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摘要 [目的]对2015年8月2～4日辽宁东南部地区一次由东北冷涡引起的大范围持续性暴雨过程进行动力诊断分析。[方法]采用FNL一日4次再分析资料，分辨率为1°×1°，结合Micaps格式地面、高空观测资料，分析2015年8月2～4日辽宁东南部地区一次持续性暴雨过程的降水实况、环流背景和动力条件。[结果]东北地区上空有深厚低压系统，东侧阻塞高压和南侧副热带高压阻止其东移南压；暴雨发生地区位于强盛的低空急流出口左侧区域、高空急流入口区的右侧，低空急流促使底层风场切变辐合，高空急流使得高空存在一个明显的“抽吸”作用；低空辐合、高空辐散的散度场分布有利于空气的上升运动；暴雨发生地区存在广义湿位涡正异常区，且广义湿位涡正异常区域与未来6 h暴雨区域及暴雨强度有良好的对应关系。[结论]该研究为暴雨预报提供指示性因子。

关键词 东北冷涡；暴雨；环流背景；动力条件；广义湿位涡

中图分类号 S161.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）34-300-03

东北冷涡是我国东北地区特有的天气系统，郑秀雅等[1]在《东北暴雨》中定义为：在500 hPa天气图上115°～145°E、35°～60°N的范围内出现的等高线闭合圈，且有冷中心或冷槽配合，持续3 d或3 d以上的低压环流系统。陶诗言[2]将出现在50°～60°N、40°～50°N、35°～40°N的东北冷涡分别定义为北涡、中涡、南涡。东北冷涡一年四季均可能出现，孙力等[3]根据1956～1990年资料统计得出，4～10月东北地区天气37%受冷涡影响，特别是夏季受冷涡影响的天气达42%。冷涡活动有明显的季节变化[4]，6月最多，平均多达44.19%。东北低压或冷涡型是我国主要暴雨的大形势之一[2]，常给东北地区、华北北部造成暴雨。冷涡在生成初期产生的区域性降水以稳定性或混合性为主，在整个过程中均

可伴有暴雨、雷暴、冰雹、短时大风，甚至龙卷等强对流天气。

笔者在此采用FNL一日4次再分析资料，分辨率为1°×1°，并结合Micaps格式地面、高空观测资料，从降水实况、环流背景和动力条件方面，对2015年8月2～4日辽宁东南部地区一次由东北冷涡引起的大范围持续性暴雨过程进行诊断分析，探究此次较大范围的暴雨降水天气过程的动力成因。

1 降水实况

在东北冷涡的影响下，2015年8月2～4日辽宁东南部地区有持续性降水天气过程，主要降水时段集中在3日20：00～4日08：00。由图1可见，3日20：00～4日02：00暴雨出现在大连地区和本溪地区，4日02：00～08：00暴雨区域从大连地区至本溪地区呈带状分布，出现暴雨的区域明显扩大，出现特大暴雨的区域也增多。

2 环流背景分析

由3日20：00 500 hPa高度场（图2a）可知，在我国东北地区有一高空冷涡即东北冷涡，其中心位于东北地区北部，中心最低值达5 560 gpm。由该低值系统伸出一深槽延伸至华北地区，副热带高压西伸北抬覆盖了我国的华东和华南地区。稳定少动的副热带高压和高空槽阻止东北冷涡的东移，冷涡长时间停留在东北地区，有利于降水的维持。

从3日20：00 850 hPa高度场（图2b）可以看到与500 hPa相对应的影响系统（东北冷涡和副热带高压），且这2个系统的位置与500 hPa高度场基本一致，说明高低空配置一致，是深厚的天气系统，移速缓慢且持续时间长，有利于暴雨的发生。

3 动力场成因分析

3.1 高低空急流

研究表明，中尺度低空急流输送的水汽及水汽辐合使低层维持准饱和状态，为强对流风暴的发生发展提供了低层湿层条件[5-6]。同时低空急流的出现有利于空气进行辐合抬升运动，因此暴雨过程多伴有风速>12 m/s的低空急流。由图3a1可见，4日02：00 850 hPa西南低空急流非常强盛，从江淮流域一直延伸至辽宁省东南部，且位于山东半岛北部的急流中心风速达20 m/s以上；该低空急流轴位于副热带高压的西北侧，辽宁省东南部地区位于低空急流出口的左侧区域。低空急流轴两侧有较强的风速水平切变，它使风场辐合，有利于辽宁东南部空气的垂直上升运动。

4日02：00、08：00 200 hPa高度场上有高空急流（图3b），从我国华北地区至东北地区东部有风速>48 m/s的强盛的高空急流；辽宁东南部地区位于高空急流入口区的右侧，在高空存在一个明显的“抽吸”作用，有利于空气的垂直上升运动，为暴雨的发生提供了有利条件。

高空急流入口、出口区与低空急流的相对位置很大程度上决定了强天气的

落区，低空急流位于高空急流入口区的右侧，同时高空急流

3.2 散度分布

由图4可见，4日08：00低空850 hPa辽宁东南部地区均处于辐合地区，且辽宁东部山区有大于10-4 s-1的强烈辐合运动；同一时刻高空500 hPa散度图上辐散区域在辽宁东南部地区呈条带状分布，辐散也比较明显。低空辐合、高空辐散有利于空气的上升运动，强烈的上升运动是暴雨发生的重要动力条件之一，且低空辐合、高空辐散区域与降水实况中的暴雨区域基本一致。

雨过程的研究中，把水汽梯度效应与大气动力过程联系起来，广义湿位涡的异常可以类似于湿位涡那样作为暴雨天气发生的动力识别示踪物。一般来说，广义湿位涡出现正异常与暴雨天气存在联系，在此取广义湿位涡的值>1.5 PVU为正异常。

由图5可见，3日20：00广义湿位涡出现正异常的区域在辽宁省南部地区呈带状分布，广义湿位涡最大值达2.0 PVU，4日02：00广义湿位涡正异常区主要位于整个辽宁省东南部地区，广义湿位涡最大值增大至2.5 PVU，且存在大连地区和辽宁东部山区2个广义湿位涡大值中心。与降水实况对比，发现广义湿位涡正异常区域与未来6 h暴雨区域及暴雨强度有良好的对应关系，因此可以考虑把广义湿位涡作为暴雨预报的指示性因子之一。

4 结论

（1）此次东北冷涡天气过程的环流形势为：冷涡位于东北北部，其前部鄂霍茨克海有阻塞高压，其南部有稳定少动的副热带高压，阻止冷涡东移南压。高低空配置基本一致，为深厚系统，有利于暴雨天气的形成。

（2）辽宁省东南部暴雨地区位于强盛的低空急流出口的左侧区域、高空急流入口区的右侧。低空急流轴两侧较强的风速水平切变使风场辐合，高空急流使得辽宁省东南部地区在高空存在一个明显的“抽吸”作用，有利于空气的垂直上升运动，为暴雨的发生提供了有利条件。

（3）辽宁省东南部暴雨发生地区的散度呈现出850 hPa低空辐合、500 hPa高空辐散的形势，低空辐合、高空辐散有利于空气的上升运动，为暴雨的发生提供了重要条件。

（4）辽宁省东南部地区存在广义湿位涡正异常区，广义湿位涡正异常区域与未来6 h暴雨区域及暴雨强度有良好的对应关系，因此可以考虑把广义湿位涡作为暴雨预报的指示性因子之一。

安徽农业科学 2015年

参考文献

[1] 郑秀雅，张延治，白人海.东北暴雨[M].北京：气象出版社，1992：19-43.

[2] 陶诗言.中国之暴雨[M].北京：科学出版社，1980：225.

[3] 孙力，郑秀雅，王琪.东北冷涡的时空分布特征及其与东亚大型环流系统之间的关系[J].应用气象学报，1994，5（3）：297-303.

[4] 黄秀娟，朱其文，刘实.前夏东北冷涡活动期东亚阻塞形势的特征分析[C]//东北冷涡研究文集.沈阳：辽宁出版社，1997：30-34.

[5] 陈力强，陈受钧，周小珊，等.东北冷涡诱发的一次MCS结构特征数值模拟[J].气象学报，2005，63（2）：173-183.

[6] 斯公望.暴雨和强对流环境系统[M].北京：气象出版社，1989：116.

[7] 高守亭，崔春光.广义湿位涡理论及其应用研究[J].暴雨灾害，2007（1）：3-8.

[8] 周玉淑.广义湿位涡在江淮流域暴雨分析和预报中的应用[J].大气科学，2009（5）：1101-1110.