山西省1999年“88”暴雨分析.pdf

L i j 西省 1 9 9 9 年“ 8 . W , 暴雨分析 郝建平杨小萍 ( 山西省气象台 张冬峰董存仙 ， 太原 0 3 0 0 0 6 ) 提要 本文应用地形理论、 卫星、 气象观测资料， 对1 9 9 9 年8 月8日发生在山西省中南部地区的一次 具有地形特色的局地特大暴雨进行了初步分析 ‘’地 形 ” ，叹 1 引言 众所周知， 大地形的强迫抬升作用是产生暴雨的条件之一， 但是喇叭口 地形及陡直孤立的 屏障作用对暴雨的贡献也是不可忽视的 关于地形对暴雨的作用， 不少气象学家已作了大量的 研究工作， 本文应用这些研究成果及卫星、 气象观测资料对 1 9 9 9 年8 月8日， 山西省中南部地 区产生的特大暴雨进行了初步的分析 这次过程范围小、 时间短、 强度大， 主要是天气尺度影响 系统和中小尺度影响系统相互作用的结果， 地面风的风速辐合在特定的地形条件下增强了该 地的暴雨强度， 产生了具有地形特色的局地特大暴雨 2 . 1 暴雨雨‘清的分析 降水概况 11 8 . 8 1 , 降水夭气过程， 山西中南部大部分地区出现了中一 大雨 有9 个站达到了暴雨其中 太原、 乡宁、 闻喜出现了大暴雨， 主要雨区沿汾河流域呈东北一西南带状分布。

2 . 2 降水特点 这次降水特点是降水强度大， 时间集中将这次过程中降大暴雨的3 个站按时间、 降水强 度列于表1 从表l 可知， 3 站降水强度均超出了特大暴雨的量级， 故过程降水产生了较为严重 的灾情 表1 降水强度 地名 降水 时间( h )降水量} n a J过程雨量( mm)占过程雨量的百分比〔 Y) 太原 }{ : . ; 1 3 8 . 2 : : : : 闻喜 一 2 I 19 1 55 9 . 0 1 1 1 . 0 8 : “ 乡宁 ;; : . ; 1 0 9 . 3 ; : . ) 3 环流背景和影响系统 在本次过程中， 副高位置偏东， 对降水基本不起明显的作用强降水的主要原因是天气尺 度影响系统和中小尺度影响系统相互作用的结果， 故就这两部分详细分析 3 . 1 地面 从1 4 点地面图上， 山西省处于锋前的暖区内， 延安附近有一小高压， 而山西省以东处于高 压后部， 两高在山西省中南部形成切变线到2 0 时仍维持夜间， 西部冷锋东移过山西省， 更触 发了山西省中南部的强降水天气 3 . 2 8 5 0 h P a 从我国南方到延安有一南风带， 且这一南风带的T一T 、 较小。

到了2 0 时南风带东移到山 西省中南部， 而太原仍维持偏北风， 在山西省中部较长时间维持辐合系统 3 . 3 7 0 0 h Pa 0 8 时在张家口附近有一小高压， 太原圳北处于高压后部的偏东气流中， 有弱冷空气从东 北方向扩散南下 而西南部有一支西南气流向东北方向 扩展， 一直到达山 西省中部地区 故在 山西省中部形成一中尺度的辐合线 此外， 兰州附 近有一低压系统 从低压中 心到西安还可分析出一个到达山西省中部的西南 风与偏东风的暖切变线以加强辐合到了2 0 时小高压与东部高压合并， 太原以北仍维持东一 东南气流， 就是说辐合系统仍然存在这样在对流层中低层均存在着中尺度的辐合系统， 这些 辐合系统叠加， 加强了中南部的辐合和垂直上升运动 虽然在 7 0 0 h P a , 5 0 0 h P a 图上找不到= 1 2 m / s 的偏南急流， 但上面我们已提到 8 5 0 h P a , 7 0 0 h P a 均存在着暖湿风带， 为这次降水提供了有利的水汽条件 3 . 4 5 0 0 h Pa 5 0 0 h P 低槽0 8 时位于河套中部， 2 0 时到了山西省西北部与对流层低层的低槽形成了前 倾槽， 而位于4 0 0 N附近的急流把千冷空气迅速输送到山西省上空， 为夜间的对流天气提供了 强不稳定的层结 为了进一步分析天气过程中的不稳定层结， 我们取3 5 0 -4 0 0 N , 1 1 5 0 -1 2 0 0 E范围内东北 一西南轴线做火随高度Z的垂直剖面图。

从中可知， 在夭气区内， 允)3 4 0 K具有季风性质的 暖湿气团为暴雨的发生提供T充分条件 在0 8 -2 0 时8 5 0 h P a -7 0 0 h P a ( 0 . , / z ) 0 ， 低层的强不稳定也为暴雨的发生提供了条件 3 . 5 D I 垂宜剖面图 从D I ( 散度) 的垂直剖面图( 范围同上) ， 我们注意到， 3 0 0 h P a 0 8 时， 在五台至临汾为一强 辐合中心， 这说明对流发展旺盛 到了近 1 0 0 0 0 m， 从午后到夜间为强降水天气聚集了足够的 能量 随着午后到傍晚降水过程的发生， 2 0 时一部分能量迅速释放， 3 0 0 h P 上除临汾附近为 一辐合中心， 仍有能量聚集外其余均为辐散区这和夜间乡宁短时降水达 1 0 9 . 3 m m相应 .8 4. 4 中尺度分析 4 . 1 雨团活动 将 1 小时降水量)s m m、 时间尺度李2 小时(4号雨团除外) 、 空间尺度》5 0km的雨区定 义为雨团通过分析， “ 8 . 8 ” 暴雨期问山西省境内共有9 个雨团出现， 如表2 所示(4号雨团虽 只 有1 小时， 但其降水强度达6 Qmm ) 。

从表2 可以看出， ， 个雨团 持续时间都较短， 最长的7 小 时 雨团都产生在8日14时至9日 凌晨口 衰2 雨团活动概况 生成消失持续时间 1 小时最大雨t 期 亏- 日期旧 )时间( h )地点日期( 日)时间( h )地点 小时雨t( m m )地点 1 号 } }蒲 县 1 } 1 7 古 县一} 9 8古县 2 号 } 一 闻喜 }一}闻 喜 } 7 1 8 闻喜 3 号 }一 1 ， 一}襄 垣8l一 18一} 璐 城 2a o . 咦 1 }海 城 4 号 一}}太 原8l一} 太 原 l 1 太原 5 号82 3乡宁9O 5 沁那 75 9 . D 乡宁 6 号 } 2 4 } 幸 义 } O 2 } 灵 石 33 1 4 }孝 义 7 号}O l} 太 原}9O 5 } 沁 佩 5 }4 7 . 3 }太 原 8 号} ，O l } 平 定 } 0 2 }合 并 7 号 g 号} {} 孟 县} 0 7 } 左 权 }一3 } 2 9 .，}盂县 112】 】 3 乍 态 ’ 黯乡 瑟 左 权 { ，7 弋 ⑥咭鱿 ⑤如门砂 河 潭② 蔺 喜 图 1 雨团动态路径图 为了更清楚地说明雨团活动情况， 我们做雨团活动动态分析( 图1 ) 。

从中可以看出， 雨团 均生成于山西省中南部地区， 沿汾河流域呈带状分布 其中的2 号雨团在8 日15时生成于闻 喜后， 雨强迅速由19. 7 m m /h 增大到71. s m m/h， 在16时就地减弱消失 4 号雨团生成于8日 19时. 太原雨强60m m /h， 1 小时后就地减弱消失2 2 ~2 3 时全省境内无新的雨团生成 .8 5· 8日2 3 时， 5 号雨团在乡宁生成， 2 4 时雨团范围扩至河津， 翟山等地， 中心雨强由原来的 5 . 5 m m / h 增至2 0 m m / h与此同时6 号雨团在孝义生成， 雨强中心为3 1 . 4 m m / h a 9 日0 1 时5 号雨团区域迅速扩大， 中心雨强达 5 9 . 0 m m/ h ， 后与南移的6 号雨团合并， 中心位于洪洞一 带同时 7号、 8号雨团生成于太原孟县一带， 后两雨团合井， 中心位于太原， 雨强为 3 3 . 7 m m / h , 到9 日0 4 时5 号和7 号雨团合并， 0 5 时移至沁源一带， 以后减弱消失， 降水结束 由上述分析可知， 雨团 分布特征与过程雨量相吻合， 大暴雨中心就出 现在雨团频繁活动区 段。

本次过程雨团有两个明显的峰值区段， 即8日1 5 ^1 9 时和8 日2 3 至9 日0 4 时， 雨团最明 显的特征就是雨强大， 降水集中， 如乡宁、 闻喜、 太原的强雨团这些雨团的影响造成了山西省 汾河流域的暴雨天气 4 . 2 地形对屏雨的作用 这次降水过程的主要雨带沿汾河流域排列， 说明了地形对降水量有重要影响‘ 山西省地形 复杂， 峰峦起伏， 雨团受太岳山、 吕梁山两大山脉的影响， 对降水产生了直接的作用 4 . 2 . 1 山地对气流爬坡的抬升作用 8日2 3 时5 号雨团东移时受海拔 1 7 0 0 m以上的吕梁山阻挡抬升作用， 使降水量增至 1 0 9 . 3 m m,雨团处在太岳山和太行山之间的盆地时， 无论向哪个方向移动都会受到山地对气 流的抬升作用， 使这一带雨强增大如本次过程的闻喜雨团. 1 5 时降水量达 7 1 . 8 m m / h ， 为暴 雨一大暴雨的强度 4 . 2 . 2 山地对雨团的阻挡作用 雨团在缓慢东移的过程中遇到山脉而减速， 而越过山脉时速度则较快 如本过程的 5 号雨 团遇到吕梁山的阻挡， 在其西麓的乡宁滞留4 h ， 而越过吕 梁山只 持续了1 h , 继续东移遇到太岳 山， 因受阻， 在两山之间的谷地滞留3 h后减弱消失。

4 . 3 卫星云图 跟踪每小时G MS - 5 展宽红外云图， 在1 9 9 9 年8 月8 日 暴雨期间， 不断有较强的云团在偏 南气流引导下前行， 影响山西省中南部地区 8日1 3 时， 中尺度云团进入山西省南部后又与南 部的云团合并加强 午后， 闻喜、 太原相继出现了强降水， 以后云团移出山西省 8日2 3 时影响 山西省南部乡宁的云团中不断分裂出尺度更小的云团， 迅速发展、 加强， 致使太原夜间继白夭 后又一次发生了强降水天气9日0 6 时云团移出山西省， 整个降水过程结束 5 小结 ( 1 ) 在没有副高和低空急流的情况下， 山西省也可以发生较大范围的强降水夭气 ( 2 ) 这次天气过程主要成因是受天气尺度系统和中小尺度系统相互作用的结果 ( 3 ) 对于有利于局地暴雨产生喇叭口， 迎风坡等地形要有细致的了解， 遇有有利的大尺度 环流背景时， 就应该考虑地形的作用 .8 6 · 。