2020年秦皇岛汛期两次暴雨过程对比分析
毛智政 张晨宇 刘苗苗 宋金妹
摘要 利用常规观测资料、极化雷达资料、区域加密自动站观测资料，运用天气学原理和天气学诊断方法对2020年8月中下旬秦皇岛市一次暖区暴雨与一次锋面暴雨进行对比分析。结果表明：13日过程整体比湿较大，地面有辐合中心，配合地形抬升，导致北部山区产生较强降水，南部沿海条件不利，降水较少;18日过程为锋面系统，随着冷锋扫过本地带来降水量较为均匀的暴雨。两次过程较为典型，在卫星云图和雷达上均有明显差异。
关键词 暖区暴雨;锋面暴雨;分析
中图分类号：P458 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0054–03
1 灾害天气实况分析
受到副高边缘和西来系统影响，2020年8月中下旬秦皇岛在一周之内相继出现两次暴雨过程，由于两次过程的高空系统较为类似，是典型的低槽冷锋型降水，符合典型的华北暴雨模型[1-3]。通过进行对比分析，总结其中的异同之处。
2020年8月13日早晨到上午秦皇岛市出现一次暖区降雨天气，南部地区小雨，中北部地区中到大雨，局部暴雨，全市平均降雨量为13.8 mm，最大降雨量出现在青龙草碾为72.4 mm，最大小时雨强出现在青龙大巫岚为40.9 mm/h（图1）。根据青龙草碾雨量分布显示，主要降水时段集中在13日早晨05：00前后。
2020年8月18日下午，秦皇岛市再次出现一次降雨天气，大部分地区为中到大雨，局部暴雨，全市平均降雨量为32.3 mm，最大降雨量出现在昌黎新集为73.2 mm，最大小时雨强出现在昌黎新集为59.3 mm/h。共有40个站出现大风天气，极大风出现在抚宁田各庄为23.0 m/s。根据昌黎新集雨量分布显示，主要降水时段集中在18日18：00前后。
从两次形势的500 hPa高空图上看，两次过程均处于副高西侧，河套地区槽前，受偏西南风控制，两者系统有较高相似性，可做相似个例对比分析。而从落区上看，13日过程相对较大，落区偏西，18日过程相对较小，但落区偏东。
2 两次降水过程降水性质及机理分析
2.1 天气图分析
2020年8月13日08：00，200 hPa上处于急流轴右侧，500 hPa东亚中高纬呈两槽两脊形势，在蒙古地区有一低涡，槽线压在河北西部，副高中心处于东海，副高整体呈经向，冀东地区处于副高边缘，秦皇岛处于584线控制范围之内，受副高控制，影响偏东地区的降水（图2）;降水最大值区的唐山承德交界处在580 hPa线上，受副高控制相对弱。700 hPa和850 hPa上切变前倾，降水大值区位于两层切变线之间。850 hPa上有明显的西南急流，降水区位于急流轴的左侧，提供丰富的水汽。地面图上冷锋呈西北-东南向，降水性质是冷锋前部的暖区暴雨，辐合线在12日20：00至13日05：00较为匀速地自西北向东南移动，05：00以后迅速沿副高外围北抬，没有对秦皇岛东南地区造成较强的降水。
2020年8月18日20：00，降水区位于200 hPa急流轴左侧，500 hPa东亚中高纬呈两槽一脊形势，低涡中心位于东北，后倾槽位于河北省上游，秦皇岛位于588与584之间，副高中心位于朝鲜半岛南部，副高整体呈纬向，700 hPa上切变线位于河北省西北部，850 hPa上则刚好处于秦皇岛唐山一带，有明显的西南急流，降水区位于急流轴的左侧，提供丰富的水汽。地面图上冷锋呈东北-西南向，自西向东移过本地，属于锋面暴雨[4-5]。由于本次过程为后倾形势，自18日下午冷锋扫激发降水后，700 hPa切变线前部的持续暖空气输送持续触发降水，形成列车效应，直到19日20：00系统完全过去，降水趋于结束。
因此，通過天气形势可以分析，尽管两次降水高空图上均处于高空槽前部，但8月13日是一次西来槽配合副高的锋前暖区降水，降水落区较小，局地性强，但降水量级大;而8月18日是一次东北冷涡后倾槽带来的地面锋面降水过程，降水落区广，降水量级比暖区降水小[6-11]。
从区域站风场和地形场分析可知，从13日01：00开始，一条明显的地面辐合线与降水落区配合较好，降水大值区自北京北部向承德唐山的交界山区移动，强烈的西南风在山前抬升，产生本次强降水。06：00左右辐合线移到青龙，在山区产生较强降水，而秦皇岛、唐山沿海地区由于没有地面辐合线与地形的强迫抬升，降水较少。
2.2 物理要素场分析
从水汽图（图3）可以看到，两次过程的水汽条件较好，根据水汽通量散度可知，13日02：00承德唐山一带有明显的水汽辐合，秦皇岛东部则为辐散场，对应本次过程量级大小差异，而18日14：00则河北省东部沿降水落区分布的地区均为辐合场，且有明显的3个中心，与降水实际落区配合较好。
从风与散度场上看（图4），13日02：00河北省西部200 hPa上为较大的正值，925 hPa上有明显负值中心，说明在该时次有明显的抽吸作用，有利于强降水的产生;18日14：00 200 hPa上正散度区相对较大，说明整体系统更加强烈，925 hPa上可以明显判断出一条对应冷锋的分界线，冷锋以东散度为负辐合，冷锋以西散度为较大正值辐散。
从探空图上看，13日过程前后均有一定的cape值，且整层湿度较大，符合暖区降水特征;18日过程降水前有较大的cape值，整层相对较干，随着降水系统的到来，cape值有所减小，整层湿度增大，到降水结束后减弱。13日过程结束之后低层继续受西南风控制，18日过程冷锋过境后则转为较强的东北风。
2.3 卫星雷达资料分析
在葵花卫星云图上（图5），13日可见冷空气距离较远，本地有丝缕状块状对流云系，以暖云为主，而18日则明显沿着锋面的带状锋面云系，性质偏冷。
从双偏振雷达图上看（图6），13日03：00冀东地区有分散性块状回波，唐山承德交界处有较强回波中心，强度超过55 dBz，随系统向东移动，05：00在草碾站一带受地形原因抬升加强，至07：00基本移出。本次过程回波顶普遍偏低，仅03：00有小块状回波顶高达到15 km以上，速度图上呈“S”型，西南风为主，有速度模糊。双偏振kdp资料产品与回波有明显对应，表明有较强降水的条件。
从18日回波图上（图7）可以看到沿着冷锋前部有一条明显的带状云系，有锋面降水特征，回波强度较强，并产生较强的列车效应。本次过程回波顶较高，18日15：00出现17 km以上回波，速度图上低层呈反“S”型，表明锋面过有冷平流，高层呈“S”型，受切变线前部西南风影响为暖平流，双极化雷达数据可以判断，对应PPI回波区有较大的KDP大值区，说明雨滴密集，雨强较大，中心区域KDP大于3，有出现100 mm/24 h强降水的条件;ZDR较大，说明雨滴扁，降雨时有大雨滴出现;CC在降水回波区位置较大，说明降水粒子直径接近，HCL上判断降水离子为大雨滴（深绿色）和小冰雹（红色），由于夏季，融化层较高，小冰雹通过融化层后融化，因此到地面基本全部融化，没有致灾。
3 结语
通过两次过程的分析对比，可以得出以下结论：
（1）13日的过程为暖区降水，18日过程为锋面降水;
（2）13日过程整层比湿较大，地面有辐合中心，配合地形抬升，导致北部山区产生较强降水，南部沿海条件不利，降水较小;18日过程为锋面系统，随着冷锋扫过为本地带来降水量较为均匀的暴雨。
参考文献
[1] 黄士松，李真光，包澄澜，等.华南前汛期暴雨[M].广州：广东科技出版社，1986.
[2] 何立富，陈涛，孔期.华南暖区暴雨研究进展[J].应用气象学报，2016，27（5）：559-569.
[3] 苏贵睦，蒙炤臻，陈向东，等.2009年7月一次锋前暖区暴雨分析[J].气象研究与应用，2010，31（2）：26-29.
[4] 叶朗明，苗峻峰.华南一次典型回流暖区暴雨过程的中尺度分析[J].暴雨灾害， 2014， 33（4）：
342-350.
[5] 罗建英，廖胜石，黄归兰，等.广西前汛期锋前暖区暴雨过程的模拟与分析[J].气象， 2009， 35（10）：
50-57.
[6] 覃丽，寿绍文，夏冠聪，等.华南暖区一次暴雨中尺度系统的数值模拟[J].高原气象， 2009， 28（4）：
906-914.
[7] 黄远盼，李骄杨，刘桂华.桂东北一次暖区暴雨向锋面暴雨演变特征分析[J].气象研究与应用， 2015， 36（3）：
30-33.
[8] 徐燚，闫敬华，王谦谦，等.华南暖区暴雨的一种低层重力波触发机制[J].高原气象， 2013， 32（4）：
1050-1061.
[9] 陈艳真，刘爱鸣，邓以勤，等.2016年4月23日福建省暖区暴雨过程成因分析[J].气象研究与应用， 2016， 37（3）：
79-83.
[10] 谌芸，孙军，徐珺，等.北京721特大暴雨极端性分析及思考（一）观测分析及思考[J].气象， 2012， 38（10）：
1255-1266.
[11] 孙军，谌芸，杨舒楠，等.北京721特大暴雨极端性分析及思考（二）極端性降水成因初探及思考[J].气象， 2012， 38（10）：
1267-1277.
责任编辑：黄艳飞
猜你喜欢 分析 怎么玩？少年博览·小学低年级(2021年5期)2021-08-05风作文评点报·低幼版(2020年33期)2020-09-17分析：是谁要过节孩子(2020年12期)2020-01-06一道解析几何题的分析与探究中学课程辅导·高考版(2019年4期)2019-04-25回头潮作文评点报·低幼版(2018年17期)2018-07-12一个递推数列问题的类化分析数学学习与研究(2017年22期)2018-01-08万有引力易错题分析新高考·高一物理(2016年3期)2016-05-18三角恒等变换常考点分析中学生数理化·高一版(2016年6期)2016-05-14基于均衡分析的我国房地产泡沫度分析财经理论与实践(2014年1期)2014-04-022010~2011秋冬童装色彩分析cookie world(2010年10期)2010-10-24
