与南方暴雨不同，在过去几十年中，有关东北暴雨的研究相对较少。事实上，东北降水较多是受西风带系统的影响并与热带副热带环流系统相互作用的产物，并且大多受具有局地特色的东北冷涡环流的控制。大量事实表明，当东北冷涡与其它天气系统如台风、气旋等相互作用时能够产生暴雨甚至特大暴雨。

 

　　本期嘉宾：中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室常务副主任 王东海博士

 

　　采访人：本报记者 丁继武

 

　　

 

东北暴雨具有突发性强的特点

 

　　系统性地研究东北暴雨，将提高对东北灾害性天气的认识，并有利于加深对中国暴雨的全面理解。

 

　　暴雨是我国东北地区的主要灾害性天气之一。20世纪90年代以来，东北地区相继发生过若干次不同等级的大范围洪涝灾害，如1994年东北严重洪涝、1995年东北东南部大洪水、1998年夏季嫩江流域和松花江流域特大洪水以及2005年东北大部洪涝等。除了这种大范围的洪涝灾害，更多的是具有突发性的局地性暴雨，如2005年黑龙江省沙兰镇的短时强降水，给该地区人民生命财产带来了严重的损失。东北暴雨具有突发性强、强度高、持续时间长等特点。多年来东北暴雨的预报和预警一直是我国东北地区气象工作者的重点和难点。

 

　　由于东北暴雨系统内部观测资料的稀少和研究的匮乏，目前对东北地区暴雨洪涝灾害出现的规律、大尺度环流背景、强暴雨天气系统的形成机制和发展演变的物理过程等问题还缺乏应有的认识，这也直接导致了我们对这种灾害性天气的监测和预测水平与实际的业务需要还有很大差距。过去的工作大多是围绕着东北暴雨形成的大尺度天气气候统计、个例分析进行。受到当时观测资料和数值模式条件的限制，对东北暴雨过程的中尺度分析主要是限于个别天气学分析，近些年虽然有了卫星、雷达等遥感资料，对东北中尺度对流系统的研究也基本限于简单的天气分析，几乎没有涉及到其形成的热力动力过程，这同社会经济发展到今天对暴雨定时、定点、定量预报的需求相差非常大。近些年来，随着我国天气监测网的日益完善，所获得的常规观测资料较以前改善很多，同时高分辨率的中尺度数值预报模式也得到了快速发展。

 

　　在国家自然科学基金重点项目“我国东北强降水天气系统的动力过程和预测方法的研究”中，王东海对影响东北暴雨的几类主要天气系统——气旋、台风、冷涡进行了分析，并对近50年来我国东北暴雨这一研究领域的进展作了综述。

 

影响东北暴雨的主要天气系统

 

　　气旋是造成我国东北地区区域性暴雨的主要系统，按其源地可分为蒙古气旋、华北气旋和江淮气旋3类。前两者称为北方气旋，后者称为南方气旋。大范围特大暴雨除受台风影响外，南来气旋影响占第二位。北方气旋一年四季均可发生，尤以春、夏季最多，在气旋发生、发展和移动过程中往往带来复杂的天气变化，产生暴雨、沙尘暴的几率较高。如果气旋和减弱台风的水汽相结合，成为半热带性质的气旋，则其能量之大、降水之强、范围之广，可称为东北地区最强的降水系统。

 

　　热带气旋是我国主要天气灾害系统之一，也是造成东北地区夏季暴雨的主要天气系统之一，当热带气旋北上时对我国东北地区，尤其东北的东南部地区影响巨大，常引发大范围洪涝灾害。虽然北上的热带气旋为数不多，但是造成的影响和损失相当严重。可以说，我国东北地区盛夏季节的暴雨，特别是特大范围暴雨，大多都有台风参与，如1975年04号台风、2005年9号台风“麦莎”。

 

　　20世纪80年代以来，国内对热带气旋登陆北上影响我国北方地区降水进行了一些研究。对于登陆热带气旋引发的大风、暴雨、龙卷风等强对流天气的预报，在很大程度上依赖于观测手段和资料的收集。非常规观测资料在热带气旋数值模拟研究中的应用，不仅表明卫星、雷达等非常规资料的引入为细致刻画热带气旋暴雨中尺度结构和机理提供了有力依据，而且也为深入研究登陆热带气旋引发强对流的预报提供了重要手段。但是，异常台风的机理研究和预报仍是未解决的难题，热带气旋内部中小尺度结构的探测和分析还较为薄弱。

 

　　冷涡是影响我国东北地区的主要天气系统之一，它是大尺度环流形势在东北地区特定条件下的产物，冷涡的形成、滞留和填塞对大气环流又起着重要的反馈作用，是东亚重要的天气系统。我国东北地区处于大兴安岭东侧，高空急流的北面，独特的地形、锋区急流的动力和热力作用使得东北地区上空经常出现冷性涡旋，东北冷涡存在明显的季节变化，主要集中在夏季，和东北阻塞高压的时间分布同步，常给东北地区夏季带来低温多雨的天气，甚至带来洪涝灾害，如1998年6月至8月切断低压与东北低涡频繁发生引发了松花江、嫩江百年不遇的洪灾。

 

东北冷涡激发强暴雨过程的复杂性

 

　　可以说，对东北冷涡暴雨的研究在20世纪80年代才开始真正起步。总的来说，对东北冷涡暴雨的研究过去多集中在冷涡的天气气候特征、天气尺度特征、中尺度系统发生发展的天气尺度背景和诊断分析及预报方面。

 

　　过去较多的研究是用东北冷涡的时空分布特征、环流季节变化来对东北冷涡进行诊断分析，并由此去研究东北冷涡形成的基本因素，但是具备了基本条件未必就产生东北冷涡，必须还要有一些其他的充分条件才能完善东北冷涡的形成并维持其机制。东北冷涡与北上的热带系统相结合时可激发强暴雨过程，其诱发对流的天气是预报的重点和难点，其落区、强度很难把握。所以深入探讨东北冷涡的暴雨机制是研究我国东北地区暴雨的另一切入点和突破口，对东北冷涡的系统研究将有利于提高东北冷涡暴雨天气的预报水平，从而提高我国东北地区暴雨过程的预报预测水平。

 

　　待解决的问题是：影响东北地区的台风和暴雨的强度、分布及转向问题；东北冷涡的内部结构特征及其发生发展的物理机制；东北冷涡下中尺度对流系统的结构特征与暴雨的关系；引发东北地区强暴雨过程的水汽源地等问题。

 

　　当前，对东北暴雨预报尤其是东北冷涡暴雨强度及分布的预报仍很困难。这是由于东北暴雨的研究涉及到各种不同纬度、不同尺度的环流系统以及它们之间的相互作用，这使得研究的难度很大。

 

　　随着以雷达、卫星探测和稠密观测网为核心的现代气象观测系统的不断加强，尤其目前东北地区气象综合观测系统的建立，已经形成了对东北地区“三站四网”的立体观测网，我们有条件有能力对东北强降水天气系统进行中尺度结构机理及其预测方法的探讨，需要一个多单位多部门分工协作的科学研究，这也意味着对东北暴雨还需要长期的艰苦的工作。