2019年5月18—19日赤峰市一次暴雨天氣過程分析及對農業生產的影響

劉玉玲

摘 要：利用地面觀測資料、NCEP再分析資料、臺站觀測資料，對2019年5月18—19日赤峰市暴雨天氣過程進行分析。結果表明：高空急流、低渦、低空急流和地面倒槽的共同作用，引發了赤峰市西北部暴雨天氣過程。由于降水系統移動速度過慢，降水時間延長，加上迎風坡的強迫抬升作用，赤峰市出現大范圍強降水天氣。強降水區域位于急流軸右側，且該側的抽吸作用使得低層出現了明顯的減壓過程，有利于低層上升運動的維持和發展；強的水汽通量輻合區同強降水落區之間有很好的對應關系，而強降水區域和水汽通量輻合走向保持一致，形成上層干冷下層暖濕的不穩定層結狀態，使得降水天氣出現時釋放大量不穩定能量，增大了上升運動的強度，降水效率隨之提高，進而出現了明顯的降水天氣過程。

關鍵詞：暴雨天氣；環流形勢；物理量場；赤峰市

中圖分類號：S16 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）01–0-03

暴雨屬于極端災害性天氣，在我國大部分地區均可能出現，由于降水量過大，極易引發洪澇、泥石流、山體滑坡等次生災害現象，對社會經濟發展、工農業生產及人民生命財產安全均產生嚴重威脅。近年來，為了將暴雨及其次生災害造成的危害降到最低，廣大氣象學者高度關注對暴雨天氣的研究，并得出了很多有意義的結論。

赤峰市位于內蒙古自治區東部，東北地區西端，是內蒙古高原、冀北丘陵區和遼寧平原的截接復合部位，地理位置獨特，呈現出三面環山、西高東低的地貌特征。赤峰市地處內陸，屬溫帶半干旱大陸性季風氣候區，四季分明，春季增溫速度快，干旱和大風天氣出現頻率高；夏季持續時間短，降水集中；秋季氣溫驟降，以晴朗天氣居多；冬季寒冷漫長。因地形和季風的共同影響，赤峰市降水量呈現出自西南向東北遞減的趨勢，多平均年降水量為381 mm，大部分地區的降水量在350～450 mm之間。

暴雨是赤峰市常見的災害性天氣，局部暴雨極易暴發洪水。赤峰市多丘陵山地，植被稀疏，抵御暴雨災害的能力偏弱，一旦發生洪澇災害將會對農牧業生產造成巨大損失。因此，對2019年5月18—19日赤峰市暴雨天氣過程的環流形勢和物理量場進行分析，并探討暴雨對農業生產的影響，為日后同類型的暴雨天氣預報預警和防災減災工作的開展提供參考。

1 天氣實況

2019年5月18日白天至19日白天，受冷暖空氣交匯的影響，赤峰市自西向東出現一次明顯降水過程，降水主體時段為18日午后至19日白天，北部地區降水量為20～40 mm，南部地區降水量為5～15 mm。本次降水過程多以對流性降水為主，北部旗縣沿山一帶、克什克騰旗、林西、巴林右旗、巴林左旗、阿魯科爾沁旗等地有大雨，局地有暴雨，19日20：00后過程趨于結束。受降雨影響，18—19日白天最高溫度下降10℃以上。赤峰市前期降水量偏少，空氣蒸發速率加快，使得土壤墑情較差，這次降水天氣的出現不僅有利于緩解本部地區的旱情，加大空氣濕度，避免出現森林火災，還改善了土壤墑情，加快了已播種出苗和幼苗的生長速度。

2 環流形勢分析

在降水天氣還沒有出現之前，結合東亞地區環流形勢變化情況，500 hPa高度處，我國北部中高緯度地區呈現出“一槽一脊”的環流形勢，表現出較為明顯的緯向分布，弱波動在平直的西風氣流中的表現較為明顯。貝加爾湖有低渦分布，且隨著時間的推移，該低渦開始分裂成東部低渦和西部低渦。東部低渦出現在北部地區，具有明顯的緯向型特征，后期發展中對赤峰市暴雨天氣的出現有較大影響。在偏北風的作用下，西部低渦延伸出的橫槽轉豎后不斷南壓，在橫槽轉豎期間，冷中心位于高空低槽后部、溫度場所在處。槽后冷平流的存在進一步凸顯了低槽的斜壓性水平，且隨著時間的不斷延長，不僅為大規模冷空氣南下提供了有利條件，還加快了低渦與低槽之間的分離速度，使后期的高空低槽發展速度進一步加快，斷裂后轉為低渦，從而影響整個赤峰市。

通過分析赤峰市暴雨天氣出現過程中的環流形勢發現，5月18日08：00，500 hPa高度處的橫槽未完全轉豎，赤峰市開始受到橫槽前西南氣流的影響，由于氣流強度偏弱，當地白天沒有出現明顯的降水天氣。隨著時間的推移，當日20：00，橫槽主體轉豎后向東轉移并加深，低槽前部有赤峰市，西南風輸送明顯，加上橫槽轉豎帶來的冷空氣交匯，為大范圍降水天氣的出現提供了有利條件，低層處的西南風風速不斷增大。暖濕切變線一側是赤峰市北部，暖區內的降水效率偏大。18日傍晚至夜間，低空急流開始建立，水汽通道被打開，主要來自渤海水汽和南方暖濕空氣的水汽源源不斷地送往赤峰市北部，短時間內赤峰市的水汽不斷增多，有明顯降水形勢出現。18日20：00～19日08：00，西南低空急流數值達到最大，水汽條件極為充足。通過分析200 hPa高空處的風場發現，強降水區域位于急流軸右側，且該側的抽吸作用使得低層出現了明顯的減壓過程，有利于低層上升運動的維持和發展。赤峰市西北部受到低壓倒槽頂后部的影響，地面風場輻合較為顯著，增大了上升運動的強度。降水系統移動過程中，因下游高壓形勢的阻礙，降水持續時間較長，加上迎風坡的強迫抬升作用，赤峰市北部地區出現大范圍降水天氣。自19日08：00往后，降水系統向東移動過程中，強度不斷減弱，對赤峰市降水天氣的影響隨之減小。

3 物理量場診斷分析

3.1 水汽條件

暴雨天氣的出現與強烈的上升運動和水汽條件密不可分，只有水汽充足，才能保證上升運動在降水期間的強度達到最大，進而增加暴雨天氣出現頻率。2019年5月18—19日，分析赤峰市低層水汽通量散度演變情況發現，隨著低渦系統向赤峰市轉移，水汽通量散度輻合區從開始的西部逐漸朝著東北方向轉移，降水落區也向東擴展。5月18日20：00，水汽輻合大值區存在輻合中心，數值高達5×10-5g·m-2·hPa·s-1，水汽通道則因低渦系統向北轉移而開始建立；19日08：00，水汽通量輻合區向東移動，且隨著時間的推移從赤峰市直接移出，當地降水天氣強度明顯減弱（圖1）。

將低層處的比濕場與風場進行疊加后分析，西南風風速加大到一定數值后轉為西南急流，推動渤海水汽與南方暖濕空氣朝著降水落區輸送。赤峰市有高的比濕輸送，使得降水落區的比濕數值高達10 g/kg，絕對濕度較大，基本達到赤峰市暴雨天氣出現時的比濕數值。同時，赤峰市西部分布在濕舌頂部，為大量水汽匯集和輻合上升運動的出現提供了有利條件，使得暴雨天氣出現時的水汽充沛，降水天氣持續較長時間。強的水汽通量輻合區與強降水落區間有很好的對應關系，而強降水區域和水汽通量輻合走向保持一致。

3.2 熱量條件

在暴雨天氣出現的過程中，不穩定能量也發揮著十分重要的作用。分析5月18日08：00假相當位溫場時發現，我國西南地區有高能舌不斷朝著赤峰北部伸展，且赤峰北部恰好位于高能舌頂端位置，同時還有假相當位溫大值中心出現在赤峰市西北部，說明對赤峰市降水產生影響的氣團具有高溫高濕的特征，對短時強降水天氣的出現較為有利。

觀察5月18日20：00赤峰站的溫度對數壓力圖（圖2）可以發現，較為深厚的不穩定層結從低層925 hPa不斷朝著500 hPa高度延伸，對流有效位能高達1 363 J/kg，

不穩定能量區域則呈狹長狀，整層存在較大的相對濕度，而0 ℃層和-20 ℃層對應高度較低，這種高度層對于冰雹天氣的形成極為不利，但結合天氣形勢特征可以發現有利于形成強降水天氣，而出現其他種類強對流天氣的概率較低。另外，K指數在37℃左右，且濕度場上有明顯的“喇叭口”接口，由于穩定層結狀態呈現出上層干冷下層暖濕的特征，在出現降水天氣時會有大量不穩定能量釋放，增大了上升運動的強度，降水效率隨之提高，進而出現了明顯的降水天氣過程。

4 暴雨天氣對農業生產的影響

4.1 拍打危害

因暴雨天氣的降水強度、雨勢極為兇猛，即使這種天氣未引發洪澇災害，但在農作物開花期內出現暴雨天氣，也會對花藥花粉產生破壞作用，即“暴雨洗花”，將會使農作物只抽穗，不開花，最后不結實而枯死，加大空殼率，對農作物產量的影響較大。由于暴雨從高空處落下，具有拍打作用，將會使土壤板結，對土壤透氣性產生不良影響，不利于農作物進行正常生長發育。

4.2 漬澇危害

水分是農業生產的關鍵所在，一旦土壤水分不足，

農作物的生長發育過程將會停止。水是農業生產的“命根子”，但水分過多則極易引發作物病害。暴雨天氣因降水強度大，且來勢兇猛，在排水不暢時很容易積水成澇。當土壤空隙被雨水填滿后，在漬水持續時間長且深度較大的情況下，農作物根系易出現缺氧的情況，不僅會使還原性物質增多，對農作物根系生理活動的正常開展極為不利，還會使嫌氣過程延長，產生較多的有毒物質，進而造成農作物減產。尤其是在高溫時節，若是暴雨持續時間較長，瓜果蔬菜等農作物的根系易爛死，從而影響農產品的產量和品質。

4.3 洪澇災害

暴雨天氣出現時，區域排水不暢或未能及時排除積水，極易引發洪澇災害。洪水會淹沒農作物，不僅阻礙了農業生產，還會引發各種病害。暴雨對農作物的危害程度受洪澇災害持續時間、積水深度、水溫、水質渾濁程度的影響較大，其中農作物生殖生長期內的抗洪水平要低于營養生長期，生殖生長期內的開花期抗洪能力偏弱，其次則是孕穗期。隨著水溫和水質渾濁度的提高，洪澇災害對農作物的危害越發嚴重。尤其是在特大暴雨天氣，此時的降水強度大，江河湖泊水位上漲明顯，低洼區域易出現漬澇危害，會使水土流失速度加快，嚴重時還會出現山洪暴發。

4.4 土壤質量下降

因暴雨強度大，雨水對土地的沖刷力加大，將會使土壤內的營養物質快速流失。當積水排盡后，土壤因養分不足很難為農作物生長提供所需的營養，從而抑制了農作物的正常生長發育，進而降低農田產量，出現減產，同時還會影響農產品的品質。

5 結論

（1）高空急流、低渦、低空急流和地面倒槽的共同作用，引發了赤峰市西北部暴雨天氣過程，由于降水系統移動速度過慢，降水時間延長，加上迎風坡的強迫抬升作用，赤峰市出現大范圍強降水天氣。

（2）強降水區域位于急流軸右側，且該側的抽吸作用使得低層出現了明顯的減壓過程，有利于低層上升運動的維持和發展。

（3）強的水汽通量輻合區同強降水落區之間有很好的對應關系，而強降水區域和水汽通量輻合走向保持一致。

（4）上層干冷下層暖濕的不穩定層結狀態，使得降水天氣出現時釋放大量不穩定能量，增大了上升運動強度，降水效率隨之增強，進而出現了明顯的降水天氣過程。

參考文獻

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