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牡丹江地区7.19大暴雨天气成因分析
摘 要：2017年7月18-20日牡丹江地区出现大暴雨并伴随强雷暴天气过程,本次降雨强度大、雷暴持续时间长,较为罕见.本文利用常规气象资料、自动区域站降水资料、相关物理量场及卫星云图资料,对2017年7月18-20日发生在牡丹江地区的大暴雨天气过程进行分析.结果表明：高空强冷空气的入侵,与低层的暖湿空气交汇,形成上干冷、下暖湿的不稳定层结.地面冷锋和低层切变线的抬升作用,触发了不稳定能量的释放.低层水汽的辐合上升作用和海上低压的新生,为本次天气过程的发生发展及维持提供了充足的水汽.
关键词：大暴雨;东北低压;切变线;不稳定层结;冷锋云系
中图分类号：P458.1+21.1 文献标识码：A
1 引言
短时强降水是牡丹江地区夏季主要灾害性天气之一,也是预报工作者重点关注的问题之一.牡丹江属丘陵地带,三面环山,地形复杂,每次天气系统的发展规律都不尽相同,因此很难准确地预报降雨的落区及强度.本文利用常规气象资料、自动区域站降水资料、相关物理量场及卫星云图资料,对2017年7月18-20日发生在牡丹江地区的暴雨天气过程进行总结分析,进而总结经验、查找不足.
2 天气实况
7月18日夜间-20日08时牡丹江地区出现了强降雨、雷暴、大风、冰雹等强对流天气.此次强降水主要集中在19日凌晨,中心位于牡丹江中部,包括牡丹江市区、海林大部、宁安北部、林口南部、穆棱中部、东宁部分地区,截止到20日08时有15个雨量点降雨量超过100 mm,最大降雨量为155.0 mm,50个雨量站点降雨量超过50 mm.其中海林城区和靠山村19日01-04时3 h降雨量分别达60.5 mm和81.6 mm；60 min区间内最大降雨量为41.7 mm.
本次降水过程的特点是：降水范围广,强度大,历时长.
3 暴雨成因分析
7月上旬,牡丹江地区受副热带高压影响,气温普遍偏高,前期的高温气候背景为此次暴雨产生提供了有利的热力条件.
3.1 高空环流形势
高空有利的环流形势是形成暴雨的主要因素之一.从500 hPa欧亚大陆环流来看,过程前期是两脊一槽的环流形势,高纬度地区有两个冷中心,一个位于乌拉尔山脉附近,一个位于新西伯利亚群岛附近.副热带高压588线西伸北抬至85°E,47°N附近,黑龙江省受暖脊系统控制.18日20时,乌拉尔山脉附近的冷中心东移至新西伯利亚,贝加尔湖附近的西北急流将新西伯利亚上空的冷空气更好的输送到黑龙江省.到了19日08时,副高已南退至朝鲜半岛附近,同时新西伯利亚群岛附近的冷空气分裂南下,高空槽东移加深,形成一个闭合中心.高空强冷空气的持续输送,为本次强对流天气的发生发展提供了有利的不稳定条件.
850 hPa上牡丹江地区一直受暖脊系统的控制,热力条件较好.18日08时在牡丹江以南有西南急流的存在,将渤海附近的水汽输送到牡丹江地区,为本次强降水的发生发展提供了有利的水汽条件.18日20时黑龙江省中部的切变线,开始逐渐影响牡丹江地区.低层切变辐合作用,触发了不稳定能量的释放.
3.2 地面形势
18日08时地面低压系统位于大兴安岭地区,牡丹江市处于低压前西南气流中,有较好的水汽输送条件.到了18日20时,地面低压系统加深南压,地面冷锋开始影响牡丹江地区,它的存在触发了不稳定能量的爆发.19日05时该低压中心北移减弱,同时在日本海北部有一新生低压中心形成,为本次过程的持续发展提供了充足的水汽.
4 物理量诊断分析
4.1 水汽条件
水汽条件是形成降水的主要条件之一,其中大气湿层的厚度、水汽的输送通道及其水汽的辐合辐散对降水的强度及降水量有重要的影响[1].从比湿条件看,18日20时850 hPa上牡丹江地区比湿值在15 g/kg左右,中心值为18 g/kg,位于哈尔滨地区,低层水汽条件较好.从850 hPa水汽通量散度场分析,18日20时牡丹江地区水汽通量散度在-45 g/（cm2 hPa s）左右,负值中心位于黑龙江省东北部地区,低层大量的水汽辐合为强对流过程的发展和维持提供了充足的水汽(图1).
4.2 不稳定层结条件
沙氏指数（SI）与对流性天气有如下关系：当SI>3时,发生雷暴的可能性很小或没有；当0<SI<3时,有发生阵雨的可能性；当-3<SI<0时,有发生雷暴的可能性；当-6<SI<-3时,有发生强雷暴的可能性；当SI<-6时,有发生严重对流型天气的危险.从18日20时哈尔滨站探空资料获得牡丹江上游地区的沙氏指数（SI）为-7.82,可以判断发生强雷暴的可能性很大.由此可见,当时的大气层结处于不稳定状态,一旦有扰动就会导致不稳定能量的释放,产生强雷暴天气.
5 卫星云图
红外云图上,从黑龙江省北部到河套地区一直有一条冷锋云系的存在.在其南端冷平流较强的位置不断有中尺度云团生成,沿锋区移至牡丹江地区,随着低压系统向东北方向移动.在东移过程中,零星的雷暴单体进入辐合上升区后发展成雷暴群,进而影响牡丹江地区.
6 预报预警服务
为做好此次天气过程的气象服务工作,全市气象部门加强天气会商,密切监测天气形势变化,根据天气形势和地域特点制作重大气象信息专报,及时发布各类预报和预警服务信息.同时向当地政府和相关部门进行专题汇报,与国土、水利、交通、海事等多部门应急联动、共享雨情汛情,及时发布地质气象灾害预警,启动牡丹江城市排涝应急响应.并采取纸质文件、传真、电子邮件、短信、微信群以及大喇叭声讯系统等多种形式向社会公众提供预报预警服务.在灾害性天气防范过程中,气象服务到位,政府组织有力,本次大暴雨过程中全市未出现人员伤亡情况.
7 小结
（1）本次过程是高空槽与地面低压共同作用的结果.高层冷平流与低层暖平流交汇,形成大气层结不稳定,有利于强对流的发生发展.低层切变和地面冷锋的抬升作用触发了不稳定能量的释放,造成此次强对流天气.
（2）过程前期西南急流的存在将渤海附近的水汽输送到牡丹江地区和后期海上低压系统的形成,均为本次过程的发生发展与维持提供了充足的水汽条件.
（3）在本次灾害性天气预报预警服务中,政府主导、部门联动、社会参与的气象灾害防御机制成效显著,气象现代化建设成果在预防强降雨和大风中得到彰显.但是对小尺度系统的降水强度及落区的预报仍是难点,在以后的工作中还有待提高.
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