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摘 要 2016年8月17—18日，乌兰察布市等内蒙古中西部地区出现强降雨天气过程，利用自动站观测資料、常规观测资料等对此次天气过程分析得出：副热带高压、中低层切变线及河套气旋等是主要影响系统；暴雨区上空湿层深厚，上升运动强烈，同时具备较强的不稳定能量，这些都是乌兰察布市出现强降雨的重要物理量场特征。
关键词 强降雨；环流形势；物理量场
中图分类号：P458.1+21 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.077
我国幅员辽阔，地形较为复杂，暴雨的时空分布具有明显的地方性差异。暴雨是我国主要的灾害性天气之一，强暴雨引发的洪涝、山体滑坡、泥石流等灾害会影响工农业正常生产以及人民生命财产安全。随着全球气候变暖现象不断加剧，各种极端灾害性事件频繁出现，其中暴雨天气灾害也呈现出逐年增加的趋势[1-2]。乌兰察布市处于内蒙古自治区中部，地处中温带，属于大陆性季风气候，四季分明，境内受大青山横亘于中部，形成前山地区温暖、雨量较多、后山多风的特殊气候条件，年平均气温0～18 ℃，年降雨量集中在7—9月，易出现暴雨等强降雨天气过程。针对乌兰察布市2016年8月中旬出现的一次强降雨天气过程进行分析，为做好此类天气预报及防灾服务提供参考。
1 强降雨天气实况及影响
2016年8月中下旬，受副热带高压外围低层切变系统影响，内蒙古多地区出现暴雨、大暴雨天气过程，此次强降雨天气过程持续时间长，降水强度大且影响范围广，有70个站点降水量达到100 mm以上，暴雨引发洪涝，导致近5万人受灾，直接经济损失近亿元。8月17日8：00—18日8：00，乌兰察布市察右中旗降水量59.5 mm、商都县降水量62.6 mm，两站降水量均超过极端降水阈值。
2 环流形势分析
大范围的持续强降水通常是西风带、热带及副热带环流系统稳定的环流形势相互作用的结果。由图1可知，此次强降水过程中，副热带高压位置偏北，且稳定少动，乌兰察布市等内蒙古中西部地区处于副高边缘
584 dagpm线一带。我国南方地区受到台风低压北上移动，低压北侧有一东南气流沿副高边缘西行，并逐渐转变成为西南气流，经陕西向内蒙古中西部地区输送暖湿气流，冷暖空气在暴雨区辐合，为强降雨发生发展提供充沛的水汽和不稳定能量。700 hPa及850 hPa分别存在一切变线，呈现出“人”字型，两切变线几乎重叠在一起。700 hPa暖湿切变线下游有一“钩鼻子”状高压，阻挡中低层水汽堆积，高压上游暖湿切变线移动速度缓慢，促使暴雨持续维持。与此同时，700 hPa暖湿切变线南缘出现了西南急流大风速辐合带，风速在16 m·s-1以上，对应着300 hPa高空急流出口的右侧，形成强烈抽吸作用，垂直上升运动开始强烈发展，促使乌兰察布市等内蒙古中西部地区出现强降雨天气过程。
3 物理量场分析
3.1 水汽条件
此次强降雨天气过程中，17日2：00左右，暴雨区中低层处于高湿环境，850 hPa水汽通量中心值为14～
16 g·cm-1·hPa-1·s-1，水汽条件充足，同时，700 hPa水汽通量中心值也达到了8～10 g·cm-1·hPa-1·s-1。到17日8：00，水汽通量大值区影响范围进一步扩大，强度加强，800 hPa以下水汽通量值均达到16 g·cm-1·hPa-1·s-1以上，700 hPa水汽通量增至10 g·cm-1·hPa-1·s-1，这种现象一直持续到18日2：00左右，同时水汽通量大值区延伸至500 hPa附近。充足的水汽条件成为乌兰察布市等地出现强降雨天气过程的重要条件之一。
此次强降雨过程存在着两种不同性质的降水。1）17日2：00—18日2：00，该过程属于暖区降水，降水持续时间长，且雨强较大。2）18日2：00—8：00，属于锋区降水过程，降水时间较短，但雨强大（图2）。16日20：00，850 hPa、700 hPa和500 hPa比湿分别为12～14 g·kg-1、2～4 g·kg-1和4～6 g·kg-1，同时500 hPa以下为南风。
17日2：00，各层比湿出现明显增加，850 hPa比湿上升为14 g·kg-1以上，尤其是700 hPa比湿增加幅度较大，达到了10～12 g·kg-1，由于乌兰察布市属于北部干旱区，出现较大比湿值极为少见，这种高湿的环境促使降水效率雨强增大，中低层湿层深厚具备充足的水汽，是暴雨发生发展的有利条件，随后暴雨天气爆发。
3.2 动力条件
8月17日2：00，阴山山脉南麓一带上空稳定维持较强的上升运动，500～600 hPa存在着一散度辐合中心，中心值大值区正对应着上升运动中心大值区，几乎重叠在一起，形成高层辐散、中低层辐合的形势，具备强烈的抽吸作用，引发较强上升运动，源源不断地将低层水汽输送至高空，水汽不断上升过程中，随着温度的降低发生凝结并释放潜热，引起强对流天气。17日8：00，乌兰察布市上空仍具备较强的上升运动区，中低层及高层配置形势维持，散度辐合中心垂直于上升运动中心，重叠中心位于800 hPa，但强度增大，同时850～800 hPa为南风，风速达到12 m·s-1，形成低空急流，导致800 hPa上升运动中心与散度辐合中心强度进一步加强，降水强度也就随之加强。
3.3 不稳定条件
17日8：00，乌兰察布市上空具备明显的对流不稳定性，K指数为34 ℃，对流有效位能达到258.8 J·kg-1，沙氏指数为0.05，抬升指数是-1.4 ℃，此时比湿也较大，
700 hPa和850 hPa分别为11.76 g·kg-1和16.35 g·kg-1，温度露点差也均在1 ℃左右，可见该地区中低层湿层深厚。17日20：00，对流有效位能开始上升，达到了1 563.8 J·kg-1，同时K指数也出现明显的增大，达到了40 ℃，沙氏指数和抬升指数则进一步出现减小，影响乌兰察布市等地的对流不稳定能量进一步的增强，与此同时，700 hPa比湿也出现了加大现象，达到12 g·kg-1以上，850 hPa比湿则增至18 g·kg-1以上，内蒙古中西部地区上空暖云层厚度加大，这些都是有助于降水增强的有利条件。
4 结论
1）2016年8月17—18日，乌兰察布市等内蒙古中西部地区出现罕见的强降水天气过程，副热带高压、中低层切变线、地面中尺度辐合线等是此次强降雨过程主要影响系统，暴雨区正处于副热带高压边缘584 dagpm线边缘，中低层切变呈“人”字型并对应，700 hPa暖切变下游受“钩鼻子”高压阻挡致使大量水汽堆积等，这些特征都是内蒙古河套地区出现的典型暴雨模式。
2）较高的环境相对湿度及深厚湿层，抬升凝结高度相对偏低，自由对流高度提升。热带及副热带暖湿空气不断向该地区输送暖湿气流，使得暴雨区具备充足的水汽和不稳定能量，湿层深厚；中低层辐合、高层辐散配置，有利于上升运动强烈发展；不稳定能量积聚触发新的对流，引发强降雨。这些物理量特征都与强降雨有很好的对应。
参考文献：
[1] 常煜，李秀娟，陈超，等.内蒙古一次暴雨过程中尺度特征及成因分析[J].高原气象，2016，35（2）：432-443.
[2] 张桂莲，仲夏，韩经纬，等.内蒙古中西部地区一次极端大暴雨特征分析[J].干旱气象，2018，36（1）：17-26.
（责任编辑：赵中正）
关键词 强降雨；环流形势；物理量场
中图分类号：P458.1+21 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.077
我国幅员辽阔，地形较为复杂，暴雨的时空分布具有明显的地方性差异。暴雨是我国主要的灾害性天气之一，强暴雨引发的洪涝、山体滑坡、泥石流等灾害会影响工农业正常生产以及人民生命财产安全。随着全球气候变暖现象不断加剧，各种极端灾害性事件频繁出现，其中暴雨天气灾害也呈现出逐年增加的趋势[1-2]。乌兰察布市处于内蒙古自治区中部，地处中温带，属于大陆性季风气候，四季分明，境内受大青山横亘于中部，形成前山地区温暖、雨量较多、后山多风的特殊气候条件，年平均气温0～18 ℃，年降雨量集中在7—9月，易出现暴雨等强降雨天气过程。针对乌兰察布市2016年8月中旬出现的一次强降雨天气过程进行分析，为做好此类天气预报及防灾服务提供参考。
1 强降雨天气实况及影响
2016年8月中下旬，受副热带高压外围低层切变系统影响，内蒙古多地区出现暴雨、大暴雨天气过程，此次强降雨天气过程持续时间长，降水强度大且影响范围广，有70个站点降水量达到100 mm以上，暴雨引发洪涝，导致近5万人受灾，直接经济损失近亿元。8月17日8：00—18日8：00，乌兰察布市察右中旗降水量59.5 mm、商都县降水量62.6 mm，两站降水量均超过极端降水阈值。
2 环流形势分析
大范围的持续强降水通常是西风带、热带及副热带环流系统稳定的环流形势相互作用的结果。由图1可知，此次强降水过程中，副热带高压位置偏北，且稳定少动，乌兰察布市等内蒙古中西部地区处于副高边缘
584 dagpm线一带。我国南方地区受到台风低压北上移动，低压北侧有一东南气流沿副高边缘西行，并逐渐转变成为西南气流，经陕西向内蒙古中西部地区输送暖湿气流，冷暖空气在暴雨区辐合，为强降雨发生发展提供充沛的水汽和不稳定能量。700 hPa及850 hPa分别存在一切变线，呈现出“人”字型，两切变线几乎重叠在一起。700 hPa暖湿切变线下游有一“钩鼻子”状高压，阻挡中低层水汽堆积，高压上游暖湿切变线移动速度缓慢，促使暴雨持续维持。与此同时，700 hPa暖湿切变线南缘出现了西南急流大风速辐合带，风速在16 m·s-1以上，对应着300 hPa高空急流出口的右侧，形成强烈抽吸作用，垂直上升运动开始强烈发展，促使乌兰察布市等内蒙古中西部地区出现强降雨天气过程。
3 物理量场分析
3.1 水汽条件
此次强降雨天气过程中，17日2：00左右，暴雨区中低层处于高湿环境，850 hPa水汽通量中心值为14～
16 g·cm-1·hPa-1·s-1，水汽条件充足，同时，700 hPa水汽通量中心值也达到了8～10 g·cm-1·hPa-1·s-1。到17日8：00，水汽通量大值区影响范围进一步扩大，强度加强，800 hPa以下水汽通量值均达到16 g·cm-1·hPa-1·s-1以上，700 hPa水汽通量增至10 g·cm-1·hPa-1·s-1，这种现象一直持续到18日2：00左右，同时水汽通量大值区延伸至500 hPa附近。充足的水汽条件成为乌兰察布市等地出现强降雨天气过程的重要条件之一。
此次强降雨过程存在着两种不同性质的降水。1）17日2：00—18日2：00，该过程属于暖区降水，降水持续时间长，且雨强较大。2）18日2：00—8：00，属于锋区降水过程，降水时间较短，但雨强大（图2）。16日20：00，850 hPa、700 hPa和500 hPa比湿分别为12～14 g·kg-1、2～4 g·kg-1和4～6 g·kg-1，同时500 hPa以下为南风。
17日2：00，各层比湿出现明显增加，850 hPa比湿上升为14 g·kg-1以上，尤其是700 hPa比湿增加幅度较大，达到了10～12 g·kg-1，由于乌兰察布市属于北部干旱区，出现较大比湿值极为少见，这种高湿的环境促使降水效率雨强增大，中低层湿层深厚具备充足的水汽，是暴雨发生发展的有利条件，随后暴雨天气爆发。
3.2 动力条件
8月17日2：00，阴山山脉南麓一带上空稳定维持较强的上升运动，500～600 hPa存在着一散度辐合中心，中心值大值区正对应着上升运动中心大值区，几乎重叠在一起，形成高层辐散、中低层辐合的形势，具备强烈的抽吸作用，引发较强上升运动，源源不断地将低层水汽输送至高空，水汽不断上升过程中，随着温度的降低发生凝结并释放潜热，引起强对流天气。17日8：00，乌兰察布市上空仍具备较强的上升运动区，中低层及高层配置形势维持，散度辐合中心垂直于上升运动中心，重叠中心位于800 hPa，但强度增大，同时850～800 hPa为南风，风速达到12 m·s-1，形成低空急流，导致800 hPa上升运动中心与散度辐合中心强度进一步加强，降水强度也就随之加强。
3.3 不稳定条件
17日8：00，乌兰察布市上空具备明显的对流不稳定性，K指数为34 ℃，对流有效位能达到258.8 J·kg-1，沙氏指数为0.05，抬升指数是-1.4 ℃，此时比湿也较大，
700 hPa和850 hPa分别为11.76 g·kg-1和16.35 g·kg-1，温度露点差也均在1 ℃左右，可见该地区中低层湿层深厚。17日20：00，对流有效位能开始上升，达到了1 563.8 J·kg-1，同时K指数也出现明显的增大，达到了40 ℃，沙氏指数和抬升指数则进一步出现减小，影响乌兰察布市等地的对流不稳定能量进一步的增强，与此同时，700 hPa比湿也出现了加大现象，达到12 g·kg-1以上，850 hPa比湿则增至18 g·kg-1以上，内蒙古中西部地区上空暖云层厚度加大，这些都是有助于降水增强的有利条件。
4 结论
1）2016年8月17—18日，乌兰察布市等内蒙古中西部地区出现罕见的强降水天气过程，副热带高压、中低层切变线、地面中尺度辐合线等是此次强降雨过程主要影响系统，暴雨区正处于副热带高压边缘584 dagpm线边缘，中低层切变呈“人”字型并对应，700 hPa暖切变下游受“钩鼻子”高压阻挡致使大量水汽堆积等，这些特征都是内蒙古河套地区出现的典型暴雨模式。
2）较高的环境相对湿度及深厚湿层，抬升凝结高度相对偏低，自由对流高度提升。热带及副热带暖湿空气不断向该地区输送暖湿气流，使得暴雨区具备充足的水汽和不稳定能量，湿层深厚；中低层辐合、高层辐散配置，有利于上升运动强烈发展；不稳定能量积聚触发新的对流，引发强降雨。这些物理量特征都与强降雨有很好的对应。
参考文献：
[1] 常煜，李秀娟，陈超，等.内蒙古一次暴雨过程中尺度特征及成因分析[J].高原气象，2016，35（2）：432-443.
[2] 张桂莲，仲夏，韩经纬，等.内蒙古中西部地区一次极端大暴雨特征分析[J].干旱气象，2018，36（1）：17-26.
（责任编辑：赵中正）