? ? ?提到京津冀地區(qū)的暴雨天氣過程，大多數(shù)人恐怕第一時間想到都是像2012.7.21、2016.7.21這樣的過程，因為其發(fā)生年份距今很近，且對社會生活影響重大，所以大多數(shù)人對其仍記憶猶新，然而當(dāng)我們回顧歷史時則發(fā)現(xiàn)，京津冀地區(qū)歷史上的特大暴雨天氣并不算少數(shù)。而這些特大暴雨過程降水強(qiáng)度和影響程度上比起新世紀(jì)的暴雨過程甚至有過之而無不及……其中最強(qiáng)之一的，就包括下面將要介紹的1978.7.25暴雨過程

⒈過程介紹

? ? ?1978年7月24日–26日，天津大部，河北東北部地區(qū)遭受強(qiáng)降水天氣襲擊，其中天津薊州的別山公社于25日0-17時記錄到650.5mm的特大暴雨，為天津市有記錄以來日降水量歷史記錄，距離別山公社不遠(yuǎn)的大堼莊和禮明莊也觀測到日降水量500mm以上的特大暴雨，天津北辰南王平公社25日降水量達(dá)到424.5mm，地處河北唐山遵化的水平口站于25日觀測到326.6mm的特大暴雨，26日–28日，由于薊州多日來連續(xù)暴雨，導(dǎo)致二里店水庫和下窩頭穿堤涵洞絕口，天津市區(qū)因此大范圍積水，積水深度普遍達(dá)0.2-0.3m

? ?? 筆者對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)后可發(fā)現(xiàn)本場暴雨具有以下幾個特點(diǎn)①暴雨范圍較大，7月24日–26日天津全市和河北東北部大部分地區(qū)皆出現(xiàn)暴雨天氣②暴雨強(qiáng)度大，河北東北部，天津北部總共有十?dāng)?shù)個站點(diǎn)出現(xiàn)400mm以上的特大暴雨，其中薊州別山鎮(zhèn)出現(xiàn)650.5mm的特大暴雨（天津日降水之最），降水強(qiáng)度為當(dāng)?shù)貧v史罕見級別③暴雨強(qiáng)度自南向北增加，其中最強(qiáng)暴雨區(qū)主要位于燕山山脈南部的區(qū)域，且暴雨時間相對集中，天津本地的暴雨時間主要集中25日0-17時。針對以上幾個特點(diǎn)，筆者從天氣分析角度解析本次極端暴雨發(fā)生的環(huán)境背景。

⒉天氣背景分析

⒉⒈天氣尺度環(huán)流背景

? ? 1978年7月23日，東亞地區(qū)中高緯度地區(qū)500hpa層面上大致呈一槽一脊型分布，其中巴湖–貝加爾湖附近為一大切斷低渦，而我國東北–俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)為一脊，該脊導(dǎo)致副熱帶高壓與其北側(cè)阻高聯(lián)通形成高壓壩，進(jìn)一步導(dǎo)致副高穩(wěn)定維持在30-40oN地區(qū)（根據(jù)風(fēng)場和各個層面氣壓場判斷）。23日20時我國東部上空為一短波槽，槽底下探到河套地區(qū)附近，幾日前在長三角附近登陸的熱帶氣旋Trix在槽前較強(qiáng)斜壓能和垂直風(fēng)切變的背景下已經(jīng)轉(zhuǎn)化為溫帶氣旋，結(jié)束了它的一生，轉(zhuǎn)換為溫帶氣旋的Trix在副高邊緣氣流和槽前西南氣流的的引導(dǎo)下向東北方向移動。

?2.2水汽和動力分析

? ? 24日20時短波槽位于我國華北地區(qū)，槽前正渦度平流的輸送作用進(jìn)一步增強(qiáng)了華北地區(qū)上空的天氣尺度上升運(yùn)動。而這一天河北唐山的部分地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)100mm的強(qiáng)降水天氣（北山屯145.9mm、水平口174.2mm、掛蘭峪117.2mm、大河局226.8mm）在西南氣流和副高邊緣氣流引導(dǎo)下，已經(jīng)轉(zhuǎn)換為溫帶氣旋的Trix逐漸移動至山東附近，其中心氣壓在地面摩擦和周圍大氣環(huán)境的作用下已經(jīng)逐漸升高。但溫帶氣旋的其東側(cè)其與副高邊緣由于明顯的氣壓梯度形成強(qiáng)烈的低空急流，最強(qiáng)的低空急流位于山東–蘇北一線（即副高曲率最大處與氣旋交界區(qū)）。在850hpa層面上，最強(qiáng)低空急流一度接近甚至超過60kt，由于氣旋南側(cè)的低空急流與7808號熱帶氣旋wendy水汽通道相連，進(jìn)一步增強(qiáng)的水汽向北方的輸送，根據(jù)ERA5再分析顯示：24日23時–25日下午14時，從福建移向華北的低空急流持續(xù)為華北地區(qū)提供水汽輸送，導(dǎo)致華北地區(qū)的暴雨區(qū)得到持續(xù)的水汽供應(yīng)。在25日的暴雨過程中，京津冀地區(qū)850-700hpa的相對濕度持續(xù)達(dá)到100％，而925hpa的邊界層?xùn)|風(fēng)回流進(jìn)一步增強(qiáng)了水汽輸送。500hpa層面上，在上游短波槽的正渦度作用下，我國東北–俄羅斯遠(yuǎn)東一帶的脊雖略有減弱，但仍足以構(gòu)成高壓壩結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致副熱帶高壓繼續(xù)穩(wěn)定維持，850hpa京津冀東北部地區(qū)位于低空急流左前端，存在強(qiáng)濕斜壓梯度和輻合上升運(yùn)動。300hpa層面上南亞高壓呈西部型分布，京津冀東北部地區(qū)處于300hpa.副高北側(cè)的高空強(qiáng)輻散區(qū)。高層輻散對低層輻合的抽吸作用進(jìn)一步增強(qiáng)了上升運(yùn)動。多層面的聯(lián)合作用是導(dǎo)致極端的暴雨過程的重要天氣尺度原因。

?2.2中尺度和地形背景分析

? ? 2.2.1冷空氣筑壩（CAD）機(jī)制

? ? ? 25日氣旋移動至河北太行山前平原的石家莊一帶，天津–河北東北部地區(qū)位于氣旋倒槽區(qū)，ERA5再分析顯示：在25日下午14時–晚上20時左右，氣旋中心在移動至河北中部平原時移速減慢且中心氣壓再度降低。對應(yīng)氣旋東側(cè)的低空急流在此時段內(nèi)強(qiáng)度加強(qiáng)。對ERA5再分析資料分析后發(fā)現(xiàn)河北豐寧圍場附近存在一地面冷中心，冷中心最低氣溫只有21℃，25日氣旋中心位于河北石家莊附近。此時河北東北部–北京存在逆時針方向的風(fēng)向。在氣旋后部氣流的引導(dǎo)下一條冷舌形成于石家莊西部（形成冷空氣筑壩機(jī)制）。該冷舌的存在與氣旋前側(cè)暖區(qū)進(jìn)一步增大了溫度梯度，從而進(jìn)一步加大了氣旋的斜壓性和氣旋東側(cè)的低空急流強(qiáng)度。

? ?2.2.2地形與氣旋性環(huán)流相互作用

? ? 在地形崎嶇地區(qū)的暴雨天氣過程往往少不了地形輻合因素。而此次過程也不例外。對產(chǎn)生極端強(qiáng)降雨區(qū)域的地形進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)：本次強(qiáng)降水天氣過程大于300mm以上的區(qū)域主要發(fā)生在200-1000m左右的燕山山脈南側(cè)，山峰存在一定坡度。925hpa氣旋的東風(fēng)回流與山脈垂直加強(qiáng)了上升運(yùn)動。且降水強(qiáng)度最大的天津東北部恰好位于地面氣旋北側(cè)的氣旋性曲率最大處，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動導(dǎo)致持續(xù)不斷輸送的水汽被最大化的利用。

? ?2.2.3 中尺度系統(tǒng)的反饋機(jī)制

? ? ?在極端的強(qiáng)降水中往往涉及到中尺度系統(tǒng)的反饋機(jī)制。本次過程中，由于wendy的遠(yuǎn)程水汽輸送提供了大量的水汽，在強(qiáng)天氣上升運(yùn)動的背景下，大量水汽凝結(jié)導(dǎo)致潛熱釋放。致使中層出現(xiàn)明顯的加熱過程，中層的加熱過程進(jìn)一步形成了位渦（PV）異常，伴隨中層正位渦的建立導(dǎo)致的低層靜力穩(wěn)定度減小，從而再度加強(qiáng)了氣旋的強(qiáng)度。氣旋導(dǎo)致對流單體再度形成或致使對流再度明顯發(fā)展，而對流單體的冷池與外圍形成的溫度梯度造成了溫度鋒區(qū)導(dǎo)致次級環(huán)流發(fā)展，與天氣尺度系統(tǒng)和地形聯(lián)合共同導(dǎo)致了本次極端的暴雨天氣過程