2016年河南省一次雷雨大风过程分析

2016年河南省一次雷雨大风过程分析

郭庆超

许昌市气象局，河南许昌461000

摘要：利用高空、地面天气图、物理量场、能量场和T-lnP图等资料，分析了2016年8月25日河南省自西北到东南地区一次雷雨大风天气过程成因。分析表明，水汽通量辐合中心与暴雨的落区有很好的对应关系，低层辐合高层辐散的配置有利于对流发展和低层水汽向高空输送，在此高温高湿的环境中，低槽东移，冷空气入侵，切变线和地面辐合线的存在为这次雷雨大风天气的产生提供了有利的条件。

关键词：雷雨大风；高温高湿；低槽；地面辐合线

1  引言

河南省位于中国中东部、黄河中下游，属于北亚热带与暖温带过渡区气候。雷雨大风是河南省夏季的多发灾害性天气之一，做好雷雨大风的提前预报或预警，对政府决策和人民生活的意义十分重大。2016年8月25日午后至傍晚，河南省大部分地区先后出现雷雨大风天气，由于此次过程降水范围广、雨量大、风力强等特点，致使全省有50多万亩农作物受淹，上百家企业仓库和店铺进水，全省多个地市停电、停水，给工农业生产造成了很大影响，产生这种大范围的雷雨大风必然有其特定的环流背景和物理条件，许多气象工作者对雷雨大风天气过程做了大量的分析和研究[1]，本文通过对高空、地面形势、物理量场、能量场和T-lnP图分析，对2016年8月25日河南省一次雷雨大风天气过程进行了分析和研究，并总结其特征，为今后的雷雨大风天气的识别和临近预报积累经验，为预警信号的发布提供可靠的依据。

2天气实况

2016年8月25日午后至傍晚，河南省自西北到东南大部分地区先后出现雷暴天气，并伴有局地性偏北大风和短时强降水天气。超过18.0m/s的大风区主要出现在河南省北部和中北地区，其中郑州市观测站12时出现19.0 m/s的大风，新乡市观测站12时出现18.0m/s的大风，原阳市观测站12时出现18.4 m/s的大风，许昌市观测站14时出现18.5 m/s的大风，长葛市观测站13时出现21.7 m/s的大风。此次雷雨大风过程中，河南省平均降水量25.9毫米，降水分布不均，局地性较强，主要集中在河南省中东部地区。超过50毫米的降水站点有17个，最强降水点位于淮阳站，过程降水量108毫米，其余分别为西华站95毫米，舞钢站82毫米和项城站66毫米，其中许昌市观测站也出现了51毫米的降水量。

3天气形势分析

3.1高空分析

2016年入汛以来，河南省大部分地区一直在副热带高压的控制下，处于一个高温高湿的环境中。23日08时，500hpa天气图（图略）上可以看出，副热带高压588线继续西伸北抬，且河南省地区被出现的925线控制。24日08时副热带高压588线位于我国河套地区一带，控制我国大部分地区，东亚地区受两槽一脊的控制，两槽分别位于贝加尔湖东侧地区和鄂霍茨克海地区，高压脊位于鄂霍茨克海沿岸地区。25日08时副热带高压588线位于我国华北地区一带控制我国大部分地区，且西南地区重新出现925线控制地区。低层700hpa天气图（图略）和850hpa天气图（图略）上河南省也处于高压控制下。从高空综合分析图（图1）上看，25日08时—11时，500hpa低槽位于渤海至河南省和河北省交界处，14时低槽继续南下位于渤海至黄河沿岸附近，17时低槽越过黄河继续南下，并开始东退，过程趋于结束。700hpa上存在一低涡，随着时间南下，最后消散。

从25日08时高空综合分析图（图略）上可以看出，前期河南省一直在副热带高压的控制下处于一个高温高湿的环境中，此次过程出现前500 hpa低槽移至蒙古地区，850 hpa上较强负变温区移至河南省的西北部，河南省大部分地区处于正变温区，随着低槽东移，冷空气侵入河南省上空，激发对流的产生。同时，河南省处于显著升压区内，短期气压随时间显著提升，有冷空气入侵河南省；925线上存在较明显的显著流线且在河南省偏东地区形成了一条地面辐合线（图略），配合高湿度区和高能量区造成了河南省午后至傍晚一次雷雨大风的过程。

3.2地面分析

此次过程开始前，受冷空气影响，在贝加尔湖至内蒙古地区为一冷高压的存在，随着高空冷槽的移动，冷高压逐渐东移南下。25日08时在我国东北地区经河套至西南地区存在等压线密集带，并形成了一条地面冷锋。随着时间推移，冷空气开始逐渐南下，冷锋也呈西北—东南走向。25日12时新乡、原阳出现了大风天气，随后河南省自北向南先后开始出现雷暴大风并伴有降水的天气。

从14时的地面图（图略）综合分析上可以看出，河南省处于显著湿区内，相对湿度较大，且在河南中部，东南部以及偏南地区存在明显的地面辐合线。河南省雷暴出现前，冷锋已移至河南省的中部，冷锋前河南省东南地区和河南省中部地区有地面辐合线的存在，使豫北地区最早开始出现雷暴，辐合线的存在也增大了该地区对流的强度。随着冷锋继续东移至河南省中部，辐合线均东移南下，雷暴区随之移动，河南省北部新乡开始出现雷暴，随后郑州、开封、许昌、平顶山开始产生雷暴。随着冷锋和辐合线的移动，驻马店西部和周口、商丘地区也逐渐开始出现雷暴，且在周口附近有所加强。至25日17时，冷锋东移至河南省东南部，濮阳地区辐合线继续维持，南部辐合线东移至商丘、周口至驻马店一带，河南省东南部和中部的雷暴继续维持。25日20时，冷锋已移至安徽至信阳一带，雷雨大风天气趋于结束。

4 水汽条件分析

4.1水汽通量分析

对8月24日08时到25日08时低层水汽通量场分析，水汽通量的大值中心区域位于由贵州向东偏北移的水汽输送带中。从水汽输送演变看，大值中心区域从24日08时到25日08时由西南逐渐东北伸，到25日20时又明显南压。700 hpa周口站在24日08时和20时的量值均在5 g(s.hPa.cm)-1左右，到25日08时其值达到9 g(s.hPa.cm)-1（图略），而到25日20时又降至3 g(s.hPa.cm)-1。可见在24日20时到25日08时充沛的水汽输送为暴雨的产生提供了丰富的水汽条件。

4.2相对湿度、比湿分析

大范围雷雨天气是在大气相对湿度、比湿达到较大的数值以上进而达到饱和才形成的。分析24日20时到25日08时850 hpa 和700 hpa的相对湿度场和比湿场（图略）。降水较大的几个站点相对湿度在整个时段内为80%到94%之间，其中25日08时长葛站和许昌站相对湿度在94%以上；而比湿场值均在9～15 ｇ（kg）-1，其中25日08时值最大，降水较大的长葛站850 hpa和700 hpa分别为10ｇ（kg）-1和14ｇ（kg）-1。说明24日20时到25日08时中低空相当湿的空气具备着产生暴雨的必要条件。

5 能量场和TLOP图分析

温度—对数压力(TLOP)图是我国气象台站普遍使用的—种热力学图解，它可以反映出高空站及其附近上空各种气象要素的垂直分布情况。因此在天气预报分析中有着十分广泛的应用。恶劣天气的形成必须具备一定的能量，强烈的对流天气需要有较强的能量的释放才能产生。由（表1）可以看出，从24日20时到25日08时，在这次雷雨大风产生前，郑州站为能量储存增大的一个过程，25日08时至26日08时，由于对流的产生，能量得以释放，郑州站上空CAPE值减弱。25日08时至25日20时，郑州站上空CAPE值减弱最多，因此白天的对流强度较夜间更强。南阳站上空CAPE值较郑州站CAPE值变化相反，抑制有效较郑州站偏大，在雷暴大风产生前，CAPE减弱，在雷暴大风产生时CAPE值则逐渐增大，因此25日白天大风以及雷暴天气主要出现在河南省北部地区和中东部地区。

表1  08月24日20时至26日08时郑州、南阳站CAPE值

由25日08时郑州和南阳站上空的TLOP图（图略）上可以看出，在雷暴大风产生前，郑州站对流有效位能较南阳站大。郑州站上空地面至850hpa为相对湿层，850hpa以上，湿度迅速减小，形成了“上干下湿”的喇叭口形势。南阳站上空地面至0度层上下为相对湿层，0度层以上，湿度略有减小，且其减小程度无郑州站上空明显，即“喇叭口”形势不明显。因此，此次雷暴大风中较强对流主要出现在郑州站附近，大风极大值也出现在郑州站附近。

6  结论

雷雨大风过程前期，在副热带高压控制下，河南省一直处于高温高湿的环境中，为此次过程提供了不稳定层结和水汽条件，过程前郑州站较强的CAPE值为此次过程提供了能量，冷空气入侵，为此次过程提供了触发条件，切变线和地面辐合线的存在对飑线的快速发展和移动具有非常有利的动力条件。在这高温高湿的环境中，雷雨大风在这边界层辐合线以及垂直风切变的作用下得以爆发。

参考文献

[1] 章国材，雉梅艳，李延香等.现代天气预报技术和方法[M].北京：气象出版社，2005.

[2]王春玲，崔力，杜丽娅等.濮阳市一次雷雨大风天气过程分析.陕西气象，2016(6):22-26.

作者简介：郭庆超（1972.07）男，汉族，河南许昌市人，本科学历，工程师，从事研究方向或职业： 大气科学。

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