“21·7”特大暴雨系统北上引发太行山中段区域大暴雨成因分析

作者：李国翠; 钤伟妙; 车少静; 陈瑞敏; 李禧亮; 冯洋

来源：高原气象, 2023, 42(05): 1260-1270.

• 暴雨
• 地形作用
• 低空急流
• 地面辐合线
• 列车效应

2021年7月18-22日，河南中北部出现历史罕见特大暴雨(“21·7”特大暴雨)，众多学者已有分析和研究。受系统北上影响，20-22日位于太行山中段的河北省中南部也出现区域性大暴雨。本文利用0.25°×0.25°逐小时ERA5再分析资料和2508个地面加密自动站分钟资料、多普勒天气雷达、风廓线雷达、L波段探空、地基GPS水汽等多源高时空分辨率观测资料，对太行山中段区域大暴雨演变特征及暴雨落区成因进行分析，结果表明：(1)强降水主要影响系统为副热带高压、高空涡、切变线、低空急流，“烟花”和“查帕卡”双台风远距离输送也是有利的环流背景，大气环流稳定和低空偏东风长时间维持是降水的主要成因。(2)近乎南北向地面辐合线、地面露点温度锋区、≥30 d Bz雷达强回波带、小时降水量≥10 mm短时强降水带位置吻合，且稳定维持在太行山东麓，位置少动且持续时间长；强降水阶段，低层偏东风分量增大，且最大东风出现高度降低，最大东风分量为8～11.1 m·s-1，最大东风出现的高度最低为510 m；低空急流最大高度510～2310 m，最大低空急流指数33.1×10-3 s-1,0～1 km和0～3 km垂直风切变最大分别为11.9 m·s-1和16.9 m·s-1，偏东风表现为迎风坡水平辐合，对太行山东麓降水产生明显增幅作用。(3)深厚湿层从地面持续到400 h Pa，降水过程中抬升凝结高度接近地表，降水前期对流有效位能1925.5 J·kg-1；强降水阶段GPS水汽总量处于50 mm以上的高值阶段，高值开始时间提前于降水5～6 h；西部山区中低层水汽通量大值区维持时间长达10 h，水汽辐合西部明显高于东部，强降水出现在西部山区呈带状分布。(4)雷达回波质心低，30 d Bz以上的强回波在西部山区持续时间长达20 h，具有列车效应和暖云降水特点。

• 单位
  中国气象科学研究院; 灾害天气国家重点实验室