暴雨常在非常短的时间内造成严重的洪涝灾害，由于其突发性和局地性均较强，因此难以预报和追踪。近年来随着经济社会的发展和城市的不断扩大，由暴雨导致的城市内涝常对国民经济建设、人民生命财产和工农业生产造成越来越严重的影响[1-7]。

张家口位于内蒙古高原与华北平原衔接处，属于温带大陆性干旱与半干旱季风气候，常年干旱少雨，年平均降水量仅为384 mm，夏季多局地性短时暴雨，大于50 mm的暴雨平均每年有1～2次，为小概率事件，预报难度极大。文中以2013年7月14日张家口地区出现的年度最大强度降水天气过程为例，分析了暴雨形成及发展机制的特点，以期为做好当地暴雨灾害的预防和预警工作提供参考。

1 天气概况

受西风槽和副热带高压外围暖湿气流共同影响，2013年7月14日下午到15日夜间，张家口市出现了全市范围的降水过程，过程持续时间长，累积降水量大，大部分地区达到大雨，局部暴雨。全市平均降水量42.9 mm，大于50 mm的乡镇98个，大于100 mm的乡镇2个。最大为崇礼的塞北滑雪场128.6 mm。受该次强降雨影响，共计 6个县的32个乡镇，153个行政村遭受了不同程度的洪涝灾害。受灾人口653户，1 763人；受灾面积18.7 hm2，其中成灾18.7 hm2，绝收15.3 hm2；倒塌房屋446间，严重损毁351间；造成直接经济损失520万元，其中农业损失33.6万元，家庭财产损失275.1万元。

从图1可以看出，张家口市区降水开始时间是14日的夜间，主要降水时段是从14日夜间至15日白天。从14日傍晚开始低层湿度明显增大，温度露点差一直保持在2℃左右，接近饱和状态并持续到过程结束；从14日23：00起张家口地区受地面低压控制，气压持续下降，上升运动明显加强。

区域内古火山构造保存完整，喷发旋回清晰，主要有庙岭—上秋盘火山和小章沟火山构造，区内金矿床(点)围绕火山构造具有成群成带分布的显著特点，对本区金矿床的产出、分布具有控制作用。槐树坪金矿即位于小章沟火山构造的东北部边缘，并受其控制(图2)。

2 环流形势和影响系统

2.1 500 hPa环流形势演变

  

图1 14日8：00至15日20：00张家口站（54401）地面三线图

  

图2 500 hPa环流形势

由图3a可知，整层的湿度较大，但是没有不稳定能量，Cape值为0，K指数34，沙氏指数1.86，层结较为稳定，这样的条件有利于出现持续性的强降水，不利于强对流、雷电天气的产生；到了15日8：00（图3b），400 hPa以下几乎饱和，Cape值和K指数都有所增加，而且有一定的不稳定能量，表明午后出现强对流天气的可能性增大。

2.2 影响系统演变

从图8可以看出，回波长达18 h且一直稳定的层状云回波降水系统，最大回波强度40 dBZ，这在张家口地区较为少见。到了15日15：00张家口西北部开始出现对流性回波，并逐渐发展成带状回波，最强回波强度为58 dBZ，20：00逐渐减弱移出影响区域。

假相当位温θse是一个重要的温湿特征参数，是表征大气温度、压力、湿度的综合特征量，能有效的反应大气中能量的分布特征，表明大气的层结状态。从图7可以看出，14日20：00张家口附近高低层均有假相当位温的大值中心，中心强度达到76℃，为暴雨天气的发生提供了充足的水汽和能量条件。

3 物理量场分析

3.1 T-logP图分析

从图2可以看出，造成张家口地区该次强降水主要是由从贝加尔湖到河套地区的西风槽缓慢东移与副热带高压外围的暖湿气流相互作用的结果。副热带高压势力较强位置少变，同时由于第7号台风苏力的影响，从14日8：00—20：00，584线一直位于40°N附近，位置较为偏北，这不仅为强降水前水汽和能量的输送及积累提供了较好的条件，而且形成了“西低东阻”态势，降水系统东移缓慢，导致降水持续时间较长。

3.2 强天气分析

从图4可以看出，从14日20：00到15日8：00系统移动较为缓慢，整个系统后倾，500 hPa槽线远落后于700和850 hPa切变线；到15日8：00，700和850 hPa的切变位置基本重合，与地面辐合线位置配合较好，更有力于对流天气的发生，位置仍位于张家口西部；低层一直有急流存在，位置沿着副高外围相对张家口区较为偏东，到15日8：00急流加强且位置更为偏西偏北，湿舌的位置随着低空急流逐渐北移，850 hPa低空急流为降水提供源源不断的水汽输送，也为该次强降水提供能量和动力抬升条件。200 hPa高空也有急流存在，影响区位于高空急流的南侧，高空的辐散起到抽吸作用，高低空急流相互作用为该次暴雨过程提供了较好的动力条件。

  

图 3 7 月 14 日 20：00（a）和 7 月 15 日 8：00（b）探空

  

图 4 14 日 20：00（a）和 15 日 8：00（b）中尺度分析

3.3 水汽条件

水汽是否充足是强降水的必要条件，通过分析水汽通量散度可知（图5），从14日20：00开始，850到700 hPa之间水汽通量散度开始明显减小，到15日8：00，850 hPa中心值达-16 g/（hPa·cm2·s），低层水汽辐合明显，这与之前分析的低空急流的加强有关。沿着114°E做比湿的空间剖面（图6），也可以看出低层整层的湿度条件较好，最大中心达到17 g/kg。

3.4 热力条件

项目决策环节也会影响项目成本，主要表现在确定项目规模，建设标准，合理选择建设地点和确定工程技术方案。以上内容都属于项目决策环节需要关注的问题，还会在较大程度上决定工程项目的整体管理效益。

（1）由于该次过程副高势力较强，使西风槽移动至张家口上游时速度减慢并加强，影响区较长时间处于高空槽的东南象限，是形成该次较长时间降水的主要原因，也是干旱与半干旱区域暴雨最主要特征之一。

4 雷达回波特征分析

从14日20：00到15日20：00低层系统演变过程可知，14日20：00 500 hPa槽线明显落后于700 hPa和850 hPa的切变，且位置相对较远，高低层系统配配置稳定少变；到15日8：00，700 hPa和850 hPa的切变近乎垂直，有利于对流天气的出现，直至15日20：00 700 hPa切变移出张家口地区，降水趋于结束。

5 小结

师：它却又在孕育着新生命，诞生了希望，看到了明天。充满了力量。你们真会找，这样好的文字，让我们再来美美读读这一段，将美丽广玉兰花映入我们心中。争取能把这句背下来。

（2）该次系统为明显的后倾结构，深厚的湿层、较小的高低层温差，过程以层状云降雨为主。

（3）强降水的产生仅靠暴雨区上空的水汽积累是远远不够的，还需要源源不断的水汽输送。该次降水开始到结束，700、850 hpa一直存在急流，西南风急流在为暴雨区带来水汽输送了大量的能量的同时，也提供了动力抬升条件，是该次暴雨过程持续发展的关键因素。

  

图5 张家口上空水汽通量散度的时间剖面

  

图6 沿114°E比湿空间剖面

  

图7 沿 115°E ，45°N 到 115°E，35°N 的 θse 水平剖面

  

图8 7月14日19：00至15日13：00雷达反射率因子回波

（4）雷达反射率因子表明这是一次开始主要是长时间的层状云稳定性降水，15日8：00又有部分对流性降水强力补充。

无论采用哪种方式，航运业的低硫化、环保化、清洁化趋势已经成为潮流，航运公司正在积极加大节能减排和清洁能源技术的研发投入，一方面会通过降速航行、安装节能设备、强化燃油管理等方式降低燃油消耗，另一方面会在清洁能源技术方面加大投入，液化天然气、液化石油气、甲醇、氢能源、太阳能等清洁能源的应用会大大加速。国际海事组织低硫新政策将进一步加快推动全球航运业的绿色发展。

参考文献

[1]孙继松，何娜，王国荣，等.“7.21”北京大暴雨系统的结构演变特征及成因初探[J].暴雨灾害，2012，31（3）：218-225.

[2]方翀，毛冬艳，郑永光，等.2012年7月21日北京地区特大暴雨的成因[J].天气预报技术总结刊，2012，4（4）：5-11.

[3]华北暴雨编写组.华北暴雨[M].北京：气象出版社，1992.

[4]俞小鼎.2012年7月21日北京特大暴雨的成因分析[J].气象，2012，38（11）：1 313-1329.

[5]史小康，李耀东，高守亭，等.一次江淮暴雨的数值模拟及暴雨落区的诊断分析［J］.气象科学，2007，27（1）：26-34.

[6]湛芸，孙军，徐浦，等.北京721特大暴雨极端性分析及思考（一）观测分析及思考[J].气象，2012，38（10）：1255-1266.

[7]杨莲梅.南亚高压突变引起的一次新疆暴雨天气研究[J].气象，2003，29（8）：21-25.