2019年5月18—19日赤峰市一次暴雨天气过程分析及对农业生产的影响

刘玉玲

摘 要：利用地面观测资料、NCEP再分析资料、台站观测资料，对2019年5月18—19日赤峰市暴雨天气过程进行分析。结果表明：高空急流、低涡、低空急流和地面倒槽的共同作用，引发了赤峰市西北部暴雨天气过程。由于降水系统移动速度过慢，降水时间延长，加上迎风坡的强迫抬升作用，赤峰市出现大范围强降水天气。强降水区域位于急流轴右侧，且该侧的抽吸作用使得低层出现了明显的减压过程，有利于低层上升运动的维持和发展；强的水汽通量辐合区同强降水落区之间有很好的对应关系，而强降水区域和水汽通量辐合走向保持一致，形成上层干冷下层暖湿的不稳定层结状态，使得降水天气出现时释放大量不稳定能量，增大了上升运动的强度，降水效率随之提高，进而出现了明显的降水天气过程。

关键词：暴雨天气；环流形势；物理量场；赤峰市

中图分类号：S16 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–0-03

暴雨属于极端灾害性天气，在我国大部分地区均可能出现，由于降水量过大，极易引发洪涝、泥石流、山体滑坡等次生灾害现象，对社会经济发展、工农业生产及人民生命财产安全均产生严重威胁。近年来，为了将暴雨及其次生灾害造成的危害降到最低，广大气象学者高度关注对暴雨天气的研究，并得出了很多有意义的结论。

赤峰市位于内蒙古自治区东部，东北地区西端，是内蒙古高原、冀北丘陵区和辽宁平原的截接复合部位，地理位置独特，呈现出三面环山、西高东低的地貌特征。赤峰市地处内陆，属温带半干旱大陆性季风气候区，四季分明，春季增温速度快，干旱和大风天气出现频率高；夏季持续时间短，降水集中；秋季气温骤降，以晴朗天气居多；冬季寒冷漫长。因地形和季风的共同影响，赤峰市降水量呈现出自西南向东北递减的趋势，多平均年降水量为381 mm，大部分地区的降水量在350～450 mm之间。

暴雨是赤峰市常见的灾害性天气，局部暴雨极易暴发洪水。赤峰市多丘陵山地，植被稀疏，抵御暴雨灾害的能力偏弱，一旦发生洪涝灾害将会对农牧业生产造成巨大损失。因此，对2019年5月18—19日赤峰市暴雨天气过程的环流形势和物理量场进行分析，并探讨暴雨对农业生产的影响，为日后同类型的暴雨天气预报预警和防灾减灾工作的开展提供参考。

1 天气实况

2019年5月18日白天至19日白天，受冷暖空气交汇的影响，赤峰市自西向东出现一次明显降水过程，降水主体时段为18日午后至19日白天，北部地区降水量为20～40 mm，南部地区降水量为5～15 mm。本次降水过程多以对流性降水为主，北部旗县沿山一带、克什克腾旗、林西、巴林右旗、巴林左旗、阿鲁科尔沁旗等地有大雨，局地有暴雨，19日20：00后过程趋于结束。受降雨影响，18—19日白天最高温度下降10℃以上。赤峰市前期降水量偏少，空气蒸发速率加快，使得土壤墒情较差，这次降水天气的出现不仅有利于缓解本部地区的旱情，加大空气湿度，避免出现森林火灾，还改善了土壤墒情，加快了已播种出苗和幼苗的生长速度。

2 环流形势分析

在降水天气还没有出现之前，结合东亚地区环流形势变化情况，500 hPa高度处，我国北部中高纬度地区呈现出“一槽一脊”的环流形势，表现出较为明显的纬向分布，弱波动在平直的西风气流中的表现较为明显。贝加尔湖有低涡分布，且随着时间的推移，该低涡开始分裂成东部低涡和西部低涡。东部低涡出现在北部地区，具有明显的纬向型特征，后期发展中对赤峰市暴雨天气的出现有较大影响。在偏北风的作用下，西部低涡延伸出的横槽转竖后不断南压，在横槽转竖期间，冷中心位于高空低槽后部、温度场所在处。槽后冷平流的存在进一步凸显了低槽的斜压性水平，且隨着时间的不断延长，不仅为大规模冷空气南下提供了有利条件，还加快了低涡与低槽之间的分离速度，使后期的高空低槽发展速度进一步加快，断裂后转为低涡，从而影响整个赤峰市。

通过分析赤峰市暴雨天气出现过程中的环流形势发现，5月18日08：00，500 hPa高度处的横槽未完全转竖，赤峰市开始受到横槽前西南气流的影响，由于气流强度偏弱，当地白天没有出现明显的降水天气。随着时间的推移，当日20：00，横槽主体转竖后向东转移并加深，低槽前部有赤峰市，西南风输送明显，加上横槽转竖带来的冷空气交汇，为大范围降水天气的出现提供了有利条件，低层处的西南风风速不断增大。暖湿切变线一侧是赤峰市北部，暖区内的降水效率偏大。18日傍晚至夜间，低空急流开始建立，水汽通道被打开，主要来自渤海水汽和南方暖湿空气的水汽源源不断地送往赤峰市北部，短时间内赤峰市的水汽不断增多，有明显降水形势出现。18日20：00～19日08：00，西南低空急流数值达到最大，水汽条件极为充足。通过分析200 hPa高空处的风场发现，强降水区域位于急流轴右侧，且该侧的抽吸作用使得低层出现了明显的减压过程，有利于低层上升运动的维持和发展。赤峰市西北部受到低压倒槽顶后部的影响，地面风场辐合较为显著，增大了上升运动的强度。降水系统移动过程中，因下游高压形势的阻碍，降水持续时间较长，加上迎风坡的强迫抬升作用，赤峰市北部地区出现大范围降水天气。自19日08：00往后，降水系统向东移动过程中，强度不断减弱，对赤峰市降水天气的影响随之减小。

3 物理量场诊断分析

3.1 水汽条件

暴雨天气的出现与强烈的上升运动和水汽条件密不可分，只有水汽充足，才能保证上升运动在降水期间的强度达到最大，进而增加暴雨天气出现频率。2019年5月18—19日，分析赤峰市低层水汽通量散度演变情况发现，随着低涡系统向赤峰市转移，水汽通量散度辐合区从开始的西部逐渐朝着东北方向转移，降水落区也向东扩展。5月18日20：00，水汽辐合大值区存在辐合中心，数值高达5×10-5g·m-2·hPa·s-1，水汽通道则因低涡系统向北转移而开始建立；19日08：00，水汽通量辐合区向东移动，且随着时间的推移从赤峰市直接移出，当地降水天气强度明显减弱（图1）。

将低层处的比湿场与风场进行叠加后分析，西南风风速加大到一定数值后转为西南急流，推动渤海水汽与南方暖湿空气朝着降水落区输送。赤峰市有高的比湿输送，使得降水落区的比湿数值高达10 g/kg，绝对湿度较大，基本达到赤峰市暴雨天气出现时的比湿数值。同时，赤峰市西部分布在湿舌顶部，为大量水汽汇集和辐合上升运动的出现提供了有利条件，使得暴雨天气出现时的水汽充沛，降水天气持续较长时间。强的水汽通量辐合区与强降水落区间有很好的对应关系，而强降水区域和水汽通量辐合走向保持一致。

3.2 热量条件

在暴雨天气出现的过程中，不稳定能量也发挥着十分重要的作用。分析5月18日08：00假相当位温场时发现，我国西南地区有高能舌不断朝着赤峰北部伸展，且赤峰北部恰好位于高能舌顶端位置，同时还有假相当位温大值中心出现在赤峰市西北部，说明对赤峰市降水产生影响的气团具有高温高湿的特征，对短时强降水天气的出现较为有利。

观察5月18日20：00赤峰站的温度对数压力图（图2）可以发现，较为深厚的不稳定层结从低层925 hPa不断朝着500 hPa高度延伸，对流有效位能高达1 363 J/kg，

不稳定能量区域则呈狭长状，整层存在较大的相对湿度，而0 ℃层和-20 ℃层对应高度较低，这种高度层对于冰雹天气的形成极为不利，但結合天气形势特征可以发现有利于形成强降水天气，而出现其他种类强对流天气的概率较低。另外，K指数在37℃左右，且湿度场上有明显的“喇叭口”接口，由于稳定层结状态呈现出上层干冷下层暖湿的特征，在出现降水天气时会有大量不稳定能量释放，增大了上升运动的强度，降水效率随之提高，进而出现了明显的降水天气过程。

4 暴雨天气对农业生产的影响

4.1 拍打危害

因暴雨天气的降水强度、雨势极为凶猛，即使这种天气未引发洪涝灾害，但在农作物开花期内出现暴雨天气，也会对花药花粉产生破坏作用，即“暴雨洗花”，将会使农作物只抽穗，不开花，最后不结实而枯死，加大空壳率，对农作物产量的影响较大。由于暴雨从高空处落下，具有拍打作用，将会使土壤板结，对土壤透气性产生不良影响，不利于农作物进行正常生长发育。

4.2 渍涝危害

水分是农业生产的关键所在，一旦土壤水分不足，

农作物的生长发育过程将会停止。水是农业生产的“命根子”，但水分过多则极易引发作物病害。暴雨天气因降水强度大，且来势凶猛，在排水不畅时很容易积水成涝。当土壤空隙被雨水填满后，在渍水持续时间长且深度较大的情况下，农作物根系易出现缺氧的情况，不仅会使还原性物质增多，对农作物根系生理活动的正常开展极为不利，还会使嫌气过程延长，产生较多的有毒物质，进而造成农作物减产。尤其是在高温时节，若是暴雨持续时间较长，瓜果蔬菜等农作物的根系易烂死，从而影响农产品的产量和品质。

4.3 洪涝灾害

暴雨天气出现时，区域排水不畅或未能及时排除积水，极易引发洪涝灾害。洪水会淹没农作物，不仅阻碍了农业生产，还会引发各种病害。暴雨对农作物的危害程度受洪涝灾害持续时间、积水深度、水温、水质浑浊程度的影响较大，其中农作物生殖生长期内的抗洪水平要低于营养生长期，生殖生长期内的开花期抗洪能力偏弱，其次则是孕穗期。随着水温和水质浑浊度的提高，洪涝灾害对农作物的危害越发严重。尤其是在特大暴雨天气，此时的降水强度大，江河湖泊水位上涨明显，低洼区域易出现渍涝危害，会使水土流失速度加快，严重时还会出现山洪暴发。

4.4 土壤质量下降

因暴雨强度大，雨水对土地的冲刷力加大，将会使土壤内的营养物质快速流失。当积水排尽后，土壤因养分不足很难为农作物生长提供所需的营养，从而抑制了农作物的正常生长发育，进而降低农田产量，出现减产，同时还会影响农产品的品质。

5 结论

（1）高空急流、低涡、低空急流和地面倒槽的共同作用，引发了赤峰市西北部暴雨天气过程，由于降水系统移动速度过慢，降水时间延长，加上迎风坡的强迫抬升作用，赤峰市出现大范围强降水天气。

（2）强降水区域位于急流轴右侧，且该侧的抽吸作用使得低层出现了明显的减压过程，有利于低层上升运动的维持和发展。

（3）强的水汽通量辐合区同强降水落区之间有很好的对应关系，而强降水区域和水汽通量辐合走向保持一致。

（4）上层干冷下层暖湿的不稳定层结状态，使得降水天气出现时释放大量不稳定能量，增大了上升运动强度，降水效率随之增强，进而出现了明显的降水天气过程。

参考文献

[1] 张桂莲，仲夏，韩经纬，等.内蒙古中西部地区一次极端大暴雨特征分析[J].干旱气象，2018，36（1）：17-26.

[2] 赵国生，李亚林，贾东.赤峰地区“7·23”暴雨天气形成条件及对应云系特征[J].内蒙古气象，2010（3）：8-10

[3] 徐青竹.2018年7月24—25日兴安盟暴雨天气过程中不同时段强降水成因解析[J].吉林农业，2019（11）：102.

[4] 魏学军，赵旭春，刘文炜.2012年7月20日内蒙古乌海市突发性暴雨过程分析[J].天气预报，2013，5（4）：37-39.