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摘要 利用常规资料、区域自动站观测资料和NCEP/NCAR再分析资料，分析了2017年10月8—10日大连地区出现的暴雨、大风和强降温天气过程。结果表明，地面倒槽、副热带高压、切变线和高空冷涡影响大连地区出现了暴雨、大风、强降温的天气系统。降水时段有暖锋降水和冷锋降水2个阶段。副热高压偏强、切变线稳定少动使暴雨持续时间较长。高空急流和低空急流的建立为降水提供了水汽输送和动力条件。本次降水水汽通量中低层较大，700 hPa最大。水汽通量散度中低层为辐合，高层为辐散。降水时段有较大的比湿场，为降水的产生提供丰富的水汽条件。强涡度柱与低层辐合高层辐散的形势是产生暴雨的动力条件。冷空气的侵入，降温剧烈。由于冷空气侵入锋生过程明显，出现大风天气。此次降水多个模式预报较准确，东北9 km WRF模式预报最好，T639预报量级偏小。
关键词 暴雨；急流；水汽通量；位涡；辽宁大连；2017年10月8—10日
中图分类号 P458.1 21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）02-0225-02
暴雨具有突发性强、强度高、持续时间长等特点，是我国东北地区最主要的灾害性天气之一[1]。目前，已有诸多学者对我国东北地区暴雨强度、时空分布特征、气候特征以及天气个例诊断进行研究，并取得了大量的科学成果[2-5]。郑秀雅等[6]研究发现，东北地区暴雨主要出现在6—8月，局地暴雨天气出现次数最多，其次是区域性暴雨。公 颖等[7]研究发现，高空急流、高空槽、为气旋（或倒槽）顶部（或东部）切变线分别为辽宁暴雨过程高层、中层、低层的主要影响系统。陈传雷等[8]研究发现，辽宁地区暴雨主要影响系统分别为高空槽、冷涡、华北气旋、江淮气旋、静止锋、东北低压、副高后部切变线、热带低压，其中5月主要影响系统为冷涡，6月主要影响系统为华北气旋，7、8月主要影响系统为华北气旋，其次为江淮气旋、副高后部、热带系统，9月以东北低压影响为主。
大连市位于辽宁省南部沿海地区，由于受地理位置和气候环境的影响，易出现暴雨、大风和强降温天气。2017年10月8—10日大连地区出现了暴雨、大风和强降温天气，恶劣的天气给人们生活、生产带来极大影响。本文利用常规资料、区域自动站观测资料和NCEP/NCAR再分析资料，采用动力诊断分析方法对水汽条件、动力条件和多个模式进行了检验分析，以期揭示极端暴雨大风强降温的动力学成因及其物理机制，为提高此类灾害性天气预报的准确率提供参考。
1 天气概况
受高空槽和地面气旋的共同影响，2017年10月8日8：00至10日14：00大连地区出现了一次区域性暴雨大风天气过程。此次天气过程中降雨分布较均匀，大连地区平均降雨量60.2 mm，最大降雨量126.8 mm，出现在普兰店天成站。有3个站降雨量>100 mm。降雨过程中伴有大风、强降温天气，金州、旅顺、长兴岛出现>17.0 m/s的大风，长兴岛站达到20.7 m/s，48 h最高气温下降10 ℃，平均气温下降8 ℃。
2 环流背景
由500 hPa环流形势可知，2017年10月8日20：00新疆北部已形成高空冷涡，中心强度为560 dagpm，并与强度为 -32 ℃的冷中心相伴（图1）。冷中心与低涡中心接近重合，高空槽位于100°E附近，槽后冷平流较为明显，导致锋区加强，东北地区受暖脊控制，西南急流带穿过内蒙—吉林—黑龙江地区，最大风速为26.0～36.0 m/s。副热带高压特强，588 dagpm西伸至97°E，北界位于38°～40°N，经度为130°E，中心强度为596 dagpm。9日20：00冷涡中心东移南压，副热带高压稳定少动，河套至辽宁一带形成24.0～30.0 m/s急流带。10日8：00—20：00冷涡东移，588 dagpm南撤，降雨过程逐渐结束。
9日8：00，700 hPa河套地区低涡不断发展（图2），锋区加强，风速加大，存在2支急流带，一支急流带为广东—山东—大连，另一支急流带为云南—河北—大连，2支急流带在渤海至大连地区汇合。850 hPa和925 hPa有弱的切变维持。
3 地面形势场
由地面图可知，8日20：00至9日8：00第一阶段受南方倒槽影响，大连地区位于倒槽顶部，暖锋从8日20：00至9日14：00在大连地区维持，主要降雨时段在暖锋附近。9日14：00后，随着冷空气的侵入，冷锋开始影响大连地区，转入第二阶段降雨，降雨仍在持续但降雨强度减小，大部分地区转入偏北风，气压梯度增大，等压线密集区移向大连地区，风力增大，陆地引发8级大风，气温急速下降。
4 成因分析
4.1 水汽源地及输送
充足的水汽输送是产生强降水的必要条件之一。第一阶段强降雨时（2017年10月9日8：00）1 000 hPa水汽通量為8 g/（cm·s·hPa）（图3），水汽通量随高度的增加而减小，850 hPa高度时达到最小，之后水汽通量随高度的增加而增大，700 hPa时最大，为16 g/（cm·s·hPa），700 hPa以上水汽通量逐渐减小，表明此次降雨中层水汽输送比底层强。
分析表明，10月9日8：00降水时925～1 000 hPa为辐合，1 000 hPa水汽通量散度达到-30 g/（cm2·hPa·s），850 hPa以上为辐散。表明辐合中心向下发展，辐合层在近地面超底层，辐合层较薄。
分析比湿场可知，8日20：00至9日20：00比湿达到8～9 g/kg，10日8：00—20：00比湿减小到5～7 g/kg，降雨随之减小。
4.2 涡度动力条件
8日20：00降水开始时925～1 000 hPa涡度为负值，500～850 hPa涡度为正值，上升运动区400 hPa为负值。9日8：00随着降水加强，上升运动区高度降低至850～925 hPa，最大值为31×10-5/s。9日20：00 700～925 hPa为正值，最大值位于850 hPa，为44×10-5/s，低层上升运动增大。10日8：00， 500～1 000 hPa均为正值，但最大值位于925 hPa，为32×10-5/s。由此可知随着降水加强，上升运动层增大，中心强度增大，低层辐合，高层辐散。 9日下午冷空气侵入，降雨强度减小，转入偏北风，风力开始增大，大风出现由于冷空气侵入锋生过程明显。冷空气强度强，降温剧烈，24 h气温下降8 ℃，加之风力大，人体感觉非常寒冷。
5 数值预报
综合分析各数值预报模式，东北9 km WRF模式预报时间段和降雨范围准确，量級比较准确，大部分地区降雨量在50～100 mm范围内。欧洲模式预报时段范围比较准确，降雨量级接近实况，降雨中心接近实况。日本降雨时间、降雨范围、降雨中心更接近实况，预报准确。美国GFS预报、国家局GRAPES预报较准确，T639预报量级偏小。总体上看，此次降雨过程各个模式预报均较准确，说明模式预报对稳定性降水预报准确性较高。
6 结论
（1）副热带高压、地面倒槽、切变线和高空冷涡是影响大连地区出现暴雨、大风、强降温的天气系统。降水时段由暖锋降水和冷锋降水2个阶段，暖锋降水降雨量较大，冷锋降水降雨雨量减小。副热带高压偏强，切变线稳定少动使降雨持续时间较长，高空、低空急流的建立为降水提供了水汽输送和动力条件。
（2）本次降水中低层有较大水汽通量，水汽通量散度中低层为辐合，高层为辐散。降水时段有较大的比湿场为降水提供水汽条件。强涡度柱与低层辐合高层辐散的形势是产生暴雨的动力条件。冷空气的侵入，降温剧烈。大风出现是由于冷空气侵入使锋生过程明显。
（3）此次降水天气过程为稳定性降水，各个模式预报报准确性较高。东北9 km WRF模式预报最好，T639预报量级偏小。
7 参考文献
[1] 王东海，钟水新，刘英，等.东北暴雨的研究[J].地球科学进展2007，6（22）：549-560.
[2] 丁士晟.吉林省大暴雨的统计分析[J].大气科学，1983，7（4）：432-437.
[3] 卢娟，孟莹，潘静，等.近4年辽宁极端降水事件分析[J].辽宁气象，2004（4）：8-9.
[4] 景学义，方丽娟，郭家林，等.黑龙江省暴雨的特征及天气学分类[J].自然灾害学报，2005，14（1）：54-58.
[5] 刘实.东北地区夏季降水的气候变化区别[J].吉林气象，2000（3）：12-14.
[6] 郑秀雅，张延治，白人海.东北暴雨[M].北京：气象出版社，1992：19-43.
[7] 公颖，陈力强，隋明.2001—2010年辽宁区域性暴雨阶段性特征[J].气象与环境学报，2011，27（6）：14-19.
[8] 陈传雷，孙欣，蒋大凯，等.辽宁省夏季降水特点分析[C]//2007年年会天气预报预警和影响评估技术分会场论文集.北京：中国气象学会，2007.
关键词 暴雨；急流；水汽通量；位涡；辽宁大连；2017年10月8—10日
中图分类号 P458.1 21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）02-0225-02
暴雨具有突发性强、强度高、持续时间长等特点，是我国东北地区最主要的灾害性天气之一[1]。目前，已有诸多学者对我国东北地区暴雨强度、时空分布特征、气候特征以及天气个例诊断进行研究，并取得了大量的科学成果[2-5]。郑秀雅等[6]研究发现，东北地区暴雨主要出现在6—8月，局地暴雨天气出现次数最多，其次是区域性暴雨。公 颖等[7]研究发现，高空急流、高空槽、为气旋（或倒槽）顶部（或东部）切变线分别为辽宁暴雨过程高层、中层、低层的主要影响系统。陈传雷等[8]研究发现，辽宁地区暴雨主要影响系统分别为高空槽、冷涡、华北气旋、江淮气旋、静止锋、东北低压、副高后部切变线、热带低压，其中5月主要影响系统为冷涡，6月主要影响系统为华北气旋，7、8月主要影响系统为华北气旋，其次为江淮气旋、副高后部、热带系统，9月以东北低压影响为主。
大连市位于辽宁省南部沿海地区，由于受地理位置和气候环境的影响，易出现暴雨、大风和强降温天气。2017年10月8—10日大连地区出现了暴雨、大风和强降温天气，恶劣的天气给人们生活、生产带来极大影响。本文利用常规资料、区域自动站观测资料和NCEP/NCAR再分析资料，采用动力诊断分析方法对水汽条件、动力条件和多个模式进行了检验分析，以期揭示极端暴雨大风强降温的动力学成因及其物理机制，为提高此类灾害性天气预报的准确率提供参考。
1 天气概况
受高空槽和地面气旋的共同影响，2017年10月8日8：00至10日14：00大连地区出现了一次区域性暴雨大风天气过程。此次天气过程中降雨分布较均匀，大连地区平均降雨量60.2 mm，最大降雨量126.8 mm，出现在普兰店天成站。有3个站降雨量>100 mm。降雨过程中伴有大风、强降温天气，金州、旅顺、长兴岛出现>17.0 m/s的大风，长兴岛站达到20.7 m/s，48 h最高气温下降10 ℃，平均气温下降8 ℃。
2 环流背景
由500 hPa环流形势可知，2017年10月8日20：00新疆北部已形成高空冷涡，中心强度为560 dagpm，并与强度为 -32 ℃的冷中心相伴（图1）。冷中心与低涡中心接近重合，高空槽位于100°E附近，槽后冷平流较为明显，导致锋区加强，东北地区受暖脊控制，西南急流带穿过内蒙—吉林—黑龙江地区，最大风速为26.0～36.0 m/s。副热带高压特强，588 dagpm西伸至97°E，北界位于38°～40°N，经度为130°E，中心强度为596 dagpm。9日20：00冷涡中心东移南压，副热带高压稳定少动，河套至辽宁一带形成24.0～30.0 m/s急流带。10日8：00—20：00冷涡东移，588 dagpm南撤，降雨过程逐渐结束。
9日8：00，700 hPa河套地区低涡不断发展（图2），锋区加强，风速加大，存在2支急流带，一支急流带为广东—山东—大连，另一支急流带为云南—河北—大连，2支急流带在渤海至大连地区汇合。850 hPa和925 hPa有弱的切变维持。
3 地面形势场
由地面图可知，8日20：00至9日8：00第一阶段受南方倒槽影响，大连地区位于倒槽顶部，暖锋从8日20：00至9日14：00在大连地区维持，主要降雨时段在暖锋附近。9日14：00后，随着冷空气的侵入，冷锋开始影响大连地区，转入第二阶段降雨，降雨仍在持续但降雨强度减小，大部分地区转入偏北风，气压梯度增大，等压线密集区移向大连地区，风力增大，陆地引发8级大风，气温急速下降。
4 成因分析
4.1 水汽源地及输送
充足的水汽输送是产生强降水的必要条件之一。第一阶段强降雨时（2017年10月9日8：00）1 000 hPa水汽通量為8 g/（cm·s·hPa）（图3），水汽通量随高度的增加而减小，850 hPa高度时达到最小，之后水汽通量随高度的增加而增大，700 hPa时最大，为16 g/（cm·s·hPa），700 hPa以上水汽通量逐渐减小，表明此次降雨中层水汽输送比底层强。
分析表明，10月9日8：00降水时925～1 000 hPa为辐合，1 000 hPa水汽通量散度达到-30 g/（cm2·hPa·s），850 hPa以上为辐散。表明辐合中心向下发展，辐合层在近地面超底层，辐合层较薄。
分析比湿场可知，8日20：00至9日20：00比湿达到8～9 g/kg，10日8：00—20：00比湿减小到5～7 g/kg，降雨随之减小。
4.2 涡度动力条件
8日20：00降水开始时925～1 000 hPa涡度为负值，500～850 hPa涡度为正值，上升运动区400 hPa为负值。9日8：00随着降水加强，上升运动区高度降低至850～925 hPa，最大值为31×10-5/s。9日20：00 700～925 hPa为正值，最大值位于850 hPa，为44×10-5/s，低层上升运动增大。10日8：00， 500～1 000 hPa均为正值，但最大值位于925 hPa，为32×10-5/s。由此可知随着降水加强，上升运动层增大，中心强度增大，低层辐合，高层辐散。 9日下午冷空气侵入，降雨强度减小，转入偏北风，风力开始增大，大风出现由于冷空气侵入锋生过程明显。冷空气强度强，降温剧烈，24 h气温下降8 ℃，加之风力大，人体感觉非常寒冷。
5 数值预报
综合分析各数值预报模式，东北9 km WRF模式预报时间段和降雨范围准确，量級比较准确，大部分地区降雨量在50～100 mm范围内。欧洲模式预报时段范围比较准确，降雨量级接近实况，降雨中心接近实况。日本降雨时间、降雨范围、降雨中心更接近实况，预报准确。美国GFS预报、国家局GRAPES预报较准确，T639预报量级偏小。总体上看，此次降雨过程各个模式预报均较准确，说明模式预报对稳定性降水预报准确性较高。
6 结论
（1）副热带高压、地面倒槽、切变线和高空冷涡是影响大连地区出现暴雨、大风、强降温的天气系统。降水时段由暖锋降水和冷锋降水2个阶段，暖锋降水降雨量较大，冷锋降水降雨雨量减小。副热带高压偏强，切变线稳定少动使降雨持续时间较长，高空、低空急流的建立为降水提供了水汽输送和动力条件。
（2）本次降水中低层有较大水汽通量，水汽通量散度中低层为辐合，高层为辐散。降水时段有较大的比湿场为降水提供水汽条件。强涡度柱与低层辐合高层辐散的形势是产生暴雨的动力条件。冷空气的侵入，降温剧烈。大风出现是由于冷空气侵入使锋生过程明显。
（3）此次降水天气过程为稳定性降水，各个模式预报报准确性较高。东北9 km WRF模式预报最好，T639预报量级偏小。
7 参考文献
[1] 王东海，钟水新，刘英，等.东北暴雨的研究[J].地球科学进展2007，6（22）：549-560.
[2] 丁士晟.吉林省大暴雨的统计分析[J].大气科学，1983，7（4）：432-437.
[3] 卢娟，孟莹，潘静，等.近4年辽宁极端降水事件分析[J].辽宁气象，2004（4）：8-9.
[4] 景学义，方丽娟，郭家林，等.黑龙江省暴雨的特征及天气学分类[J].自然灾害学报，2005，14（1）：54-58.
[5] 刘实.东北地区夏季降水的气候变化区别[J].吉林气象，2000（3）：12-14.
[6] 郑秀雅，张延治，白人海.东北暴雨[M].北京：气象出版社，1992：19-43.
[7] 公颖，陈力强，隋明.2001—2010年辽宁区域性暴雨阶段性特征[J].气象与环境学报，2011，27（6）：14-19.
[8] 陈传雷，孙欣，蒋大凯，等.辽宁省夏季降水特点分析[C]//2007年年会天气预报预警和影响评估技术分会场论文集.北京：中国气象学会，2007.