解析1978年7月25日天津–河北东北部特大暴雨

     提到京津冀地区的暴雨天气过程，大多数人恐怕第一时间想到都是像2012.7.21、2016.7.21这样的过程，因为其发生年份距今很近，且对社会生活影响重大，所以大多数人对其仍记忆犹新，然而当我们回顾历史时则发现，京津冀地区历史上的特大暴雨天气并不算少数。而这些特大暴雨过程降水强度和影响程度上比起新世纪的暴雨过程甚至有过之而无不及……其中最强之一的，就包括下面将要介绍的1978.7.25暴雨过程

⒈过程介绍

     1978年7月24日–26日，天津大部，河北东北部地区遭受强降水天气袭击，其中天津蓟州的别山公社于25日0-17时记录到650.5mm的特大暴雨，为天津市有记录以来日降水量历史记录，距离别山公社不远的大堼庄和礼明庄也观测到日降水量500mm以上的特大暴雨，天津北辰南王平公社25日降水量达到424.5mm，地处河北唐山遵化的水平口站于25日观测到326.6mm的特大暴雨，26日–28日，由于蓟州多日来连续暴雨，导致二里店水库和下窝头穿堤涵洞绝口，天津市区因此大范围积水，积水深度普遍达0.2-0.3m

     笔者对历史数据进行发现后可发现本场暴雨具有以下几个特点①暴雨范围较大，7月24日–26日天津全市和河北东北部大部分地区皆出现暴雨天气②暴雨强度大，河北东北部，天津北部总共有十数个站点出现400mm以上的特大暴雨，其中蓟州别山镇出现650.5mm的特大暴雨（天津日降水之最），降水强度为当地历史罕见级别③暴雨强度自南向北增加，其中最强暴雨区主要位于燕山山脉南部的区域，且暴雨时间相对集中，天津本地的暴雨时间主要集中25日0-17时。针对以上几个特点，笔者从天气分析角度解析本次极端暴雨发生的环境背景。

⒉天气背景分析

⒉⒈天气尺度环流背景

    1978年7月23日，东亚地区中高纬度地区500hpa层面上大致呈一槽一脊型分布，其中巴湖–贝加尔湖附近为一大切断低涡，而我国东北–俄罗斯远东地区为一脊，该脊导致副热带高压与其北侧阻高联通形成高压坝，进一步导致副高稳定维持在30-40ºN地区（根据风场和各个层面气压场判断）。23日20时我国东部上空为一短波槽，槽底下探到河套地区附近，几日前在长三角附近登陆的热带气旋Trix在槽前较强斜压能和垂直风切变的背景下已经转化为温带气旋，结束了它的一生，转换为温带气旋的Trix在副高边缘气流和槽前西南气流的的引导下向东北方向移动。

 2.2水汽和动力分析

    24日20时短波槽位于我国华北地区，槽前正涡度平流的输送作用进一步增强了华北地区上空的天气尺度上升运动。而这一天河北唐山的部分地区已经出现100mm的强降水天气（北山屯145.9mm、水平口174.2mm、挂兰峪117.2mm、大河局226.8mm）在西南气流和副高边缘气流引导下，已经转换为温带气旋的Trix逐渐移动至山东附近，其中心气压在地面摩擦和周围大气环境的作用下已经逐渐升高。但温带气旋的其东侧其与副高边缘由于明显的气压梯度形成强烈的低空急流，最强的低空急流位于山东–苏北一线（即副高曲率最大处与气旋交界区）。在850hpa层面上，最强低空急流一度接近甚至超过60kt，由于气旋南侧的低空急流与7808号热带气旋wendy水汽通道相连，进一步增强的水汽向北方的输送，根据ERA5再分析显示：24日23时–25日下午14时，从福建移向华北的低空急流持续为华北地区提供水汽输送，导致华北地区的暴雨区得到持续的水汽供应。在25日的暴雨过程中，京津冀地区850-700hpa的相对湿度持续达到100％，而925hpa的边界层东风回流进一步增强了水汽输送。500hpa层面上，在上游短波槽的正涡度作用下，我国东北–俄罗斯远东一带的脊虽略有减弱，但仍足以构成高压坝结构并导致副热带高压继续稳定维持，850hpa京津冀东北部地区位于低空急流左前端，存在强湿斜压梯度和辐合上升运动。300hpa层面上南亚高压呈西部型分布，京津冀东北部地区处于300hpa.副高北侧的高空强辐散区。高层辐散对低层辐合的抽吸作用进一步增强了上升运动。多层面的联合作用是导致极端的暴雨过程的重要天气尺度原因。

 2.2中尺度和地形背景分析

    2.2.1冷空气筑坝（CAD）机制

      25日气旋移动至河北太行山前平原的石家庄一带，天津–河北东北部地区位于气旋倒槽区，ERA5再分析显示：在25日下午14时–晚上20时左右，气旋中心在移动至河北中部平原时移速减慢且中心气压再度降低。对应气旋东侧的低空急流在此时段内强度加强。对ERA5再分析资料分析后发现河北丰宁围场附近存在一地面冷中心，冷中心最低气温只有21℃，25日气旋中心位于河北石家庄附近。此时河北东北部–北京存在逆时针方向的风向。在气旋后部气流的引导下一条冷舌形成于石家庄西部（形成冷空气筑坝机制）。该冷舌的存在与气旋前侧暖区进一步增大了温度梯度，从而进一步加大了气旋的斜压性和气旋东侧的低空急流强度。

   2.2.2地形与气旋性环流相互作用

    在地形崎岖地区的暴雨天气过程往往少不了地形辐合因素。而此次过程也不例外。对产生极端强降雨区域的地形进行分析后发现：本次强降水天气过程大于300mm以上的区域主要发生在200-1000m左右的燕山山脉南侧，山峰存在一定坡度。925hpa气旋的东风回流与山脉垂直加强了上升运动。且降水强度最大的天津东北部恰好位于地面气旋北侧的气旋性曲率最大处，强烈的上升运动导致持续不断输送的水汽被最大化的利用。

   2.2.3 中尺度系统的反馈机制

     在极端的强降水中往往涉及到中尺度系统的反馈机制。本次过程中，由于wendy的远程水汽输送提供了大量的水汽，在强天气上升运动的背景下，大量水汽凝结导致潜热释放。致使中层出现明显的加热过程，中层的加热过程进一步形成了位涡（PV）异常，伴随中层正位涡的建立导致的低层静力稳定度减小，从而再度加强了气旋的强度。气旋导致对流单体再度形成或致使对流再度明显发展，而对流单体的冷池与外围形成的温度梯度造成了温度锋区导致次级环流发展，与天气尺度系统和地形联合共同导致了本次极端的暴雨天气过程