大型降水过程及其成因
“720”郑州极端降水过程机理初步分析
“720”郑州极端降⽔过程机理初步分析2021年7⽉17⽇以来，河南省遭遇极端强降⾬，7⽉20⽇08时⾄21⽇08时(北京时)，郑州市内24⼩时降⾬量达到624.1毫⽶，远超2019年全年的降⽔量（509.5毫⽶），郑州此次极端强降⾬过程最⼤降⽔强度为201.9毫⽶/⼩时，已超过1975年的“758特⼤暴⾬”（198.5毫⽶/⼩时），这相当于有150个单位的西湖⽔于⼀⼩时内倾倒在郑州⼤地上，导致城市内涝，灾情严重（图1）。
图1 2021年河南郑州“7.20”暴⾬灾情严重（来⾃⽹络图⽚）此次极端降⽔事件，是在怎样的天⽓背景条件下形成的呢？中国科学院云降⽔物理与强风暴重点实验室对此进⾏了全⾯解读。
1、南亚⾼压东伸从⾼空环流场来看（图2），此次河南极端降⽔事件发⽣于南亚⾼压东伸的过程中，同时河南东侧200hPa⾼度处存在⼀⼩⾼压，两⾼压之间挤压形成狭窄的⾼空槽深⼊中原腹地，河南郑州恰好位于槽前，这种⾼空槽脊配置，导致来⾃⾼纬的⼲冷⽓流向南侵⼊到中纬度地区，为暴⾬的发⽣提供了良好的⾼空辐散条件，有利于低层辐合抬升对流发展。
图2 2021年7⽉20⽇20时200hPa位势⾼度场（蓝⾊线）和风场红⾊三⾓形为郑州位置2、西太平洋副热带⾼压（副⾼）西伸北抬500hPa⽓压⾯上（图3），华北地区是典型的“西低东⾼”暴⾬环流形势，同时副⾼西伸，位置偏北，强度偏强，河南正好位于⼤陆⾼压和西太副⾼之间的低压区，很容易形成低层辐合，⾼空辐散的配置。
⾼层辐散风与低层旋转风的分布（图4）也明显反映出这种动⼒结构。
这种经典⾼低空配置促使对流层中上升运动增强，为暴⾬的发⽣创造了有利的动⼒条件。
图3 2021年7⽉20⽇20时500hPa位势⾼度场（蓝⾊线），其中红⾊三⾓形代表郑州位置图4 2021年7⽉20⽇20时（a）200hPa辐散风和（b）925hPa旋转风，其中填⾊为1h降⽔量3、⽔汽通道稳定维持此外，恰逢副⾼南侧有台风“烟花”相伴，华南地区有台风“查帕卡”登陆。
重庆2022年“6·26”暴雨天气过程成因诊断分析
重庆2022年“6·26”暴雨天气过程成因诊断分析重庆2022年“6·26”暴雨天气过程成因诊断分析一、引言2022年6月26日，重庆市迎来了一场罕见的暴雨天气。
在短短几小时内，大雨倾泻而下，引发了严重的洪涝灾害，给城市和居民生活带来了巨大的冲击。
本文对该次暴雨天气的成因进行诊断分析，以期为未来类似天气事件的预警和防范提供参考。
二、气候背景重庆地处亚热带湿润气候区域，夏季多雷雨天气和高温多湿，而6月的气候特点正好表现出这种特点。
此次暴雨前，重庆连日受到高温的煎熬，空气中的湿度逐渐增加，为暴雨的形成提供了基础条件。
三、影响因素1.暖湿空气这次暴雨的形成与暖湿空气流的活跃有关。
在事件发生前的几天，南方地区受到了强热输送影响，暖湿空气主要由南方沿岸进入重庆。
当这些暖湿空气流遭遇到静止冷空气团时，产生了较强的抬升作用，导致大量水汽凝结成云，最终形成了强降水。
2.地形因素重庆地势复杂，由山区和盆地组成，山区地势陡峭，水流速度快，盆地地势平缓，易积水。
而且，整个重庆市区被两条重要河流——长江和嘉陵江分割，导致水势自然集聚。
这次暴雨期间，暴雨主要集中在市区，加上市区排水设施有限，导致了内涝的形成。
四、天气系统此次暴雨的原因还与局地天气系统的发展有关。
根据气象资料分析，6月26日重庆附近出现了一个低层切变线，这是暴雨形成的重要因素之一。
切变线一经成型，将有利于冷暖空气的堆积和抬升，增大了降水的凝聚和降低过程。
五、强降水成因1.锋区活动6月26日，重庆附近的锋区活动频繁，形成了不断的对流云团。
在这些云团中，水汽充沛，抬升速度快，从而引发了强降水事件。
2.对流云团在锋区活动的影响下，重庆地区形成了多个对流云团。
这些云团在相对稳定的大气环境下，发展迅速，使得降水量大、持续时间长。
六、总结综上所述，重庆2022年“6·26”暴雨天气的成因主要与暖湿空气的流动、地形因素以及天气系统的发展密切相关。
大型降雨天气过程汇编
（3）梅雨的年际变化：
表现在梅雨的起讫时间、长度差异和梅雨 雨量、地区分布差异这些方面。 ① 丰梅：持续时间很长，降雨量大 ② 枯梅：持续时间短，降雨量小 ③ 空梅：梅雨不明显
3 天气形势
副高西伸北跳，控制华南地区，整个东亚 环流完成了从春到夏的调整，雨带同时北跳，华 南汛期结束，江淮梅雨开始，印度季风爆发，副 热带西风急流从印度北部跳到高原北部， 100hPa反气旋轴线北跳到34°N。 梅雨的开始与这个地区稳定而持续的西南季风 的建立一致。
（1）对流层上层：江淮上空维持一个强 大的暖性反气旋（南亚高压）
梅雨开始时，南亚高压从青藏高原向东 移动，停留在长江流域上空，其北侧为西风 急流，南侧为东风急流。当位于长江流域上 空的南亚高压消失或东移入海时，梅雨即告 结束。
（2） 对流层中层（500hPa)：
① 副热带地区：西太平洋副高呈带状分布, 其 脊线从日本南部一直伸向我国华南，略呈东北-西 南走向，120°E处的脊线位置稳定在22°N左右， 形成稳定低压槽，使长江中下游地区盛行西南风， 与北方来的偏西气流构成范围宽广的气流辐合区， 有利于锋生并带来充沛的水汽。
② 中纬度地区：巴尔喀什湖及东亚东岸
（河套到朝鲜之间）建立了稳定的浅槽， 引导弱冷空气南下，形成静止锋。
③ 高纬度地区：为阻高活动区 阻高类型可分为三类：（50°-70°N） 单阻型、双阻型、三阻型
单阻型：阻高位于贝加尔湖北方。
双阻型（标准型）：西阻高位于乌拉尔山附
近，东阻高在雅库茨克附近。
三阻型：东阻高位于亚洲东部勒拿河、雅库次克一
我国各地区雨季时间： 云贵高原 5月下旬-10月下旬 青藏高原北部 6月中旬-10月下旬 华南沿海雨季 4月中-10月中旬 长江流域 6月上旬-9月初 华北、东北雨季 7月中旬-8月底
山东省“7.18”暴雨成因分析
山东省“７．１８”暴雨成因分析摘要利用常规天气图、卫星云图、区域自动气象站、新一代天气雷达等资料对2007年7月18日（以下简称“7·18”）发生在山东省境内的大范围强降水过程进行了综合分析。
分析发现：大尺度环流为山东省大范围强降水提供有利的环境场条件；低层大气的高温高湿和较高的对流不稳定能量为大暴雨的产生提供了充分的温湿条件；地面冷锋触发对流不稳定能量释放使中尺度对流系统强烈发展。
关键词强降水；对流不稳定能量；冷锋；中尺度对流系统；山东省2007年7月18日中午开始至19日，山东省自北向南出现大范围的强降雨过程，并伴有雷电及短时大风。
此次降水过程具有时间集中、强度大、范围广等特点。
全省强降水时段集中出现在18日14时至夜间，大部分地区降大到暴雨，鲁西北、鲁中和半岛三地区的部分县市降大暴雨。
全省123个气象观测站中，降水量100mm以上有10站，50～100mm有72站，25～50mm有29站。
全省平均降水量为62.2mm。
此次特大暴雨过程在短时间内发生，又恰好发生在下班高峰期，给人民群众生命财产造成了重大损失。
根据收到的灾情统计，全省受灾人口55.92万人，死亡40人，失踪8人，伤197人，紧急转移安置11.26万人；2 676户居民房屋进水，倒塌房屋1 112间，损坏房屋2 672间；农作物受灾面积1.457 2万公顷，其中绝收面积1 070.3hm2；倒折树木22万余棵。
全省直接经济损失逾15亿元。
为探讨本次强降水产生的成因，本文利用常规天气图、卫星云图、新一代天气雷达回波、区域自动气象站等观测资料进行了分析。
通过对这次强降雨天气过程的成因分析，对进一步提高致洪暴雨的预警预报具有重要的意义。
1大尺度环流为山东省大范围强降水提供有利的环境场条件15日08时开始，850~500hPa高空西太平洋副热带高压在华南沿海加强西伸。
18日08时东经120°副高脊线位于北纬20°，588线的西伸脊点在东经108°附近。
天气学原理和方法 第七章 大型降水天气过程
华南前汛期降水、江淮梅雨、华北与东北雨 季降水环流特征及其产生暴雨的关键系统解 释
概述
1 含义 大型降水主要是指范围广大的降水，降
水区可达天气尺度大小，包括连续性和 阵性的大范围雨雪及夏季暴雨。
2 降水的分级
2 可降水量
（1）定义：将一地区上空整层大气的 水汽全部凝结并降至地面的降水量称 为该地区的可降水量。
（2） 表达式：
qdz 0 1
g 0 qdp
3 水汽通量
速（V1）相定垂义直：的单单位位时面间积通的过水与汽水量平. 风
（2）表达式:
qV
底边为单位长度，高为单位百帕的水汽通
p 0
p u (
v )dp
0 x y
p ( u v )dp 0 x y
讨论：
பைடு நூலகம்
p u ( 0 x
v )dp y
0, p
0
p ( u
0 x
v y
)dp
0,
p
0
（3）补偿原理（整层积分）
p0 ( u
0 x
24小时雨 <0.1 0.1~10 10~25 25~50 50~100 100~200 >200 量（mm)
等级
微量 小雨 中雨 大雨 暴雨 大暴雨 特大 暴雨
3 降水的影响 利弊
4 我国各地降水气候概况 （1）各地雨量
年雨量分布极不均匀，从东南沿海向西 北内陆减少 （2）雨季：即连阴雨期，夏季水汽充沛， 降水量多，故夏季的连阴雨期一般称为雨 季。我国绝大多数雨量集中在夏季，有明 显的雨季、干季之分
工程施工降水(3篇)
第1篇在我国基础设施建设中，水利工程、高速公路、铁路、地铁等大型工程项目越来越多，而施工过程中遇到的地下水问题也日益突出。
为了保证工程质量和施工进度，工程施工降水成为一项至关重要的工作。
本文将从降水原理、方法及注意事项等方面对工程施工降水进行简要阐述。
一、降水原理工程施工降水主要是通过降低地下水位，减少地下水的压力，使地下水对工程基础的影响降至最低。
其原理主要有以下几种：1. 排水法：通过排水系统将地下水排出地面，降低地下水位。
2. 注浆法：在地下水层中注入水泥浆，形成隔水层，阻止地下水向工程基础渗透。
3. 喷射井降水法：利用高压水泵将地下水抽出地面，降低地下水位。
4. 深井降水法：通过钻探深井，将地下水抽出地面，降低地下水位。
二、降水方法1. 排水法：在施工场地四周设置排水沟，利用水泵将地下水抽出地面。
此方法适用于地下水较浅、排水量较小的工程。
2. 注浆法：在地下水层中钻探注浆孔，注入水泥浆，形成隔水层。
此方法适用于地下水较深、排水量较大的工程。
3. 喷射井降水法：在施工场地钻探喷射井，利用高压水泵将地下水抽出地面。
此方法适用于地下水较深、排水量较大的工程。
4. 深井降水法：在施工场地钻探深井，利用水泵将地下水抽出地面。
此方法适用于地下水较深、排水量较大的工程。
三、注意事项1. 降水设计：在施工前，应根据工程地质条件、地下水位、排水量等因素，制定合理的降水方案。
2. 施工安全：在降水过程中，要注意施工安全，防止发生事故。
3. 环境保护：降水过程中要尽量减少对周边环境的影响，如噪音、振动等。
4. 资源利用：在降水过程中，要充分利用水资源，减少浪费。
5. 施工进度：合理调整降水施工进度，确保工程顺利进行。
总之，工程施工降水是保证工程质量和施工进度的重要环节。
在实际施工过程中，应根据工程特点、地质条件等因素，选择合适的降水方法，并注意施工安全、环境保护等方面，以确保工程顺利进行。
第2篇在建筑工程施工过程中，地下水位过高会对施工造成诸多不便，甚至影响工程质量和安全。
河北一次暴雨过程中不同时段强降水的成因
河北一次暴雨过程中不同时段强降水的成因秦宝国;朱刚【摘要】Based on NCEP reanalysis data and conventional observation data,a rainstorm process on August 21,2010 in Hebei was analyzed.The results show that rainfall concentrated in three stages during this rainfall process,and there were different formation reasons for each stage.At midnight of August 20,the rainstorm in the northeast area was mainly caused by cold advection and dry intrusion which made the convective instability on the outside of the subtropical high.From 06:00 to 10:10 on August 21,the main cause of heavy rain in Baoding and Langfang area was the strong ascending motion near the low level shear.While the surface radiation within the clear zone and the convergent uplift made by the inverted trough triggered the short-time heavy rainfall in the northeast area in the evening of August 21.So,along with the evolution of the system,the precipitation during the heavy rain process was also changing.It is an effective means that tracking and analyzing the weather system by using the latest observational data including satellite images,Doppler radar echo and hourlydata of automatic weather station.%利用NECP再分析资料和常规观测资料,对2010年8月21日河北的一次暴雨过程进行了分析.结果发现:本次暴雨过程降水主要集中在3个时段内发生,并且成因各不相同.20日午夜前后,东北部地区暴雨主要是冷平流和干侵入,在副高外围产生对流不稳定,引发短时强降水；21日08点前后,保定、廊坊地区暴雨的主要成因是低层切变附近强烈的上升运动；而晴空区近地层辐射增温和低压倒槽幅合抬升是21日傍晚东北部地区再次出现短时强降水的触发条件.可见,随着系统的不断演变,暴雨过程的降水成因也在变化.利用最新时次的卫星、雷达、逐小时自动站等观测资料,对天气系统进行跟踪分析,是此类暴雨预报的有效手段.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2013(031)002【总页数】6页(P327-332)【关键词】暴雨;冷平流;干侵入;地面倒槽【作者】秦宝国;朱刚【作者单位】兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;河北省气象台,河北石家庄050021;河北省气象台,河北石家庄050021【正文语种】中文【中图分类】P458.1+21.1引言河北省处在亚洲大陆东部，东临渤海和黄海，南起36°05'N，北至42°37'N，属温带大陆性季风气候。
降水及其特性
2020/12/3
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3 降雨量观测
器测法 ➢ 雨量器
分辨率0.1mm。 两段制观测，即每日8时及20 时各观测一次。雨季增加观测 段次。 每日8时至次日8时降水量为当 日降水量。
2020/12/3
雨量器示意图
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➢ 虹吸式自记雨量计 分辨率：0.1mm 降雨强度适用范围： 0.01～4.0mm/min 既反映雨量大小， 又能反映降雨过程 的变化情况。
3
➢ 对流雨
因地表局部受热，气温向 上递减率过大，大气稳定 性降低，下层空气膨胀上 升与上层空气形成对流运 动。上升的空气形成动力 冷却而致雨。
特点：强度大，历时短，范围小，常伴有暴雨、雷电。夏季午后
2020/12/3
4
➢ 地形雨
暖湿气流遇到丘陵、高原、山脉等阻拦，被迫沿坡上升而冷却致雨， 称地形雨。
特性：因空气本身 温湿特性，运行速 度以及地形特点而 异，差别较大。
降雨多集中在迎风 坡。
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5
➢ 锋面雨
气团：温度、湿度、气压等物理性质比较均匀、相似的大团空气。 根据温度特征分为冷气团和暖气团。 锋面：冷暖气团的交界面。
冷锋：冷气团主动向暖气团移动的锋。
类 型
暖锋：暖气团主动向冷气团移动而形成的锋。
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4 降雨特性及其图示方法
（3）降雨强度：指单位时间内的降雨量，以mm/min 或mm/h计。 （4）降雨面积：指降雨所笼罩的水平面积，以km2计。 （5）降雨中心：是指降雨笼罩面积上降雨量 最为集中且范围 较小的局部地点。
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4 降雨特性及其图示方法
图示方法 （1）降雨量过程线 （降雨强度过程线） （2）降雨量累积曲线 （3）降雨强度历时曲线 （4）降雨量等值线图
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三、持续时间
雨带呈东北-西南走向与太行山的西南偏南风 大致平行，另外在太行山的东坡具有抬升作 用，不断有中尺度对流单体形成
解放军理工大学气象海洋学院
三、持续时间
地面冷锋由于收到山西地形和西太副高阻挡 移动相当缓慢
解放军理工大学气象海洋学院
D
21日08时
中尺度低涡的东移是造成此次暴 21日20时 700hPa 高度场（实线，单位：gpm）和风场（向量） 雨的直接中尺度系统。
（3）中尺度系统引起的强烈上升运动。
（4）小尺度局地对流活动引起的上升运动 。 （5）地形引起的上升运动。
三、 暴雨形成的条件
（三）较长的持续时间
（1）降水天气系统移动缓慢甚至停滞不动 （2）多次重复出现降水天气系统
连续暴雨的必要前提： 副高脊，长波槽，切变线、静止锋、大型冷涡等长期稳定 天气尺度系统：短波槽、低涡、气旋等
三、 暴雨形成的条件
（四）有利的地形
1．强迫抬升 2. 地形辐合
迎风坡多雨，背风坡少雨。
一 大型降水的定义 二 一般降水形成条件
三 暴雨形成的条件 四 案例分析
四、 案例分析---721北京特大暴雨
受灾面积 16000平方公 里
受灾人口 190万人
伤亡人数 79人
经济损失 116.4亿元
2012年7月21日08时至227月21日08时至22日08时24h累积实况降水图（单位：mm）
100mm以上。 2012年北京绝大部分地区降水量在 7月21日08时至22日08时24h累积实况降水图（单位： mm）
一、水汽充沛
第8号台风韦森还未登陆，与副高形成巨大的气压梯度， 导致华北地区的东南风低空急流加强， 为华北地区输送了大量的水汽
大型降水过程的基本条件
张敬测 应央涛
一 大型降水的定义 二 一般降水形成条件
三 暴雨形成的条件 四 案例分析
一、 大型降水的定义
大型降水主要指范围广大的降水。降水区可达天气尺度大小，
包括连续性或阵性的大范围雨雪以及夏季暴雨等。
一、 大型降水的定义
大型降水主要指范围广大的降水。降水区可达天气尺度大小，
冰晶效应 微观过程 碰撞合并
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一 大型降水的定义 二 一般降水形成条件
三 暴雨形成的条件 四 案例分析
三、 暴雨形成的条件
降水的分级
三、 暴雨形成的条件
（一）充沛的水汽供应
要求在外围（面积至少比暴雨区大10倍）有大范围的水汽 辐合，即有水汽的输送和累积，并集中到小范围的暴雨区内， 以供应暴雨所需的水汽
四、地形因素
21时以后逐时降水中心的北抬是导致24h 累积降水中心变化的主要原因。 18-20时(阴影)及21-24时(等值线)降水分布(单位：mm)
四、地形因素
北京西南部的局部地形通过影响低涡东侧 急流位置改变了降水中心的分布。（北京西部 高，东部低）
谢谢
二、强烈的上升运动
D
D
G
G
暴雨过程中北京地区一直处于 200hPa高空急流 21日02时 21日20时 右后侧，为暴雨的发生发展提供了有利的大尺度上 200hPa流场和急流区（阴影，单位m/s） 升条件。
解放军理工大学气象海洋学院
二、强烈的上升运动
暴雨过程中北京地区一直处于槽前和副高的 西北侧，为强对流天气发生发展提供了有利天气 21日02时500hPa高度 21日08时500hPa高度 背景。 场 场
包括连续性或阵性的大范围雨雪以及夏季暴雨等。
我国降水多表现为季风雨带降水，大型降水随季风雨带和副高
有季节性的进退特征。
华南前汛期降水 江淮梅雨 华北和东北雨季降水
一 大型降水的定义 二 一般降水形成条件
三 暴雨形成的条件 四 案例分析
二、 一般降水形成的基本条件
水汽条件 垂直运动条件 云滴增长条件 宏观过程
三、 暴雨形成的条件
（二）强烈的上升运动
(1)使空气绝热上升,降温,水汽饱和
(2)上升运动可将低层水平输送进来的大量 水汽源源不断的向上输送，使得绝热冷却 凝结成云降水的过程得以持续循环进行
三、 暴雨形成的条件
（二）强烈的上升运动
与降水有关的大气垂直运动的类型： （1）锋面抬升作用引起的大范围斜压性上升运动。 （2）低层辐合－高层辐散引起的大范围动力性上升运动。