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试析大连老帽山区域一次特大暴雨过程

2020-04-20 749 上传者：管理员

摘要：老帽山地区1981年7月26日—28日发生了700年一遇的暴雨洪水，人民生命财产遭受无法估量的重大损失。本文探究分析了当时的天气系统、大气环流状况、水汽输送以及老帽山地区地形抬升对此次暴雨的影响，对于暴雨形成因素及特征进行了总结。奠定了分析此次暴雨成因、时空分布特性、洪水形成条件、变化规律的基础，为未来调度工作的开展提供了具有参考意义的资料。

关键词：
地形抬升
大连市
天气系统
水汽来源
特大暴雨
输送路经
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大连市位于辽宁省南部，属长白山余脉丘岭山区，坡陡流急受暴雨洪水灾害威胁更为严重，属省防汛重点区域。因此分析研究大连地区暴雨洪水形成原因变得尤为重要且具实际意义。大连市普兰店（原新金县）老帽山地区1981年7月26日—28日发生了700年一遇的暴雨洪水，大连，营口两市受暴雨泥石流灾害死亡近千人，老帽山西坡哈大铁路万家岭大桥被冲毁，铁路运输中断，人民生命财产遭受无法估量的重大损失。

1、暴雨概况

1.1 地理位置特征

老帽山东南侧为普兰店市，西北相邻盖州市及瓦房店市，东侧为庄河市，属于多市界山。老帽山西麓系浮渡河发源地，流经大连，营口两市边界注入渤海辽东湾；南麓为复州河发源地，流经2座大型水库（松树水库，东风水库）和瓦房店市区并于三台乡注入渤海；东麓为碧流河支流。老帽山海拔848m，属千山山脉南延后的低山区，地形相对高差偏大，坡度较陡，山势险峻陡峭。

1.2 暴雨实况

1981年7月26日到7月28日之间，辽宁大部分地区都遭遇了大雨或是暴雨，尤其老帽山地区，降雨达到特大暴雨等级。3d内，辽南大部分地区降大雨或暴雨，尤其是老帽山区域普降特大暴雨，发生重现期为700年一遇的特大暴雨洪水。暴雨中心地区原新金县同益公社唐家屯的最大降水量（54h）已达到768.9mm，原盖县杨屯公社邢家北岭（54h)738.8mm，原新金县同益公社于家王屯（54h）692.1mm，其暴雨影响程度和范围可以说在该区域历史上是绝无仅有的。此次暴雨雨强及雨量都很大，罕见的降雨导致山洪暴发，引起大面积的山啸及滑坡，乱石滚滚。老帽山周边河流水位突涨，水头高达7～8m。老帽山南麓的复州河河水暴涨，汇水面积只有302.4km的松树水库遭遇700年一遇的特大洪水，洪峰流量5370m3/s，副坝紧急时刻险遭爆破，由于水文情报的及时报送，避免了更大的库毁人亡，然而瓦房店地区也出现了大面积的交通设施被冲毁，耕地被淹没，人畜也都遭受到严重伤亡。

1.3 特大暴雨等值线绘制

根据《辽宁诸小河流水文年鉴》第四册的实测资料，收集了暴雨中心区及周边范围内的如马屯、西韭等共计111个站的资料。选用各雨量站、水文站的7月26日到7月28日之间最大24h降水量，（没有最大24h降水量资料的水文站用该站最大日降水量补齐）绘制等值线图，如图1所示。

1.4 降雨分布分析

由图1可以看出，暴雨中心点位于东经122°15’北纬39°50’附近。老帽山南坡，如唐家屯、西韭站、马屯站及大屯站降水量最大，24h降水量都大于300mm。西韭站的降水量最高，为576mm达到了700年一遇。降水量大于200mm的雨量站有17个，多分布于暴雨集中区的南面。整个暴雨过程呈南北方向走势，尤其老帽山以南，降雨量高面积广。

图17月26日到7月28日之间最大24h降水量等值线图

降水量大于200mm的范围内，有大中小型水库34个，其中大型水库2座，松树水库及刘大水库。其中松树水库离暴雨中心区最近，松树水库主坝长280m，高25.46m，防洪库容7688万m3。当时以百年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。在此次暴雨中幸免未出现溃坝等问题，并在此次暴雨洪水中起到了抗洪调洪的重要作用。

2、老帽山地区暴雨分析

2.1 当时的天气系统

东北地区的暴雨及特大暴雨。多数是由于北上台风或减弱的台风低压与西风槽和冷空气相互迎合的相互作用下产生的。据统计，导致东三省有降水或提供水汽影响的台风可以分为三大类：第一类为消失类，这种台风一般经过江南或者黄河长江、渤海黄河便会消失；第二类为转向类，一般在朝鲜半岛处东转，或是到达日本海峡后东转；第三类则是北上类，台风在经过北纬40°后若在东经118°～127°之间则东转，若在127～135°之间则西转。影响此次暴雨的台风则属后者。

一般情况下大连地区的降雨是由太平洋副热带高压一路北上，不超越北纬40°线东转经过黄海后登陆，再经庄河直接进入鸭绿江河套地区。所以大连的多年平均降雨量约为600mm，庄河多年平均降雨量在800～1000mm之间，丹东多年平均降雨量为1000～1200mm之间，瓦房店地区受台风路经影响少，多年平均降雨量在400～500mm之间，很少发生特大暴雨。

大连地区夏季暴雨形成前期，西太平洋热带辐合带常伴随着台风向西北方向活动，通常在110°～120°E获得强烈发展。8号台风于1981年7月17日0时形成后，向西北方向移动，此时为热带低气压。7月18日18时掠过宫古岛后继续向西移动，以热带风暴形式进入东海海面，19日途径台北并于20日0时在浙江登陆，再次转化为热带低气压。台风登陆后减弱为热带低气压一路北上进入辽宁。热带低压和太平洋副热带高压之间形成了强气压梯度，更加便于形成通向辽南地区的南风低空急流。同时，乌拉尔山地区高压脊持续稳定不断加强，其东边的巴尔喀什湖地区上空的冷空气大量堆积，冷空气在西伯利亚得到加强，一路南下东移进入辽南地区。7月中旬，新地岛北部存在一极涡中心，西欧低槽发展加深，槽前暖平流向北输送了大量的暖空气，形成了乌拉尔山西侧高压脊。中亚至东亚地区上空低槽随之发展加深，反映了高纬极地出现冷空气的大量积聚。中高纬较强冷空气向南爆发与中低纬暖湿气流于老帽山附近相遇，且持续较久，引起了此次暴雨。

2.2 大气环流状况

大连地区的暴雨系统主要受热带，西风带和副热带这3种环流系统影响。其中西北太平洋副热带高压在这3种环流系统中，占主导地位。图2为7月28日500hPa图，低压中心依然位于乌拉尔山脉附近并较之前在扩大。副高位于日本海附近，呈块状位于辽宁东南方向，向四周辐散。辽宁南部至吉林可以看到一条中尺度暖切变线。海洋向北输送暖湿空气，与陆地上相对较冷的空气相遇就形成了雨带。日本海高压脊呈西低东阻的形式，使气旋和强雨团停滞于大连地区，从而使暴雨连续降落到老帽山地区，形成了此次特大暴雨。

2.3 水汽输送

2.3.1 经向输送

此次暴雨的产生条件之一是充足的水汽供应，7月24到7月26日的暴雨中心的水汽通量经向剖面显示，水汽输送以来自太平洋的水汽通道为主，为降水提供了足够的水汽。8号台风所形成的急流及大气环流的作用，为暴雨中心提供了输送通道。

26日，400hPa以下皆存在大量的水汽，东经40°可以发现明显的水汽辐合区。风向也由水平方向转化为部分垂直运动。由“1981年7月26日高空500hPa等压线叠加850hPa风场”可知西太平洋副热带高压呈块状分布，与中纬度地区的高压脊形成了一道经向的高压坝，青藏高压东伸，两个副高之间形成辐合区。水汽上升运动凝结在40°的聚集形成了26日大连地区的第一次降雨。

图21981年7月28日高空500hPa等压线叠加850hPa风场

2.3.2 纬向输送

7月24到7月26日的暴雨中心的水汽通量纬向剖面，120°附近皆为东风，可知此次暴雨以太平洋输送的西南季风为主，印度洋西南季风为辅。25日，800hPa上可以看到东经118°附近水汽产生辐散，水汽自西向东传送。

26日，青藏副高与东海副高之间的辐合形成，与贝加尔湖低压中心打通，形成经向低压带，辐合区以东为太平洋海面的大部分水汽输送，辐合区以西为8号台风带来的东北气流，冷暖空气相互作用，形成了特强降雨系统。

2.4 老帽山地区地形抬升对此次暴雨的影响

老帽山地区位于辽东半岛南部，海拔高达800m以上。山体主要由花岗岩及片麻岩组成，老帽山处于瓦房店市与普兰店市之间，濒临渤海海岸，所以相对地形高差比较大。老帽山特有的山区地形及喇叭口地貌都对此次暴雨产生了很大的影响。在水汽输送的过程中，老帽山的地形对气旋及强雨团都起到了一定的阻挡作用，在此次暴雨过程中，水汽团一部分受到了高压脊的阻挡，另一部分受到了地形的阻挡，使原本水平运动的雨团改为垂直运动。两种阻挡作用交叉于老帽山西南部，暖湿空气因此被迫抬升。

喇叭口地形要远高于单纯的迎风坡地形对雨团的阻挡，喇叭口地形对暴雨的影响增减程度与喇叭口的开放度呈正相关关系，地形坡度越大，暴雨强度增加的越强。喇叭口开口程度越大，暴雨强度也增加的更大。位于喇叭口地形迎风坡处的原新金县，在此次暴雨中降水量要远高于其他地区。新金县的乐甲站及长岭站的降水量均达到300mm以上，是周边平地雨量站的多倍以上。相对于西伯利亚南下的冷空气而言，通常状况下，冷空气强于暖湿空气，冷空气可以直接冲击而快速南下，并不会产生降雨。当冷空气较弱于暖湿空气时，暖湿空气得到抬升，但强度不大，抬升高度不够，产生的降雨强度也不会达到暴雨等级。而此次老帽山的地形及暖切变线的横向阻挡，使暖湿气流从冷空气的侧面被抬升，且形成长时间的滞留。暖湿空气长时间的抬升并不能输出，则引起了长时间的强降雨过程。

3、结论

1）长期以来大连地区台风及热带气旋运行规律一般是很难越过北纬40.5°线，而是沿大陆黄海岸转东北方向，途经庄河市，东港市，进入丹东市鸭绿江河套地区北上。但此次低压中心于乌拉尔山脉一带迅速增大，携西伯利亚冷空气一路南下进入辽南地区，太平洋副高则越过北纬40°线在老帽山周边形成了东北西南走向的暖切变线，同时副热带高压脊呈西低东阻的态势稳定于日本海，从而使气旋和强雨团停滞于老帽山一带，使暴雨持续降下并形成本次特大暴雨。

2）造成此次暴雨的主要大气环流系统为太平洋副热带高压势力偏强，位置靠近东海，稳定存在于日本海并缓慢移动的高压脊和暖湿空气与暖切变线的相遇，导致了低涡槽的发展和停滞，带来了强降水系统。

3）此次暴雨产生的主要水汽来源有太平洋输送的西南季风以及印度洋西南季风。太平洋输送的西南季风向西北方向发展直接进入辽宁地区，为暴雨中心提供了绝大部分的水汽，印度洋西南季风经由喜马拉雅山，横跨青藏等地，由大陆向辽东半岛提供了部分水汽，起辅助作用。

4）在水汽输送的过程中，老帽山的地形地貌对气旋及强雨团都起到了一定的抬升和阻挡作用，使暖湿气流从冷空气的侧面被抬升，且形成长时间的滞留。暖湿空气长时间的抬升并不能输出则引起了长时间的强降雨过程。另外，因地形坡度越大，暴雨强度增加的越强。喇叭口开口程度越大，暴雨强度增加的也大，所以位于喇叭口地形迎风坡处的原新金县，在此次暴雨中降水量要远远高于其他地区。综上所述，老帽山地区817暴雨洪水生成的原因虽然说是多方面的，但主要是由于当时极端天气系统和大气环流，水汽的持续不断输送和老帽山特殊地形的抬升阻挡作用等四方面重合叠加影响所致。

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