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摘 要：应用常规地面观测资料、NCEP再分析资料（水平分辨率1°×1°，间隔6h），对2012年8月11日发生在石家庄的一次对流暴雨过程进行精细化分析。结果表明：暴雨落区的精细化预报更依赖于对冷暖空气的相互作用、影响系统的空间结构及其配置。在切变线影响时，当东北地区有冷空气入侵时，河北省处于东北高压前部一致东北风中，除了与切变线对应的暴雨区外，应注意锋面抬升造成的降水强度的增加。11日20时高空冷空气动量下传侵入到低层对流不稳定区，造成对流性强降水。在暴雨区上空及西侧存在闭合的纬向环流圈，有利于降水持续时间长。暴雨区一直受高湿舌控制，辐合中心位于高湿舌的北侧等比湿线梯度大值区。暴雨区发生在假相当位温密集区。湿位涡理论能很好地解释这次暴雨的形成机制，850hPa等压面上暴雨发生地位于MPV1零线附近。
关键词：暴雨
一、降水实况
受高空槽、横切变、地面冷空气的共同影响，2012年8月11日—12日河北省出现了一次明显的强降水天气过程，暴雨区主要集中在石家庄的中部和邢台的北部。从11日17时—12日14时石家庄出现了暴雨，局部大暴雨天气过程。其中栾城的12小时降水量109.5mm。本文就此次暴雨天气过程特征和成因进行诊断分析和研究，以期为进一步做好大暴雨预报提供重要的依据。
二、环流形势分析
分析8月11日08时500hPa高空图，河北省处在从巴湖分裂的短波槽槽前西南气流；20时短波槽东移至到渤海湾，河北省处在槽后西北气流里；700hPa河套有一低环流，配合有人字型切变；20时，人字形切变东移，横切变南压到陕西中部到河北中南部一带；12日08时切变线移出河北省；11日08时850hPa与700hPa配合在河套也有一气旋性环流，配合人字型切变，到20时横切边一直压在石家庄上空；12日08时切变线移出河北省。11日20时地面图河套北部是低压倒槽，高压中心位于贝湖东部，高压前沿到黄渤海，冷空气以偏东路径影响河北省。
三、物理量场分析
1.水汽条件分析
分析11日20时到12日14时850hPa水汽通量发现，降水开始前暴雨区水汽通量值为4g·（cm·hPa·s）-1，降水开始后水汽通量为8g·（cm·hPa·s）-1，到12日08时随着850hPa转为东北风后，水汽通量值增加明显。从11日20时水汽通道除了西风槽本身的西南气流外，台风外围的东南气流（图略）一直伸入河北省，建立了水汽通道。分析11日20时的700hPa水汽通量，水汽通量大值区呈带状分布，与西南风风速大值区对应。由分析得出，这次暴雨过程850hPa水汽通量值较小，700hPa水汽通量值较大，在10g·（cm·hPa·s）-1，水汽通量与西南风风速大值区有很好的对应关系。
分析850hPa水汽通量散度水平風场可见，11日20时石家庄上空受气旋性环流控制，造成了-20×10- g·cm-2·hPa-1·s-1的水汽通量辐合中心，且辐合一直维持到12日02时，维持时间长，12日08时随着气旋性环流东移，水汽通量辐合中心也移出石家庄。这次暴雨过程，水汽通量辐合中心都比水汽通量中心偏西，与水平风场辐合中心一致，说明水汽辐合主要由风场的辐合而成。
从产生大暴雨的栾城（114.69°E，37.87°N）的时间剖面图发现：这次暴雨过程的水汽通量散度主要集中在800—1000hPa，中心最大值为-40×10 g·（cm·hPa·s）-1，出现在12日02时。
2.比湿的水平和垂直分布
源源不断的水汽输送和较强的上升运动时形成大范围暴雨的基本条件。分析850hPa11日20时到12日14时850hPa散度、比湿的水平分布发现暴雨区一直受高湿舌控制，辐合中心位于高湿舌的北侧等比湿线梯度大值区，这里为强辐合区，与暴雨区相对应，可见动力作用在暴雨过程中的作用，而动力作用取决于冷暖空气的相互作用、高低空系统的垂直配置。850hPa比湿达14g/kg，700hPa比湿为10g/kg。
从比湿、上升运动的垂直剖面可见，栾城上空垂直速度和高湿舌配合好，出现最强上升运动，湿层较厚，水汽和垂直运动都利于暴雨发生。
3.假相当位温分析
11日20时假相当位温的分布可见，850hPa以下在39°N—40°N之间存在锋区，锋前350K线沿锋面上凸，代表暖湿空气沿锋面爬升加强，在暴雨区（37.6°N—38.6°N）上空750hPa附近上升速度中心值为-8hPa·s-1，此时暴雨区上空从100—500hPa西北风较14时风速明显加大，对应在300hPa有中心值为4hPa·s-1的下沉速度，说明高空冷空气动量下传侵入到低层，低层650—1000hPa都是对流不稳定区域，造成对流性降水。到12日02时随着锋区压过暴雨区，暴雨区转为对流稳定区，上空700hPa由西南风减弱，对流强度也减弱。结合发现在11日20时，暴雨区受西北路冷空气和东路冷空气的共同入侵，冷暖空气在暴雨区交汇，强降水产生。
四、暴雨的湿位涡特征
1.等压面上湿位涡的分布特征
（1）湿位涡正压项（MPV1）分布 暴雨发生前3h（11日14时）700hPa等压面上MPV1显示，暴雨发生地西北侧是MPV1正值区，东侧是负值区，暴雨发生在MPV1零线附近，而此时850hPaMPV1显示，暴雨发生地位于MPV1负值区；11日20时，700hPa等压面上MPV1西北侧的正值区控制暴雨区并向东南压，零线位于邢台、邯郸的东部，此时850hPa暴雨发生地位于MPV1零线附近。综合分析，强降水区随850hPaMPV1的正负过度带的移动而移动，700hPaMPV1的正值区叠加在850hPa的MPV1正负过渡带上时降水产生。
（2）湿位涡斜压项（MPV2）分布 暴雨发生前3小时11日14时850hPa等压面上暴雨区MPV2（圖略）为弱负值区，南侧为弱正值区。20时南侧正值区向北移动，暴雨区位于MPV2零线附近。
（3）湿位涡（MPV）分布 暴雨发生在MPV的正负过渡带上，所以这次暴雨不是发生在对流不稳定和斜压不稳定最强时的位置，而是在对流不稳定和斜压不稳定相结合的区域。
五、雷达资料分析
分析1.5°仰角的反射率因子，发现回波主体自西北向东南移动，主体回波是层状云降水回波，在回波移动方向的前侧不断对流单体生成，并入到主体回波，再向东南方向移动。造成石家庄暴雨的降水回波主要是大片层状云降水中夹杂着一条南北向的对流带。这条组织性强的对流带自西向东缓慢移动，造成暴雨的产生。
分析1.5°径向速度图，19：00低层700m以下是12.5m＼s的东北风急流核，零等风速线呈“S”型，风随高度顺转在第二个径圈内转为东南风，在第三个径圈转为西南风。22：30的速度图上有逆风区存在，与暴雨区相对应。
六、 结语
1.低层切变线是暴雨预报的重要影响系统，但仅根据切变线位置来判断暴雨落区是不够的，暴雨落区的精细化预报更依赖于对冷暖空气的相互作用、影响系统的空间结构的细致分析。
2.在切变线影响时，当东北地区有冷空气入侵时，河北省处于东北高压前部一致东北风中，除了与切变线对应的暴雨区外，应注意锋面抬升（和迎风坡抬升）造成的降水强度的增加。
3 .11日20时高空冷空气动量下传侵入到低层对流不稳定区，造成对流性强降水。
4 .在暴雨区上空及西侧存在闭合的纬向环流圈，有利于长时间持续降水。
5.暴雨区一直受高湿舌控制，辐合中心位于高湿舌的北侧等比湿线梯度大值区。暴雨区发生在假相当位温密集区。
6.湿位涡理论能很好地解释这次暴雨的形成机制，850hPa等压面上暴雨发生地位于MPV1零线附近。
关键词：暴雨
一、降水实况
受高空槽、横切变、地面冷空气的共同影响，2012年8月11日—12日河北省出现了一次明显的强降水天气过程，暴雨区主要集中在石家庄的中部和邢台的北部。从11日17时—12日14时石家庄出现了暴雨，局部大暴雨天气过程。其中栾城的12小时降水量109.5mm。本文就此次暴雨天气过程特征和成因进行诊断分析和研究，以期为进一步做好大暴雨预报提供重要的依据。
二、环流形势分析
分析8月11日08时500hPa高空图，河北省处在从巴湖分裂的短波槽槽前西南气流；20时短波槽东移至到渤海湾，河北省处在槽后西北气流里；700hPa河套有一低环流，配合有人字型切变；20时，人字形切变东移，横切变南压到陕西中部到河北中南部一带；12日08时切变线移出河北省；11日08时850hPa与700hPa配合在河套也有一气旋性环流，配合人字型切变，到20时横切边一直压在石家庄上空；12日08时切变线移出河北省。11日20时地面图河套北部是低压倒槽，高压中心位于贝湖东部，高压前沿到黄渤海，冷空气以偏东路径影响河北省。
三、物理量场分析
1.水汽条件分析
分析11日20时到12日14时850hPa水汽通量发现，降水开始前暴雨区水汽通量值为4g·（cm·hPa·s）-1，降水开始后水汽通量为8g·（cm·hPa·s）-1，到12日08时随着850hPa转为东北风后，水汽通量值增加明显。从11日20时水汽通道除了西风槽本身的西南气流外，台风外围的东南气流（图略）一直伸入河北省，建立了水汽通道。分析11日20时的700hPa水汽通量，水汽通量大值区呈带状分布，与西南风风速大值区对应。由分析得出，这次暴雨过程850hPa水汽通量值较小，700hPa水汽通量值较大，在10g·（cm·hPa·s）-1，水汽通量与西南风风速大值区有很好的对应关系。
分析850hPa水汽通量散度水平風场可见，11日20时石家庄上空受气旋性环流控制，造成了-20×10- g·cm-2·hPa-1·s-1的水汽通量辐合中心，且辐合一直维持到12日02时，维持时间长，12日08时随着气旋性环流东移，水汽通量辐合中心也移出石家庄。这次暴雨过程，水汽通量辐合中心都比水汽通量中心偏西，与水平风场辐合中心一致，说明水汽辐合主要由风场的辐合而成。
从产生大暴雨的栾城（114.69°E，37.87°N）的时间剖面图发现：这次暴雨过程的水汽通量散度主要集中在800—1000hPa，中心最大值为-40×10 g·（cm·hPa·s）-1，出现在12日02时。
2.比湿的水平和垂直分布
源源不断的水汽输送和较强的上升运动时形成大范围暴雨的基本条件。分析850hPa11日20时到12日14时850hPa散度、比湿的水平分布发现暴雨区一直受高湿舌控制，辐合中心位于高湿舌的北侧等比湿线梯度大值区，这里为强辐合区，与暴雨区相对应，可见动力作用在暴雨过程中的作用，而动力作用取决于冷暖空气的相互作用、高低空系统的垂直配置。850hPa比湿达14g/kg，700hPa比湿为10g/kg。
从比湿、上升运动的垂直剖面可见，栾城上空垂直速度和高湿舌配合好，出现最强上升运动，湿层较厚，水汽和垂直运动都利于暴雨发生。
3.假相当位温分析
11日20时假相当位温的分布可见，850hPa以下在39°N—40°N之间存在锋区，锋前350K线沿锋面上凸，代表暖湿空气沿锋面爬升加强，在暴雨区（37.6°N—38.6°N）上空750hPa附近上升速度中心值为-8hPa·s-1，此时暴雨区上空从100—500hPa西北风较14时风速明显加大，对应在300hPa有中心值为4hPa·s-1的下沉速度，说明高空冷空气动量下传侵入到低层，低层650—1000hPa都是对流不稳定区域，造成对流性降水。到12日02时随着锋区压过暴雨区，暴雨区转为对流稳定区，上空700hPa由西南风减弱，对流强度也减弱。结合发现在11日20时，暴雨区受西北路冷空气和东路冷空气的共同入侵，冷暖空气在暴雨区交汇，强降水产生。
四、暴雨的湿位涡特征
1.等压面上湿位涡的分布特征
（1）湿位涡正压项（MPV1）分布 暴雨发生前3h（11日14时）700hPa等压面上MPV1显示，暴雨发生地西北侧是MPV1正值区，东侧是负值区，暴雨发生在MPV1零线附近，而此时850hPaMPV1显示，暴雨发生地位于MPV1负值区；11日20时，700hPa等压面上MPV1西北侧的正值区控制暴雨区并向东南压，零线位于邢台、邯郸的东部，此时850hPa暴雨发生地位于MPV1零线附近。综合分析，强降水区随850hPaMPV1的正负过度带的移动而移动，700hPaMPV1的正值区叠加在850hPa的MPV1正负过渡带上时降水产生。
（2）湿位涡斜压项（MPV2）分布 暴雨发生前3小时11日14时850hPa等压面上暴雨区MPV2（圖略）为弱负值区，南侧为弱正值区。20时南侧正值区向北移动，暴雨区位于MPV2零线附近。
（3）湿位涡（MPV）分布 暴雨发生在MPV的正负过渡带上，所以这次暴雨不是发生在对流不稳定和斜压不稳定最强时的位置，而是在对流不稳定和斜压不稳定相结合的区域。
五、雷达资料分析
分析1.5°仰角的反射率因子，发现回波主体自西北向东南移动，主体回波是层状云降水回波，在回波移动方向的前侧不断对流单体生成，并入到主体回波，再向东南方向移动。造成石家庄暴雨的降水回波主要是大片层状云降水中夹杂着一条南北向的对流带。这条组织性强的对流带自西向东缓慢移动，造成暴雨的产生。
分析1.5°径向速度图，19：00低层700m以下是12.5m＼s的东北风急流核，零等风速线呈“S”型，风随高度顺转在第二个径圈内转为东南风，在第三个径圈转为西南风。22：30的速度图上有逆风区存在，与暴雨区相对应。
六、 结语
1.低层切变线是暴雨预报的重要影响系统，但仅根据切变线位置来判断暴雨落区是不够的，暴雨落区的精细化预报更依赖于对冷暖空气的相互作用、影响系统的空间结构的细致分析。
2.在切变线影响时，当东北地区有冷空气入侵时，河北省处于东北高压前部一致东北风中，除了与切变线对应的暴雨区外，应注意锋面抬升（和迎风坡抬升）造成的降水强度的增加。
3 .11日20时高空冷空气动量下传侵入到低层对流不稳定区，造成对流性强降水。
4 .在暴雨区上空及西侧存在闭合的纬向环流圈，有利于长时间持续降水。
5.暴雨区一直受高湿舌控制，辐合中心位于高湿舌的北侧等比湿线梯度大值区。暴雨区发生在假相当位温密集区。
6.湿位涡理论能很好地解释这次暴雨的形成机制，850hPa等压面上暴雨发生地位于MPV1零线附近。