2021年8月下旬平顶山市一次大暴雨天气过程诊断分析

摘要：本文利用地面观测资料、常规观测资料和风廓线雷达资料，对2021年8月22日出现在平顶山市的大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：这次天气过程是副热带高压减弱南退，中高纬度冷空气沿着蒙古国冷涡后部的西北气流南下，同时与副热带高压西北部边缘的西南暖湿气流交汇的共同作用产生的强降水天气过程；平顶山整体处于上下一致的垂直上升区内，低层辐合、高层辐散的强烈抽吸作用，为暴雨天气的出现提供了充足的水汽和垂直运动条件，为暴雨天气的发生发展提供了有利条件；结合风廓线雷达产品可对暴雨天气过程的垂直结构和变化特点进行实时监测，可将降水天气强度、开始和结束时间反应出来，在短时强降水预报预警中有一定的指导价值。

关键词：大暴雨天气   环流形势   风廓线雷达   平顶山市

1、天气实况

2021年8月22日04时-22日15时，平顶山市北中部出现大到暴雨，市区、鲁山、宝丰、郏县局部出现大暴雨,全市平均降水量61.5毫米，最大降水量在鲁山李沟225.6毫米，最大小时雨强为鲁山县李沟80.4毫米(22日13时-14时)。各乡镇降水大于100毫米的有22个，50~100毫米之间的有48个，25~50毫米之间的有19个，10~25毫米之间的有4个，0.1~10毫米之间的有18个。平顶山市各国家观测站雨量:平顶山128.8毫米、汝州51.6毫米、 鲁山116.7毫米、 丰110.9毫米、郏县89.4毫米， 叶县59.9毫米,舞钢0.2毫米降水。

2、环流形势

结合500hPa高空图（图1），在暴雨天气还没有出现之前，21日08时，欧亚中高纬度地区呈现出“两高一脊”的环流形势，贝加尔湖附近存在冷低压中心，而西太平洋142°E、29°N附近则是副热带高压中心所在区域。平顶山市位于冷低压向东南伸展的滑动低压带后的西北气流中，冷空气沿着西北气流向南转移。21日20时，副热带高压稍有加强且向北转移，588线北侧的西西南气流影响平顶山地区，且在盐池、兰州一带有低槽生成并向东移动。22日08时，副热带高压强度减弱南退，584线南压到平顶山和南阳南部，低浅槽向东移动的过程中到达济南—郑州—安康一线，低槽前的西南气流开始影响平顶山，全市出现弱降水。随着时间的推移，因低槽前西南气流与副热带高压边缘西南气流交汇的共同影响，使得22日08时到20时平顶山出现明显降水，低槽为强降水天气的出现提供了有利条件。22日20时，副热带高压主体北上，而西段588线南压，低槽向东移动的速度较快，全市降水强度减弱。结合500hPa天气形势，这次天气过程是副热带高压减弱南退，中高纬度冷空气沿着蒙古国冷涡后部的西北气流南下，同时与副热带高压西北部边缘的西南暖湿气流交汇的共同作用产生的强降水天气过程。

图1 2021年8月22日08时500hPa环流形势图

在700hPa高度处，21日08时暖高压脊几乎控制整个平顶山，21日20时一低涡出现在平凉附近，而平顶山则恰好位于西南较弱的西南气流中；到了22日08时，低涡朝着东南方向转移，并到达华山附近，太原—华山—汉中一带存在切变线。由于切变线西南侧西南气流的作用，使得平顶山西北部有弱降水产生；随后低涡偏南偏东移动到平顶山，加快了全市降水天气的发生发展。14时，平顶山位于低涡前强辐合区内，也是降水天气持续的原因。到了当天20时，低涡切变向东移动的过程中从平顶山移出，当地降水天气基本结束。850hPa低涡的移动基本同700hPa基本相近，特别是22日14时两层低涡中心基本与平顶山西部重合。低空一致的辐合垂直上升运动为强降水天气的出现提供了充足的水汽和垂直运动条件。

从加密探空观测图中看出，22日14时，卢氏、南阳和郑州三个观测站从自925hPa到400hPa均表现为辐合，300hPa高度处以辐散为主，平顶山附近存在低涡中心。平顶山整体处于上下一致的垂直上升区内，低层辐合、高层辐散的强烈抽吸作用，为暴雨天气的出现提供了充足的水汽和垂直运动条件，为暴雨天气的发生发展提供了有利条件。

2.2地面形势

在地面图中，21日08时，有一低压出现在四川东部，平顶山处于均压场内，之后四川低压逐渐向东北朝着地面倒槽伸展，22日14时，倒槽逐渐朝着河南中部地区转移，平顶山位于地面倒槽顶部强辐合区的偏东风中，再加上西高东低地形对偏东气流的强迫抬升作用，为 降水天气的出现提供了充足的降水条件。22日20时，因倒槽后部对平顶山的影响，瓦解了辐合抬升作用，全市降水天气逐渐趋于结束。

图2 河南省加密探空观测资料

3、风廓线雷达特征

风廓线雷达数据产品的时空分辨率较高，可将冷暖平流的强弱和发生发展始末清楚地刻画出来，说明强盛西南急流携带的暖湿气流持续不断地为降水落区提供源源不断的水汽输送，垂直速度大小同降水天气强弱密切相关，垂直速度越大说明降水强度越大。在强降水天气出现之前，从水平风场中看出，21日08时到10时这段时间内，平顶山5500m高空以下表现出一致的西北，垂直速度处于0~-1m/s之间，大气折射率结构常数在-130dBz以下，说明该时期的大气湍流活动偏弱，平顶山上空没有降水天气出现。21日13时近地层到2000m以下有西南风出现且强度不断增大，随着时间的推移，到了当天23时1000~2000m高度层出现了西南风急流，最大风速达到了15.7m/s，从近地层到5000m高度处均表现为西南风，垂直速度以弱上升为主，平顶山地区的降水强度较弱。随后偏南风强度增大，3000m高度以上的垂直速度增大，从开始的1.7m/s增加到5.2m/s，降水增强且逐渐进入到主要降水时段；22日05时4500~5500m高度处的西南风超过16m/s，最大风速达到了20.3m/s，而3000~4000m高度处的垂直速度从7.8m/s增大到8.3m/s，4000m高度以上的大气折射率结构常数在-130dBz以上，降水强度增大。

在22日10时到14时500~5500m不同高度处被强大的西南急流控制，风速均超过12.2m/s，5000m高空处的最大风速在25.6m/s左右，近地层到4500m垂直速度均超过8.1m/s，而最大垂直速度在9.9m/s左右，2000m高空以上的大气折射率结构常数在-115dB以上，此时全市的降水强度最大，尤其是13时到14时，鲁山县李沟小时最大雨强为80.4mm；22日16时往后，2500m高空以下以西北风为主，而2500m高空以上表现为偏西风，垂直速度不断减小，处于0~-1m/s之间，大气折射率结构常数下降，达到了-130dB，降水强度减弱，影响平顶山的降水天气逐渐停止。

结论：

（1）这次天气过程是副热带高压减弱南退，中高纬度冷空气沿着蒙古国冷涡后部的西北气流南下，同时与副热带高压西北部边缘的西南暖湿气流交汇的共同作用产生的强降水天气过程；

（2）平顶山整体处于上下一致的垂直上升区内，低层辐合、高层辐散的强烈抽吸作用，为暴雨天气的出现提供了充足的水汽和垂直运动条件，为暴雨天气的发生发展提供了有利条件；

（3）结合风廓线雷达产品可对暴雨天气过程的垂直结构和变化特点进行实时监测，可将降水天气强度、开始和结束时间反应出来，在短时强降水预报预警中有一定的指导价值。

参考文献：

[1]沈志锋.2021年8月22日平顶山大暴雨天气过程分析[J].中文科技期刊数据库（全文版）自然科学,2023(2):84-87.

[2]黄宾宾.2019年6月5日漯河市一次强降水天气过程诊断分析[J].河南科技,2021,40(5):141-143.

作者简介：吴艳艳，（1983.05），女，汉族，河南省平顶山市鲁山县；大学，工程师，从事研究方向或职业：气象。