沈阳桃仙机场一次大暴雨过程分析

1、沈阳桃仙机场一次大暴雨过程分析李磊民航东北空管局气象中心摘要：采用ncep再分析资料对2016年7月25 h26日大暴雨过程进行分析，木次降水 是一次混合性降水过程，持续时间长，降水量大，降水过程中伴随有降水形态 变化。分析表明:850h pa环流场调整引发降水从不稳定向稳定转变;低空急流的 建立保证了充足的水汽输送;副热带高压的维持延长了本次降水时间;物理量分 析一致表明，不稳定能量和对流天气时段吻合;关注抬升条件的变化有助于对降 水形态的把握。关键词：大暴雨；分析;形势场;作者简介：李磊，本科学历，助理工程师，研究方向:气象预报。沈阳桃仙国际机场（zytx）位于北纬41° 39&

2、#39;,东经123。29',单日降水量超 过100mm的大暴雨年均仅0. 1次，单次过程最大降水量139. 8mm （2010年），单 日最大降水量117. 9mm （1994年）。2016年7月桃仙机场出现2次人暴雨过程, 2122 口过程降水量108. 6mm,其屮21 口单口降水量98. 6mm, 25 口至26 口降水 量132.0mm, 25 r单h降水量110. 2mni°2122 h降水过程以稳定性降水为主，基 本未对航班飞行造成影响，而2526日过程中岀现了短时大雨以及雷暴的强对 流天气，对航班产生长时间影响，共造成25架次航班备降，2架次航班返航，12 架

3、次航班延误，17架次航班取消和补班。以下对2016年7月25、26日人暴雨过 程进行分析，采用的资料为ncep再分析资料。1天气过程简述木次过程降水时段为25 0 00时35分01时10分，05时11分13时37分，17 时11分26日10吋16分降水过程结束，累计降水吋间26小时6分，其中，中 雨出现9次总计时长4小时31分，屮雨时段比较分散。大雨总计时长17分，出 现在25日08时37分08时54分。25日单日降水量110. 2mm,单日降水达大暴 雨量级，26 h单fi降水量21.8mm,过程累计降水量132.0mm。降水期间出现雷 暴天气，雷暴时段为25日07时40分08时15分及20

4、时05分21时44分，雷 暴累计吋长2小吋14分。降水期间最低主导能见度1000米。降水前期，地面风 向以东南风为主，其屮，25 口 08时09时受雷暴辐散气流影响出现东北风，21时后由于地面形势场调整，地面风转为偏西风，整个降水过程期间本场最大风 速为5m/so本次降水过程降水时间特别长，降水量很大，降水强度变化快，频次多，本次 降水属于混合型降水，长时间的降水过程伴有强对流天气，但雷暴时段不长， 风力也不大。2环流形势图1 2016年7月25日02:00吋次（左）和20:00吋次（右）5 0 0 h pa位势 高度场和风场分布图下载原图如图1,从2016年7月25日02:00时次500h

5、pa图可看到，500h pa高度北部 存在闭合环流，低压中心位于东经118。,北纬55°附近，低压槽延伸至内蒙 古中部。低压中心南侧约5个纬度存在一支急流，最大风速达22m/so桃仙机场 上空处于低槽前部西南气流影响，风速约1012m/s。此吋副高588h po高度线 位于本场南侧1个纬度附近。随着低压屮心缓慢东移，低压屮心数值逐渐提高, 中心附近急流于20:00时次后减弱，低槽逐渐收缩，44。n以南风向逐渐趋向平 直，同时588h pa线开始岀现迅速南退，20 : 00后移出辽宁境内，26 0 08:00 时后移至山东半岛南侧。同时，副高的迅速撤离导致低压中心东移加速，降水带 于2

6、6日午前撤出本场上空。图2 2016年7月25日02:00时次（左）和20:00时次（右）8 5 0 h pa温度 场（单位：°c）和风场分布图下载原图由25 0 02:00吋次850h pa图，见图2,低层岀现2个低压中心，其中北侧低 压与500h pa相对应，低压屮心与低温屮心位置接近，等高线和等温线呈低涡形 势分布，移速及强度变化缓慢。南侧低压中心位于河北四部，东经115。，北纬 42°附近，其中南侧低压发展岀暧式切变，延伸至本场上空，导致本场开始岀 现降水，并且对流活动稍强烈，降水活动以阵性为主。随后南侧低压北上并出现 纬向拉伸，暖式切变消退，本场降水岀现断续。20

7、:00时之后，两个低压中心形 势场开始融合，南侧低压演变为高空槽并逐渐加深，整体系统开始东移。同时槽 前逐渐建立起1014m/s的四南风低空急流，位于辽宁南部到吉林东部一线，使 得本场上空水汽通道打通，充沛的水汽给本场带来长时间的降水，此时本场基 本以稳定性降水为主。低空急流在26 0 02:00时发展得最为旺盛，其后由于副 高的迅速南退，低空急流也开始快速减弱。就温度场看，整个降水过程温度场有 所调整，但本场上空温度形势变化不大，850h pa长期处于18°c附近，冷暖平流 活动不强势，使得本场降水对流性不强。3抬升条件图3 2016年7月25 0 08:00时次（左）和20:00

8、时次（右）的4 2°n 垂直速 度剖面图（单位:lopaos） 下载原图根据2016年7月25日垂直速度剖面图（见图3） , 02:00时次东经118°附近 有较强的上升运动区，屮心强度-2. 5x lopaos,本场上空上升速度约 -l.oxiopaoso 08:0014:00时，上升活动显著加强，中心强度为-4. ox lopaos 和-3. ox lopaos左右，上升速度中心位于300h pa到550h pa高度，并东移至 东经120°到东经122° ,上升速度中心靠近木场，木场上升速度也明显加强， 并口在本场东侧东经130。附近岀现明显下沉气流

9、区域，强度约1.0x lopaos, 有利于本场对流天气发生。20:00时后，强上升区继续东移，屮心强度明显减弱 至-1.0x lopaos以下，同时在上升区四侧出现下沉气流，本场上空夜间上升速 度低于1.0x lopaos,对流性降水减少。上升运动强盛时段集中在25日 08:0014:00之间，与本次过程中的雷暴以及短吋强降水吋间吻合。图4 2016年7月25 0 08:00时次（左）和20:00时次（右）的4 2° n水平散 度垂直剖面图（单位：10s） 下载原图根据水平散度垂直剖面图（见图4） , 25 0 02:00高低层明显形成低层辐合及高 层辐散的分布，500h pa到地

10、面为辐合区，强辐合屮心位于900h pa高度，最大 散度值-6x10s, 500h pa以上为辐散区，200h pa有强辐散区，最大散度值 12x10s,高层辐散低层辐合的分布有利于对流活动的发展o 08:0014:00,辐合 辐散区东移并加深，辐合中心最大散度值-loxios左右，辐散中心最大散度值 2025x10s,低层辐合和高层辐散均加深，上升活动达到巅峰，对流活动旺盛。 20:00时后，虽然低层辐合屮心最大散度值维持在-loxios左右，但辐散场发 生调整，高中低层均有辐散气流出现，并且辐散中心散度降低到loxios以下， 高低层垂直活动减弱，而中低层平流输送加强，使得降水趋于稳定。图

11、5 2016年7月25 0 02:00时次（左）和20:00时次（右）的4 2°n垂直涡 度垂直剖面图（单位：10s）下载原图根据垂直涡度垂直剖面图（见图5） , 25 0 02:00吋次本场处于弱的负涡度区， 本场上空200h pa高度有负涡度屮心，屮心值为-loxios,本场上游约10个经 度有正涡度中心，中心值为2x10s,高度200h pa到800h pa。随系统东移，涡 度中心强度变化不大，正涡度区逐渐下沉并收缩，低层活动加强而高层活动减 弱。到20:00时，正涡度中心收缩到650h pa到900h pa高度，并接近木场上空。 20:00吋前，本场正涡度加强，利于低层辐合上

12、升活动和高层辐散的发展。20:00后，本场正涡度减弱，低层辐合上升活动和高层辐散活动削弱。26 口低层 正涡度开始减弱，同时降水开始减弱。本次涡度平流不强，涡度强度调整不大, 但与降水强度基木兀配。4水汽条件图6 2016年7月25日14:00吋次(左)和26日02:00吋次(右)700h pa比 湿(阴影，单位:g/kg)和水汽通量散度实线，单位1 0g/ (sxh paxcm)分 布图 下载原图分析25日26日700h pa高度比湿及水体通量散度(见图6),由25日02:00 时次图来看，河北西部有一条高湿湿舌，比湿超过10g/kg,此时水汽辐散不是 很强烈。内蒙古东部有水汽通量辐合区，中

13、心值-12x10g/ (sxh paxcm),本 场位于辐合区外围。随着系统东移北上，湿舌逐渐北伸，同时水汽辐合带东移， 本场辐合条件增强，并且在河北到渤海一带，水汽输出加强，强湿区位于低空 急流左侧。由于水汽通道的建立，本场目前处于较高的水汽收益，20:00前本场 高空的水汽辐合维持-4x10” (sxh paxcm) 6x10g/ (sxh paxcm)。20:00 后本场逐渐转变为水汽输岀区，此吋本场区域水汽条件较好，比湿达到10g/kg 以上。26 口口天，水汽辐散进一步增强，达到-loxiog/ (sxh paxcm),此 时比湿条件变差，降水逐渐减弱。本次过程，水汽通道建立及时，河

14、北一渤海一 山东一带提供了充沛的水汽，并且维持时间长，强度够强，为本场长时间的降 水提供了条件。5不稳定条件本次降水过程出现了雷暴和短时强降水过程，因此，对一些不稳定能量的分析, 有助于在弱对流情况下的对流预报。图7 2016年7月25日14:00时次（左）和20:00时次（右）抬升指数分布图下载原图根据抬升指数图像（见图7）,降水过程屮整个区域抬升指数为0-4间，有可 能出现雷暴天气。对于本场，25 s 02:00时次抬升指数约-1, 08:00时14:00 时最高，也仅达到-2,与雷暴时段吻合，20:00后抬升指数基本维持0以上，降 水转换至稳定性降水。图8 2016年7月25 0 08:

15、00吋次（左）和20:00时次（右）k指数分布图 载原图根据k指数图，见图& 25 a 02:00时在河北区岀现25以上区域，08:00时仅 有少许北抬，14:00时发展旺盛，辽宁到吉林大部超过25, 20:00时由于低层系 统调整，东北西部有一条狭长的高值带，本场k指数低于25, 26 0 02:00吋由 于屮层比湿提高，本场k指数再次提高，08:00时后由于降水带迅速东移，能量 耗散，整个区域维持20左右的水平。6结论2016年7月25日至26日的大暴雨过程是木年度降水量最强的一次降水过程，降 水强度接近历史极值。本次降水过程有以下特征：850h pa形势场的调整是本次过程的关键，降水前期850h pa南部暖式切变尾端 影响本场，造成本场的雷暴天气和短时强降水，