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摘 要：利用加密自动站资料﹑常规观测资料及多普勒雷达资料等，对2012年7月22日锦州东部地区短时大暴雨过程进行了天气尺度和中尺度诊断分析。分析发现锦州东部地区边界层中尺度辐合线的生成和发展， 是其降水强度明显增幅的主要原因，是短时暴雨到大暴雨产生的启动机制。边界层辐合线造成水平场上的强烈风场辐合，增加该地区水汽和能量积聚，并触发该地区强烈的上升运动。另外，通过对雷达基本反射率因子图和径向速度图的分析，发现强回波区和逆风区的存在与强降水有着较好的相关，且逆风区提前于强降水出现，对短时临近强降水落区预报有很好的指示意义。
关键词：短时暴雨；边界层辐合线；逆风区
中图分类号 P458 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）17-150-04
Abstract：Based on the conventionally observational data，meteorological data from automatic weather stations and Doppler radar data and so on，a short rainstorm event on July 22，2012 in The eastern part of Jinzhou was analyzed.The results show that the formation and development of The mesoscale convergence line is The main reason of increase in precipitation intensity， as well as the trigger mechanism for the Short-time Rainstorm on The eastern part of Jinzhou .Furthermore，the heavy rain storm occurres near the center of mesoscale low pressure and accompanies with them.The boundary layer convergence line increase the strong wind Convergence and accumulation about moisture and energy. In addition， through the analysis of the radar base reflectivity and radial velocity map，The results show that The heavy rain area has a better corresponding relationship with the adverse wind area and strong radar echo area. in addition the adverse wind area appears ahead of the strong precipitation， so the adverse wind area is of indicative for prediction and warning of severe convective weather.
Key words：Short-time heavy rain；ABL convergence line；Adverse wind area
短时暴雨是由较高的降水率持续相对较长时间造成的，目前一般将25mm/h和1h定为较高降水率和较长持续时间的下限。短时暴雨具有降水时间短、雨强大、局地性强的特点，易导致城市内涝、农田渍涝和山区地质灾害，为此，短时暴雨的预报服务已成为各级气象部门对政府及公众服务的一个重点。一些研究表明，暴雨是一种中尺度现象，是几种不同尺度天气系统相互作用的结果，其发生发展受到大尺度环境条件的制约，而本身强度和出现的地点又与中尺度扰动有十分密切的关系，暴雨出现后反过来又影响大尺度气象要素的分布。吴起平等[1]对大连地区短时暴雨进行分析，发现天气雷达探测到的混合性降水“中-β尺度回波是造成短时暴雨的直接原因；陈传雷等[2]对2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程进行了对比分析；郭虎等[3]对香山局地大暴雨的中小尺度天气系统进行了分析。何立富等[4]、王宪彬等[5]、薄兆海等[6]分析了暴雨个例中有利于中尺度系统发生的天气尺度背景和动力条件。
2012年7月21～23日，辽宁省出现区域性暴雨、局部大暴雨天气，全省61个国家气象观测站平均降雨量41mm，有3个强降雨中心，分别位于朝阳西部、锦州东北部和丹东东南部。由于此次过程属于区域性暴雨，所以目前针对此次过程的分析多从天气尺度形势背景考虑，而中尺度分析较少，单就锦州东部地区来讲，此次过程完全可以定义为一次短时暴雨到大暴雨过程。
1 自动站雨量特征分析
1.1 空间分布特征 分析锦州地区过程雨量图可以发现全区降水总体呈现出南部小，北部大，西部小，东部大的特点（图1）。其中，锦州市区、凌海和义县降水量在40～70mm，北镇、黑山降水量在70～150mm。超过100mm的大暴雨站点集中在北镇和黑山南部，最大降雨量出现在黑山常兴，为145mm。
1.2 时间分布特征 分析锦州地区加密自动站资料可以看到，锦州市区、凌海和义县的降水均在7月22日早晨5时左右开始，于午后15～16时结束，强降雨时段集中在上午9～11时，最大降水可达20mm/h左右。北镇和黑山的降水开始于22日早晨6～7时，结束于午后14～15时，强降雨时段集中在12～14时，有17站次雨量大于50mm/h，1站次（常兴）雨量大于100mm/h，其它各站最大雨量也达到30mm/h，降水强度之强比较罕见。将锦州地区5个常规站的逐小时雨量制作成图2，可以发现锦州北部（黑山、北镇）降水晚于锦州其它地区开始，更早时间结束，强降雨时段更为集中，且雨强明显强于其他地区等特点。 2 大尺度环流背景分析
降水前期，冷涡位于贝湖地区，其南部冷槽南伸到内蒙北部，迫使高压东撤南压，同时副热带高压南部海上有台风生成。之后由于台风沿副高外围向西北方向移动，引起副高发生形变，其西部北抬，副高脊线到达35°N，7月21日副高外围西南急流建立，暖湿气流沿副高边缘向东北方向输送到辽宁。与此同时，冷空气继续东移南下，于7月21日到达河套地区。副热带高压外围强盛的暖湿气流与冷空气于7月22日早晨在我区交汇，我区降水开始。地面受华北气旋东移北上影响。
3 中尺度分析
3.1 层结稳定度条件 7月22日08时，我区位于高空冷槽前部，850hPa温度脊附近，上冷下暖的形势使层结不稳定度增加，全区K指数大于30，大气层结不稳定（图3）。
3.2 水汽条件 7月21日夜间，从700hPa到超低空925hPa低空西南急流已经逐步形成，而在7月22日风速继续加大，急流明显加强，最大风速均达到18m/s，700hPa西南急流和850hPa偏南急流带在辽宁省中部地区汇合。我区处于湿舌内，850hPa比湿>12g/kg，925hPa比湿>14g/kg，水汽充沛。
3.3 抬升触发条件 7月22日08时，低层850hPa在华北地区存在低空切变线，可触发不稳定能量的释放。
综上分析，7月22日白天我区出现强对流天气的可能性很大，且由于湿度条件非常好，有利于出现短时强降水等深厚湿对流天气。
4 边界层辐合线
4.1 近地面层风场分析 结合加密自动站实测风场资料，重点分析10∶00～14∶00锦州强降水时段的中尺度风场演变特征，可以发现在11时以前，全区为偏南风或东南风，风速逐渐增大，此时北镇和黑山地区的降水量均小于5mm/h。11∶00～12∶00，北镇西部转为西北西风，东部仍为东南风，一条东北西南向的中尺度辐合线生成，辐合线附近降水明显增强，降水量可达30～70mm/h，远远超过其它地区1h降水量，见图4。在下一时次，辐合线东移到北镇和黑山交界地带，强降雨带也随之东移，仍位于辐合线附近。在下午14时之后，辐合线移出我区，强降水结束，1h降水量迅速减弱。通过分析可知，锦州东北部的强降水是伴随着边界层辐合线的生成而开始，并随着其移出而结束的，所以边界层中尺度辐合线的生成和发展，是锦州东北部降水强度明显增幅的主要原因，是短时暴雨到大暴雨产生的启动机制，大暴雨的分布与地面辐合线的走向基本一致，并随其移动而移动。边界层辐合线造成水平场上的强烈风场辐合，增加该地区水汽和能量积聚，并触发该地区强烈的上升运动。
4.2 地形因素对于边界层辐合线的生成及降水影响 孙继松[7]讨论了华北地区太行山东侧低空东风气流背景下不同垂直分布气流对降水落区的影响，认为当垂直于山体的气流随高度减小时，地形的作用表现为迎风坡上水平辐合，造成气旋式涡度增强，产生风场切变，因此对迎风坡降水产生明显的增幅作用。锦州境内最主要的山脉既闾山山脉，闾山位于北镇西部，东北西南走向。分析对流层中下层的气流垂直分布可知，地面吹东南东风，与山脉相垂直，向上到925hPa则转为东南南风，再向上则转为偏南风，逐渐与山脉走向平行，垂直于山体的风的分量随高度减小，则造成山脉东侧的水平辐合，并易产生风向切变。由上分析可知，在此次过程中边界层辐合线的生成是与地形因素密切相关的，同时由于山脉阻挡造成气流辐合也是东部地区降水明显增幅的原因之一。
5 雷达产品
5.1 强降水回波演变 通过2012年7月22日营口雷达基本反射率因子动画显示，分析回波的移动及其发展演变过程。7月21日夜间在辽西地区存在大片的混合云降水回波，其中不断有中心强度大于45dbz的对流单体发展，这些对流单体于7月22日早晨在朝阳南部-葫芦岛地区连成带状，并随大片回波逐渐向东北方向移动。在移动过程中，外围的层状云回波不断消散，回波形态不断发生变化，在7月22日上午回波主体到达锦州时已经演变为南北向带状分布。之后回波带继续缓慢向东北方向移动，回波整体面积减小，但中心强回波不断发展，逐渐演变为中心强度大于50dbz的弓形回波，在中午前后到达锦州东部至盘锦一线，造成了锦州东部地区的短时暴雨到大暴雨。
5.2 强回波维持时间 通过反射率因子动画演示和径向速度图分析，可以发现在回波移出锦州地区之前回波的移动方向为东北偏东方向，而回波整体呈南北向带状分布，系统的走向与其移动方向之间有较大的夹角，不利于降水长时间维持，但由于前期回波带整体的宽度较宽，且系统移动速度较慢，所以锦州地区整体的降水时间达到6～8h，之后强回波带逐渐变窄，造成北镇和黑山的强降水时间在1～2h。但对于超过50mm/h的降水强度来说，1～2h的降水时间已经足够，也已经超过了强降水较长持续时间的下限。
5.3 逆风区 伍志方等[8]在研究中小尺度天气系统的多普勒统计特征时指出，低层逆风区的存在，很容易发展较强的对流单体，与强降水、强对流天气有着较好的相关，梁红等[9]在对沈阳一次局地大暴雨过程中的回波演变分析中也得出相同结论。分析平均径向速度图发现在7月22日10时30分左右，在北镇北部地区开始有逆风区出现，而该地区降水从11时开始雨强明显增大。之后，逆风区的范围逐渐增大，并向偏东方向移动，在11时之后进入到黑山境内，黑山地区降水从12时开始明显增强。由此可知，逆风区提前于强降水出现，对短时临近强降水落区预报有很好的指示意义。
6 结论与讨论
（1）此次降水过程是在高空槽﹑低空急流和地面华北气旋北上的非常有利的高低空配置下所产生的区域性暴雨。而锦州东部北镇，黑山地区的降水明显增幅，产生了短时暴雨到大暴雨，则是由于边界层辐合线的生成造成水平场上的强烈风场辐合，增加该地区水汽和能量积聚，并触发该地区强烈的上升运动而产生的。
（2）在此次过程中，边界层辐合线的生成是与地形因素密切相关的，同时由于山脉阻挡造成气流辐合也是东部地区降水明显增幅的原因之一。
（3）通过分析雷达产品发现，弓形回波与地面辐合线的走向均为东北西南走向，重合度较高。另外通过对径向速度图的分析，发现逆风区的存在与强降水有着较好的相关，且逆风区提前于强降水出现，对短时临近强降水落区预报有很好的指示意义。
参考文献
[1]吴杞平，王树雄，李燕，等.2004～2009年大连地区短时暴雨分析预报[J].气象与环境学报，2012，28（2）：71-76.
[2]陈传雷，阎琦，吴艳青，等.2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程对比分析[J].气象与环境学报，2010，26（4）：12-16.
[3]郭虎，段丽，杨波，等.0679香山局地大暴雨的中小尺度分析[J].应用气象学报，2008，6（3）：265-275.
[4]何立富，陈涛，周庆亮，等.北京“7.10”暴雨?-中尺度对流系统分析[J].应用气象学报，2007，18（5）：655-664.
[5]王宪彬，张旭，辛艳辉.东北地区一次暴雨过程落区研究[J].气象与环境学报，2010，35（6）：36-40.
[6]薄兆海，何玉科.一次辽宁南部局地大暴雨中尺度系统分析[J].辽宁气象，2005（2）：2-3.
[7]孙继松.气流的垂直分布对地形雨落区的影响[J].高原气象，2005，2（1）：62-65.
[8]伍志方，叶爱芬，胡胜，等.中小尺度天气系统的多普勒统计特征[J].热带气象学报，2004，20（4）：10-15.
[9]梁红，陈立德，李大为，等.沈阳一次局地大暴雨过程中逆风区的回波演变[J].气象与环境学报，2011，27（3）：12-17.
（责编：张宏民）
关键词：短时暴雨；边界层辐合线；逆风区
中图分类号 P458 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）17-150-04
Abstract：Based on the conventionally observational data，meteorological data from automatic weather stations and Doppler radar data and so on，a short rainstorm event on July 22，2012 in The eastern part of Jinzhou was analyzed.The results show that the formation and development of The mesoscale convergence line is The main reason of increase in precipitation intensity， as well as the trigger mechanism for the Short-time Rainstorm on The eastern part of Jinzhou .Furthermore，the heavy rain storm occurres near the center of mesoscale low pressure and accompanies with them.The boundary layer convergence line increase the strong wind Convergence and accumulation about moisture and energy. In addition， through the analysis of the radar base reflectivity and radial velocity map，The results show that The heavy rain area has a better corresponding relationship with the adverse wind area and strong radar echo area. in addition the adverse wind area appears ahead of the strong precipitation， so the adverse wind area is of indicative for prediction and warning of severe convective weather.
Key words：Short-time heavy rain；ABL convergence line；Adverse wind area
短时暴雨是由较高的降水率持续相对较长时间造成的，目前一般将25mm/h和1h定为较高降水率和较长持续时间的下限。短时暴雨具有降水时间短、雨强大、局地性强的特点，易导致城市内涝、农田渍涝和山区地质灾害，为此，短时暴雨的预报服务已成为各级气象部门对政府及公众服务的一个重点。一些研究表明，暴雨是一种中尺度现象，是几种不同尺度天气系统相互作用的结果，其发生发展受到大尺度环境条件的制约，而本身强度和出现的地点又与中尺度扰动有十分密切的关系，暴雨出现后反过来又影响大尺度气象要素的分布。吴起平等[1]对大连地区短时暴雨进行分析，发现天气雷达探测到的混合性降水“中-β尺度回波是造成短时暴雨的直接原因；陈传雷等[2]对2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程进行了对比分析；郭虎等[3]对香山局地大暴雨的中小尺度天气系统进行了分析。何立富等[4]、王宪彬等[5]、薄兆海等[6]分析了暴雨个例中有利于中尺度系统发生的天气尺度背景和动力条件。
2012年7月21～23日，辽宁省出现区域性暴雨、局部大暴雨天气，全省61个国家气象观测站平均降雨量41mm，有3个强降雨中心，分别位于朝阳西部、锦州东北部和丹东东南部。由于此次过程属于区域性暴雨，所以目前针对此次过程的分析多从天气尺度形势背景考虑，而中尺度分析较少，单就锦州东部地区来讲，此次过程完全可以定义为一次短时暴雨到大暴雨过程。
1 自动站雨量特征分析
1.1 空间分布特征 分析锦州地区过程雨量图可以发现全区降水总体呈现出南部小，北部大，西部小，东部大的特点（图1）。其中，锦州市区、凌海和义县降水量在40～70mm，北镇、黑山降水量在70～150mm。超过100mm的大暴雨站点集中在北镇和黑山南部，最大降雨量出现在黑山常兴，为145mm。
1.2 时间分布特征 分析锦州地区加密自动站资料可以看到，锦州市区、凌海和义县的降水均在7月22日早晨5时左右开始，于午后15～16时结束，强降雨时段集中在上午9～11时，最大降水可达20mm/h左右。北镇和黑山的降水开始于22日早晨6～7时，结束于午后14～15时，强降雨时段集中在12～14时，有17站次雨量大于50mm/h，1站次（常兴）雨量大于100mm/h，其它各站最大雨量也达到30mm/h，降水强度之强比较罕见。将锦州地区5个常规站的逐小时雨量制作成图2，可以发现锦州北部（黑山、北镇）降水晚于锦州其它地区开始，更早时间结束，强降雨时段更为集中，且雨强明显强于其他地区等特点。 2 大尺度环流背景分析
降水前期，冷涡位于贝湖地区，其南部冷槽南伸到内蒙北部，迫使高压东撤南压，同时副热带高压南部海上有台风生成。之后由于台风沿副高外围向西北方向移动，引起副高发生形变，其西部北抬，副高脊线到达35°N，7月21日副高外围西南急流建立，暖湿气流沿副高边缘向东北方向输送到辽宁。与此同时，冷空气继续东移南下，于7月21日到达河套地区。副热带高压外围强盛的暖湿气流与冷空气于7月22日早晨在我区交汇，我区降水开始。地面受华北气旋东移北上影响。
3 中尺度分析
3.1 层结稳定度条件 7月22日08时，我区位于高空冷槽前部，850hPa温度脊附近，上冷下暖的形势使层结不稳定度增加，全区K指数大于30，大气层结不稳定（图3）。
3.2 水汽条件 7月21日夜间，从700hPa到超低空925hPa低空西南急流已经逐步形成，而在7月22日风速继续加大，急流明显加强，最大风速均达到18m/s，700hPa西南急流和850hPa偏南急流带在辽宁省中部地区汇合。我区处于湿舌内，850hPa比湿>12g/kg，925hPa比湿>14g/kg，水汽充沛。
3.3 抬升触发条件 7月22日08时，低层850hPa在华北地区存在低空切变线，可触发不稳定能量的释放。
综上分析，7月22日白天我区出现强对流天气的可能性很大，且由于湿度条件非常好，有利于出现短时强降水等深厚湿对流天气。
4 边界层辐合线
4.1 近地面层风场分析 结合加密自动站实测风场资料，重点分析10∶00～14∶00锦州强降水时段的中尺度风场演变特征，可以发现在11时以前，全区为偏南风或东南风，风速逐渐增大，此时北镇和黑山地区的降水量均小于5mm/h。11∶00～12∶00，北镇西部转为西北西风，东部仍为东南风，一条东北西南向的中尺度辐合线生成，辐合线附近降水明显增强，降水量可达30～70mm/h，远远超过其它地区1h降水量，见图4。在下一时次，辐合线东移到北镇和黑山交界地带，强降雨带也随之东移，仍位于辐合线附近。在下午14时之后，辐合线移出我区，强降水结束，1h降水量迅速减弱。通过分析可知，锦州东北部的强降水是伴随着边界层辐合线的生成而开始，并随着其移出而结束的，所以边界层中尺度辐合线的生成和发展，是锦州东北部降水强度明显增幅的主要原因，是短时暴雨到大暴雨产生的启动机制，大暴雨的分布与地面辐合线的走向基本一致，并随其移动而移动。边界层辐合线造成水平场上的强烈风场辐合，增加该地区水汽和能量积聚，并触发该地区强烈的上升运动。
4.2 地形因素对于边界层辐合线的生成及降水影响 孙继松[7]讨论了华北地区太行山东侧低空东风气流背景下不同垂直分布气流对降水落区的影响，认为当垂直于山体的气流随高度减小时，地形的作用表现为迎风坡上水平辐合，造成气旋式涡度增强，产生风场切变，因此对迎风坡降水产生明显的增幅作用。锦州境内最主要的山脉既闾山山脉，闾山位于北镇西部，东北西南走向。分析对流层中下层的气流垂直分布可知，地面吹东南东风，与山脉相垂直，向上到925hPa则转为东南南风，再向上则转为偏南风，逐渐与山脉走向平行，垂直于山体的风的分量随高度减小，则造成山脉东侧的水平辐合，并易产生风向切变。由上分析可知，在此次过程中边界层辐合线的生成是与地形因素密切相关的，同时由于山脉阻挡造成气流辐合也是东部地区降水明显增幅的原因之一。
5 雷达产品
5.1 强降水回波演变 通过2012年7月22日营口雷达基本反射率因子动画显示，分析回波的移动及其发展演变过程。7月21日夜间在辽西地区存在大片的混合云降水回波，其中不断有中心强度大于45dbz的对流单体发展，这些对流单体于7月22日早晨在朝阳南部-葫芦岛地区连成带状，并随大片回波逐渐向东北方向移动。在移动过程中，外围的层状云回波不断消散，回波形态不断发生变化，在7月22日上午回波主体到达锦州时已经演变为南北向带状分布。之后回波带继续缓慢向东北方向移动，回波整体面积减小，但中心强回波不断发展，逐渐演变为中心强度大于50dbz的弓形回波，在中午前后到达锦州东部至盘锦一线，造成了锦州东部地区的短时暴雨到大暴雨。
5.2 强回波维持时间 通过反射率因子动画演示和径向速度图分析，可以发现在回波移出锦州地区之前回波的移动方向为东北偏东方向，而回波整体呈南北向带状分布，系统的走向与其移动方向之间有较大的夹角，不利于降水长时间维持，但由于前期回波带整体的宽度较宽，且系统移动速度较慢，所以锦州地区整体的降水时间达到6～8h，之后强回波带逐渐变窄，造成北镇和黑山的强降水时间在1～2h。但对于超过50mm/h的降水强度来说，1～2h的降水时间已经足够，也已经超过了强降水较长持续时间的下限。
5.3 逆风区 伍志方等[8]在研究中小尺度天气系统的多普勒统计特征时指出，低层逆风区的存在，很容易发展较强的对流单体，与强降水、强对流天气有着较好的相关，梁红等[9]在对沈阳一次局地大暴雨过程中的回波演变分析中也得出相同结论。分析平均径向速度图发现在7月22日10时30分左右，在北镇北部地区开始有逆风区出现，而该地区降水从11时开始雨强明显增大。之后，逆风区的范围逐渐增大，并向偏东方向移动，在11时之后进入到黑山境内，黑山地区降水从12时开始明显增强。由此可知，逆风区提前于强降水出现，对短时临近强降水落区预报有很好的指示意义。
6 结论与讨论
（1）此次降水过程是在高空槽﹑低空急流和地面华北气旋北上的非常有利的高低空配置下所产生的区域性暴雨。而锦州东部北镇，黑山地区的降水明显增幅，产生了短时暴雨到大暴雨，则是由于边界层辐合线的生成造成水平场上的强烈风场辐合，增加该地区水汽和能量积聚，并触发该地区强烈的上升运动而产生的。
（2）在此次过程中，边界层辐合线的生成是与地形因素密切相关的，同时由于山脉阻挡造成气流辐合也是东部地区降水明显增幅的原因之一。
（3）通过分析雷达产品发现，弓形回波与地面辐合线的走向均为东北西南走向，重合度较高。另外通过对径向速度图的分析，发现逆风区的存在与强降水有着较好的相关，且逆风区提前于强降水出现，对短时临近强降水落区预报有很好的指示意义。
参考文献
[1]吴杞平，王树雄，李燕，等.2004～2009年大连地区短时暴雨分析预报[J].气象与环境学报，2012，28（2）：71-76.
[2]陈传雷，阎琦，吴艳青，等.2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程对比分析[J].气象与环境学报，2010，26（4）：12-16.
[3]郭虎，段丽，杨波，等.0679香山局地大暴雨的中小尺度分析[J].应用气象学报，2008，6（3）：265-275.
[4]何立富，陈涛，周庆亮，等.北京“7.10”暴雨?-中尺度对流系统分析[J].应用气象学报，2007，18（5）：655-664.
[5]王宪彬，张旭，辛艳辉.东北地区一次暴雨过程落区研究[J].气象与环境学报，2010，35（6）：36-40.
[6]薄兆海，何玉科.一次辽宁南部局地大暴雨中尺度系统分析[J].辽宁气象，2005（2）：2-3.
[7]孙继松.气流的垂直分布对地形雨落区的影响[J].高原气象，2005，2（1）：62-65.
[8]伍志方，叶爱芬，胡胜，等.中小尺度天气系统的多普勒统计特征[J].热带气象学报，2004，20（4）：10-15.
[9]梁红，陈立德，李大为，等.沈阳一次局地大暴雨过程中逆风区的回波演变[J].气象与环境学报，2011，27（3）：12-17.
（责编：张宏民）