rains’ occurrence and end.

rainstorm; cause analysis; southwest vortex

1003-6598(2016)01-0025-05

2015-08-05

杨熠(1990—)，女，助工，主要从事中短期天气预报、地面气象观测工作，E-mail:5982183662@qq.com。

P458

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