分析突发性强降水过程的成因
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作者: 薛昊聪
摘 要：暴雨是气象灾害中最严重、最常发生的灾害之一，往往对人们的生产生活带来损失。我国是个多暴雨的国家，除西北个别省区外，几乎都有暴雨出现，受季风地形等影响，我国突发性降水的发生率越来越高。本文以我国某地区地区某日的一次突发性降水为例，通过观测资料、卫星云图、雷达回波等资料对强降水的成因进行分析。
关键词：强降水；天气系统；成因
进入4月以来，我国江南、华南等地区频遭突发性强降水的袭击，部分地区还出现局部洪涝、地质灾害和风雹灾害等。特别是五一假期期间，我国贵州、湖南、福建等地出现突发性强降水、连续性强降水等现象。目前，我国已进入汛期，局部性、灾害性的暴雨、冰雹等强对流天气会进一步增多，为让公众更好地了解突发性强降水的的特征和成因，以便做好应对防范工作，本文以福建地区某日的一次突发性降水为例，通过观测资料、卫星云图、雷达回波等资料对强降水的成因进行分析。
1、大尺度天气系统
以某日为例，700hPa中高纬度两地区相互作用出现大陆高压，形成高压脊，高压脊位于贝加尔湖东面。一大陆高压沿着中纬110度附近逐渐向南扩，西太平洋副高不断向北扩，到了第二天西风槽移至120度附近，福州地区形成低压槽，夜晚低压槽移至福建沿海一带，此地带处于低层暖切变南侧的西南气流中，导致出现切变线降水。这种西南气流虽然比较狭窄，但是具有较强的辐合，很容易形成大量降水；之后西风槽东移，当地具有相对稳定的副热带高压，而西南地区仍然位于西风槽前；在西风槽和变切线的作用下，我国北部出现低涡，这时候中尺度低压出现，南部地区受其控制，出现突发性强降水。
2、物理量场分析
2.1水汽条件
当日从江西到福建中西部的空气湿度大，湿空气上升凝结形成雨，高水汽凝结率是突发性降水形成的关键条件。在暴雨降水的过程中，当空气湿度厚度达到最高值时，高空干冷空气向低空延伸，会出现轻微降水，干冷空气的侵袭给气旋系统的生成产生条件，给下一时段的大降水打下基础。
2.2稳定度条件
根据资料显示，当日上空的大气处于不稳定状态，江西到福建一带弱冷空气沿着低层空气逐渐入侵，造成大气层逐渐变得不稳定，在不稳定的情况下容易形成突发性暴雨或大暴雨。
2.3垂直运动
当日850hPa之上，福建西部地区空气中出现激烈的上空运动，在500hPa左右，空气上升运动最剧烈，最强上升中心就在500hPa附近，直到当日下午空气上升运动停止，空气运动转为向下，暴雨才结束。
3、中小尺度天气系统
3.1强降水特征分析
本次强降水过成具有三个特点：突发性强，降水时间持续三个小时；降水强度大，个别地区降水达到120mm左右；区域特征明显，此次降水过程分布时空分布不均，福建部分地区出现暴雨，部分地区出现小雨或零星小雨。
3.2云图分析
从云图中来看，强对流云团从局部地区开始出现并发展起来，该云团不断发展造成暴雨和大暴雨天气。当地首先发展中β尺度云团，水平尺度达到150km，云团形状为长条形，云团顶端的温度最小值约为-90°C，该云团一面向东移动一面继续扩大，最终逐渐散去，该云团造成当地区短时性大暴雨。另一地又出现云团，该云团从西北向东南发展，具有两个强中心，发展迅速，造成该地出现暴雨。江西东部出现云团，该云团致使当地降水量达到106mm。
3.3雷达回波分析
中小尺度系统是造成突发性强降水的主要原因。从此次强降水过程中的对流单体可以看出，回波强度增长速度快。通过对降水中心的漩涡以及散度的经向刨面的分析，呈现出垂直正涡度柱状态，负散度区随着高度的增加稍微倾斜，正散度区呈现垂直状态，这些内容是对突发性大暴雨过程中相关系统动力场给予合理配置特点的分析，该配置有利于辐合的上升运动，剧烈的辐合上升运动促成辐合上升运动到最高点，这是造成此次突发性强降水的根本原因。此次产生强降水的地区为低洼地形，地区位于漩涡辐合区域并受逆风侵袭，当雷达回波到达最高点时就会导致气流发生变化，而西南面又有新的小单体不断注入，造成大暴雨的产生，还会引起其他自然灾害。
3.4中尺度地形对强降水的增幅作用
福建省的西南部地形复杂多变，有利于中尺度强对流天气的形成。此次突发性强降水主要出现在山地迎风坡和山地峡谷地带。山地丘陵地区多有喇叭口地形特点，加剧了辐合上升运动的发展和大气对流运动，此地形有利于暖湿气流的积聚，从而造成不稳定的对流回波运动，造成突发性强降水过程。
4、小结
此次突发性强降水过程是由中小尺度低压系统动力场上，正涡度柱和正、负散度的配置中产生剧烈的垂直上升运动。另外一个因素就是水汽条件充分，上升运动剧烈，湿度强弱变化和降水波动向配合，加上西南暖湿气流的影响，水汽凝结率增高。突发性暴雨产生时，对流云团旺盛，地面有中尺度辐合线。综上所述，突发性的强降水是中小尺度低压系统动力场上产生上升垂直运动，对暴雨产生影响的因素有充沛的水汽条件、大气的不稳定状态、垂直运动、低层的冷空气入侵、地形条件等。
参考文献
[1]张之贤. 陇东南地区短时强降水时空分布特征及短时临近预报技术研究[D].兰州大学，2013.
[2]盛杰，张小雯，孙军，毛冬艳，谌芸，朱文剑. 三种不同天气系统强降水过程中分钟雨量的对比分析[J]. 气象，2012（10）：1161-1169.
[3]高玉芳，陈耀登. 面向应用气象学专业的水文气象学教学改革研究[J]. 中国科教创新导刊，2011（23）：92-94.
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