探讨短时强降水发生的条件及要素特征

　　摘要：根据中国气象局气办发（2010）19号文件下发的《全国短时、临近预报业务规定》和有关强降水的特点以及导致灾害的严重性，还有结合预警信号发布规定，当时把短时强降水进行了明确的认定标准：其在一个小时之内发生的降水量如果其降水过程超过20mm即为短时强降水。

　　关键字：短时强降水；条件；特征。

　　引言：有关短时强降水的定义为在短时间内具有相对大的降水强度，其是一种天气现象，且降水量高出了某一衡量值。这一天气过程的特点包括：历时短和雨强大以及局地性强。因为大量的降水在相对短的时间内发生，严重影响了城市生活以及交通等问题，这也可能会造成泥石流或者洪涝等严重灾害。

　　一、关于短时强降水发生的条件及要素特征

　　在有利的大尺度环流背景形势下，中小尺度系统的生成是短时强降水产生的原因。分析还表明：低空西南气流的稳定维持利于降水过程持续，而高空气流的短波波动则造成降水强度的强弱波动变化；当高空气流由偏西风转为西南风，中低空西南气流和中高空西南气流同向叠加时，对流层中层西南急流建立并且向超低空传递，高空冷空气的加入和低层西南气流加强促使中小尺度系统生成，导致短时强降水。

　　1、大尺度环流形势

　　以某日为例，副热带高压从东到西像一条丝带对江淮一直延伸到华南的大多数地区进行了有力控制，东北地区与黄淮地区两者相互作用出现的大陆高压，形成高压脊，此高压脊相对比较大，其脊线方位大致为115°E，脊后出现暖平流的情况，因为南部地区受到了控制，所以加强了之前本地温湿条件；有别的地区出现了西风槽加深向东偏离的情况，比如贝湖到新疆地区。第二天高空低槽往东方向偏离，一直到内蒙的西部地区延伸到了华北西部地区以及河套一带，此高压脊的向北部分向东移动一直到海上方位，相对降低了副高强度，不过588线从东到西像丝带环流，其依然控制了长江流域及其向南方向的地区；700hPa西风槽前的西南气流相对比较强烈，槽前以及副高往西方向处出现了西南急流，但是该气流相对比较狭窄，在山东的南部地区出现了暖式切变线的情况，并且比较明显，在其向南方向出现了西南风急流，该急流大超过了12m/s，而江淮和以南地区处在将近有20℃的暖区范围内，受到切变线的影响，并且有受到的西南暖湿气流，导致出现切变线降水。对西风槽前与副热带高压环流这两者之间出现的较狭窄西南急流进行分析得出以下结论：该西南急流虽然比较狭窄，不过其具有较强的辐合，很容易形成大量降水。在这之后西风槽向东转移，位于华北到山西地区时，具有相对稳定的副热带高压，而南部地区仍然位于西风槽前，西到西南风急流在中纬度锋区内仍然较大；850hPa是因为西风槽以及切变线的相互配合下，低涡明显出现在了山东以北的地区，这个时候中尺度低压在地面出现，南部地区受其影响及控制，在之后的时间出现很大的降水强度，最终导致短时强降水的发生。

　　2、中小尺度系统分析

　　本文对高低空风场进行了模拟得出结论，500hPa西风槽前的西南急流相对较复杂，南部地区处在槽前与副高形成的西南急流里面，处于低空急流辐合区中；850hPa模式对山东的中北部地区的有关低涡系统进行了模拟，其系统的表现相对比较良好。位于山东的西部辐合区由中心分为南部和北部，都处于地面中尺度低压，该统东移到南部地区西部，北部的辐合中心明显减弱，而且在南部地区南部已经生成了一个尺度更小的低压，受该小尺度系统影响，南部地区产生局地强降水。

　　中小尺度系统对于短时强降水有着很密切的联系，本次对暴雨中心的上空有关的系统动力场结构以及高低空急流进行了分析探讨。通过分析降水中心的涡度以及探讨散度的经向剖面，34.7～37°N之间880～280hPa之间以垂直正涡度柱状态呈现，这两个中心最高点为960hPa以及500hPa，散度场上34.7～37°N之间580hPa以下作为负散度区，其随高度稍而倾斜，580～180hPa作为垂直正散度区，以上的内容对本次暴雨过程中对相关系统动力场给予合理配置特点进行分析，该配置对辐合上升运动十分有帮助，在暴雨中心的上空出现的经向垂直环流以及对垂直上升的速度剖面分析得出，35.5～36.3°N之间作为垂直环流的一部分上升支，其较为深，该暴雨中心在上升支中存在着，480hPa上升运动中心向南方向出现的风速大概有20m/s，在它的向南方向为下沉支，其比较弱，辐合上升的两个速度中心出现在480hPa处以及280hPa处，其上升速度最快有2.4m/s左右，该剧烈上升运动使动力辐合上升运动走向更高点，这也是造成短时强降水的根本。

　　3、对有关充沛的水汽以及高水汽凝结率进行分析

　　高降水率是短时暴雨形成的关键成分，大降水离不开充沛的水汽，而形成的高降水率对于发生的短时暴雨有着密切的联系。降水的原因是湿空气升上高空凝结之后形成，相同的地方瞬时降水率R与垂直水汽通量wq成正比，w为上升气流的速度，上升空气比湿是q。在同一地点我们对发生大暴雨的降水中心其上空发生的垂直水汽通量以及对水汽比湿剖面进行了研究发现：在暴雨的整个降水过程中有两个时间段出现的温度露点差不高于4℃，时间几乎与大雨强时段一致，在一天内12时前与18-21时两者之间，09时和20时作为两个湿度层的厚度最高值，发现干区在10-14时从高空280hPa慢慢向低空开始延伸，该阶段受到湿层厚度的限制以及高空干冷空气下传的影响，出现轻微的降水，同时由于冷空气来袭给气旋系统生成创造了有力条件，这也给下一时段的大降水打下了基础。

　　二、结束语

　　由本文可以得出，大暴雨的形成是由于中小尺度低压系统动力场上深厚正涡度柱和低层负散度高空正散度的配置产生了强烈的垂直上升运动，暴雨中心位于低空急流伴随的大风速中心前部的垂直环流圈深厚的上升支中，而高空急流风速中心的逐渐倾斜下传通过加强低空急流使降水明显增幅。对暴雨的形成有着很大影响的另一个因素就是充沛的水汽，暴雨区上空整层存在一个柱状垂直水汽通量高值区，湿度的强弱变化和降水波动配合，当西南气流发展强盛，低层湿度迅速饱和，向高层比湿迅速减小，这是由于水汽快速凝结导致的，高效的水汽凝结在水汽强配置的环境下，导致短时强降水。

　　参考文献

　　[1]石燕等；一次强降雨过程的简化伴随模式风场反演；南京气象学院学报；2009。

　　[2]陆汉城；中尺度天气原理和预报；气象出版社；2009。

　　[3]谢娜等；成都地区一次暴雨过程数值模拟及敏感性试验；高原山地气象研究；2011。

　　王勇 刘金瑶