林心怡

自7月23日以來，我國西北地區(qū)東部、華北和東北地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)多日的強(qiáng)降水天氣。其中，北京、河北、天津、山西及內(nèi)蒙古等地部分地區(qū)出現(xiàn)暴雨，局地大暴雨，北京、河北等地還出現(xiàn)特大暴雨。

“此次過程分屬兩條雨帶，內(nèi)蒙古至河北北部主要受系統(tǒng)性的切變雨帶或鋒面雨帶控制，而從河北中部至北京的西部北部地區(qū)則出現(xiàn)西南-東北走向的中尺度暖區(qū)強(qiáng)降雨帶。其中，25日傍晚至夜間、26日夜間在北京、河北出現(xiàn)了明顯的地形性暖區(qū)暴雨特征，28日夜間北京地區(qū)暴雨則與高空槽和鋒面的系統(tǒng)性降水有關(guān)?！敝醒霘庀笈_首席預(yù)報(bào)員陳濤介紹，一次天氣過程往往受多種系統(tǒng)共同作用影響，此輪過程出現(xiàn)了一個“階段性角色”——暖區(qū)暴雨。

一般而言，冷暖空氣交匯，且有高空槽配合地面鋒面構(gòu)成經(jīng)典的大尺度斜壓強(qiáng)迫抬升機(jī)制，形成鋒面系統(tǒng)主導(dǎo)下的強(qiáng)降水天氣過程，即鋒面暴雨過程。但在高溫、高濕、對流不穩(wěn)定環(huán)境條件下，即使沒有明顯冷空氣參與和天氣系統(tǒng)強(qiáng)迫，各類中小尺度擾動或機(jī)制也能夠觸發(fā)對流發(fā)展，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下能夠形成區(qū)域性暴雨過程，從而出現(xiàn)相對于鋒面暴雨而言的“暖區(qū)暴雨”。

因此，與鋒面降水相比，暖區(qū)暴雨更像游擊作戰(zhàn)的小分隊(duì)，對流的觸發(fā)、組織、發(fā)生發(fā)展主要與中小尺度機(jī)制相關(guān)，明顯區(qū)別于西風(fēng)帶斜壓系統(tǒng)的大尺度強(qiáng)迫特征。

“但要注意，分散的暖區(qū)對流并不能造成區(qū)域性或極端性強(qiáng)降水過程，如我國夏季午后多發(fā)的熱對流往往只能形成分散的雷陣雨天氣，難以造成較大范圍、較長時(shí)間的區(qū)域性暴雨過程。在暖區(qū)暴雨過程中，往往出現(xiàn)具有某些特殊組織結(jié)構(gòu)的中小尺度對流系統(tǒng)，如中小尺度線狀對流系統(tǒng)、中小尺度渦旋、后向傳播的準(zhǔn)靜止對流系統(tǒng)等，對流單體降水強(qiáng)度高、降水持續(xù)時(shí)間長，從而形成暖區(qū)暴雨。”陳濤表示，暖區(qū)暴雨往往具有區(qū)域尺度小、短時(shí)降水強(qiáng)度大、局地極端性強(qiáng)等特點(diǎn)。

我國華南地區(qū)被認(rèn)為是暖區(qū)暴雨的“傳統(tǒng)主場”，氣象學(xué)者研究認(rèn)為華南前汛期特大暴雨過程往往與暖區(qū)暴雨密切相關(guān)。華南暖區(qū)暴雨發(fā)展機(jī)理復(fù)雜，觀測研究認(rèn)為各類型邊界層輻合線、海陸風(fēng)、淺薄冷空氣、低空急流或邊界層急流都可能可以觸發(fā)暖區(qū)對流，并組織形成暖區(qū)暴雨。近年有研究指出，我國長江中下游地區(qū)、四川盆地以及華北地區(qū)均有與華南暖區(qū)暴雨過程類似的暖區(qū)暴雨過程發(fā)生。

“在‘七下八上’主雨季，華北地區(qū)出現(xiàn)暖區(qū)暴雨的概率較高?！标悵忉?，此時(shí)副熱帶高壓位置偏北，從副熱帶高壓邊緣北上的強(qiáng)盛暖濕氣流更易北上深入至華北地區(qū)，在太行山、燕山構(gòu)成的地形性抬升、水汽強(qiáng)迫輻合等機(jī)制作用下，極易在山前迎風(fēng)坡醞釀出暖區(qū)對流性強(qiáng)降水。這種地形“抬升引擎”進(jìn)一步加劇了降水總量、降水強(qiáng)度等方面的極端性，如在2012年“7·21”北京特大暴雨中，地形作用導(dǎo)致的暖區(qū)暴雨被認(rèn)為在此次極端暴雨過程扮演了重要角色。

迎風(fēng)坡降水示意動畫

暖區(qū)暴雨過程往往具有顯著的局地性、極端性和低可預(yù)報(bào)性，其中隱含了大氣環(huán)流多尺度天氣系統(tǒng)與下墊面特征耦合影響的復(fù)雜非線性過程，長期以來一直是我國大氣科學(xué)研究和天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。隨著極端天氣氣候事件增多，深入研究暖區(qū)暴雨的形成機(jī)理，提升其預(yù)報(bào)預(yù)警能力，已成為保障城市安全與公眾生命財(cái)產(chǎn)安全的重要課題。

作者：劉倩

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