本站原创摘 要：本文分析了2011年6月23日北京地区的暴雨天气过程.结果表明,本次过程为高空冷涡后部横槽携带冷空气南下,同时,西太平洋副热带高压明显北抬,致使偏南暖湿气流向华北输送,为暴雨提供了有利的背景场.中低层的低涡切变及地面低压辐合区为暴雨提供了有利的动力条件.
关 键 词：北京；暴雨；成因诊断
中图分类号：Ｐ４５８.１２１.１文献标识码：Ａ
１天气实况
2011年6月23日14时～24日08时降水为123mm,降雨城区平均（22站）降雨量为110.4mm,最大降水出现在石景山的模式口,降水量为214.9mm,其中23日17时降水128.9mm／h.降雨郊区平均（44站）降雨量为57.5mm,最大降水出现在门头沟气象站,降水量为123mm,其中23日17时降水57.2mm/h.这次局地暴雨主要发生在北京城区以及西南门头沟、房山和南部的大兴地区,暴雨中心位于石景山区的模式口.
２暴雨成因分析
２.１环流形势分析
由500百帕环流形势分析,23日08时内蒙中部568低涡东移,与东北地区横槽趋于合并,同时,河套地区高空槽偏南东移,主体位于河北、山西南部,北京由西南风转为西北风.此时,蒙古东部、东北地区的横槽携带冷空气南压,特别是在蒙古中东部横槽南移并加强,北京处于横槽前部.23日20时横槽位于内蒙中部,-9℃冷槽南压,北京仍处于横槽前.（河套槽移至河北中南部.）23日20时副高明显南压,584线至安徽南部（30°N左右）.
由700百帕环流形势分析,700百帕与500百帕对应在内蒙中部河套地区北部为一浅槽,并分析出300低涡环流.在23日08时,低涡东移,与东北地区横槽趋于合并.23日20时合并后的横槽携带冷空气加强南压.本市位于槽前.同时,850百帕6月22日20时在山西、内蒙、河北交界处为一低涡环流,对应在山西及河北北部各有一切变.23日08时低涡环流维持,同时看到随着低涡的旋转,低涡北部冷空气南压,23日20时低涡中心明显南移,位于河北中南与山西交接处,本市处于低涡东部,受低涡环流控制.850百帕内蒙中部低涡东移南压.
２.２地面系统分析
在23日08时,北京地区位于河套以北的低压辐合区前部,上游有多站降水.本地湿度条件好.该系统自西北向东南临近北京,利于地面辐合的加强.14时低压辐合区进入北京,地面辐合明显.这时低压中心为6m/s的西北风,低压外为10m/s的西北风.20时北京北部的高压逐渐渗透,南部辐合区仍对北京有所影响.经对500百帕、700百帕、850百帕及地面四层综合分析,结果表明由高空到低层河套为一低压中心.高空槽前不断有冷空气东移南下,与副高暖湿气流汇合,为北京地区的降水提供良好的水汽条件.此次过程的大环流背景为东高西低,属于稳定纬向型.低层暖湿和高层干冷的水汽不稳定形势,有利于强对流天气的发生.
３物理量场分析
23日08时850hPa北京地区处于比湿为10g/kg～12g/kg湿舌区内,高湿有利于降水天气的产生.20时850hPa北京地区处于比湿大于10g/kg的湿舌区,高湿区有利于降水过程的持续.
K指数是指850hPa温度露点和减700hPa温度露点差再减500hPa温度.反应气团指数.尤其当低层温度越高、高层温度越低、中层湿度越大时.该指数越大.
K指数的数学表达式为：K等于［T850－T500］+Td850－［T－Td］700
一般K指数正值越大表示大气层结越不稳定,K指数大于30时雷雨发生的可能性就比较大.23日08时和20时北京地区K指数均为32,表示大气层结不稳定,有利于降水的发生.
KY指数：日本有人指出,如满足以下3个条件时,则在12～24时内就易有大雨发生：（1）SI≤1.5℃,但6月要≤3℃,5月要≤4℃；（2）850百帕温度露点差（T-Td）850≤3℃；（3）850-500百帕的温度平流为TA≥2×10-5S-1℃.这3个判别大雨的条件称为“对流三条件”.三条件可综合成一个KY指数ＫＹ＝ＴＡ－ＳＩ／１＋（Ｔ－Ｔｄ）８５０ＴＡ＞ＳＩ时
０ＴＡ≤ＳＩ时,据日本的一些地方统计的结果,得出：如KY≥1,则要注意大雨的发生；如KY≥2,则大雨发生的可能性大；如KY≥3,则大雨发生基本上可以肯定；如KY≥5,则可能有大暴雨,准确率约为70%.北京地区08时KY指数为2,14时KY指数为6,预示未来将有暴雨.
４螺旋度诊断分析
本次天气过程500hPa螺旋度的分布和500hPa冷涡和西风槽配合的很好,在强正螺旋度长轴方向的左侧存在负螺旋度与之相配合,随正螺旋度的增强而增强,暴雨落区和强正螺旋中心相对应；500hPa冷涡是向着正螺旋度长轴方向的右侧移动,也是暴雨落区移动方向.当低层是正螺旋度,高层负螺旋度,高低空的负正螺旋度中心相对应时,高层负涡度辐散与中低层正涡度辐合相叠置,有利于地面气旋发展,降水强度也逐渐增大；从低层到高层均为正涡度,说明地面气旋发展到最旺盛,高空冷涡和地面气旋重叠,上升辐合气流达到对流层顶,降水强度达到最大.
５结论
本次过程高空冷涡后部横槽携带冷空气南下,同时,西太平洋副热带高压明显北抬,致使偏南暖湿气流向华北输送,为暴雨提供了有利的背景场.中低层的低涡切变及地面低压辐合区为暴雨提供了有利的动力条件.高空冷平流降温,低层暖平流增温、中低层的低涡切变加强为本次暴雨提供了热力条件.由于有发展强烈的对流云还造成了大风和小冰雹.多个强回波在北京市区西部移过是造成石景山、丰台等地大暴雨的原因.