呼和浩特暴雨：成因剖析與綜合診斷一、引言1.1研究背景與意義呼和浩特，作為內(nèi)蒙古自治區(qū)的首府，位于中國(guó)北方內(nèi)陸地區(qū)，其獨(dú)特的地理位置和氣候條件，使其暴雨天氣頻發(fā)。近年來，隨著全球氣候變化的加劇，呼和浩特暴雨的強(qiáng)度和頻率呈上升趨勢(shì)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及居民的生活造成了嚴(yán)重影響。從氣候角度來看，呼和浩特屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，降水集中在夏季，且年際變化大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過去幾十年中，呼和浩特暴雨日數(shù)雖相對(duì)較少，但年變化顯著，且降水高度集中。這種氣候特征導(dǎo)致一旦出現(xiàn)暴雨，短時(shí)間內(nèi)大量降水極易引發(fā)洪澇災(zāi)害。例如，2017年7月5-6日，受高空冷渦和低層暖濕氣流共同影響，呼和浩特地區(qū)出現(xiàn)一次明顯降水過程，多地出現(xiàn)大雨、暴雨，造成了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇，交通癱瘓，部分地區(qū)居民生活受到極大影響。從地理環(huán)境角度分析，呼和浩特地處內(nèi)蒙古高原南部邊緣，地形復(fù)雜多樣，北部為大青山山脈，南部為土默川平原。這種地形條件使得暴雨天氣的發(fā)生具有一定的復(fù)雜性和特殊性。大青山山脈對(duì)氣流的阻擋和抬升作用，容易導(dǎo)致水汽在山前聚集，形成降水，且降水強(qiáng)度往往較大；而土默川平原地勢(shì)相對(duì)平坦，排水不暢，在暴雨發(fā)生時(shí)，極易造成積水，加重洪澇災(zāi)害的危害程度。暴雨災(zāi)害給呼和浩特帶來的影響是多方面的。在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，暴雨引發(fā)的洪澇災(zāi)害會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)和服務(wù)業(yè)造成巨大損失。農(nóng)業(yè)方面，洪澇淹沒農(nóng)田，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收，影響農(nóng)民收入，如2016年的暴雨洪澇災(zāi)害，使得呼和浩特周邊部分農(nóng)田受災(zāi)嚴(yán)重，農(nóng)作物損失慘重；工業(yè)上，工廠被淹，設(shè)備損壞，生產(chǎn)停滯，不僅造成直接的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響產(chǎn)業(yè)鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；服務(wù)業(yè)中的旅游業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等也會(huì)因暴雨災(zāi)害遭受重創(chuàng)，交通中斷使得游客減少，運(yùn)輸受阻導(dǎo)致貨物積壓，給相關(guān)企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)壓力。在生態(tài)環(huán)境方面，暴雨引發(fā)的洪水可能會(huì)破壞河流、湖泊等水體生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，水生生物生存環(huán)境受到威脅。水土流失問題也會(huì)因暴雨而加劇，土壤肥力下降，影響植被生長(zhǎng)，進(jìn)而破壞整個(gè)生態(tài)平衡。此外，暴雨還可能引發(fā)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)山區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。在社會(huì)層面，暴雨災(zāi)害直接威脅居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。城市內(nèi)澇導(dǎo)致道路積水，車輛熄火，行人被困，交通事故頻發(fā)；農(nóng)村地區(qū)房屋被淹，居民被迫轉(zhuǎn)移，生活秩序被打亂。同時(shí)，暴雨引發(fā)的災(zāi)害還可能導(dǎo)致公共設(shè)施受損，如電力、通信中斷，給居民的日常生活帶來極大不便。綜上所述，深入研究呼和浩特暴雨的成因并進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷分析，具有極其重要的意義。通過對(duì)暴雨成因的研究，可以更好地了解暴雨形成的物理機(jī)制和影響因素，為暴雨的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)，提高氣象部門的預(yù)報(bào)能力和水平。準(zhǔn)確的診斷分析有助于提前預(yù)測(cè)暴雨災(zāi)害的發(fā)生，為政府部門制定科學(xué)合理的防災(zāi)減災(zāi)措施提供決策支持，減少災(zāi)害損失，保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。對(duì)呼和浩特暴雨的研究也有助于豐富和完善我國(guó)北方內(nèi)陸地區(qū)暴雨天氣的研究體系，為其他地區(qū)應(yīng)對(duì)類似的暴雨災(zāi)害提供參考和借鑒。1.2研究目的與方法本研究旨在深入探究呼和浩特暴雨的成因，全面、系統(tǒng)地對(duì)其進(jìn)行診斷分析，揭示暴雨形成的物理機(jī)制和影響因素，從而為暴雨的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。通過對(duì)呼和浩特暴雨的研究，期望能更準(zhǔn)確地理解該地區(qū)暴雨的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，提高氣象部門對(duì)暴雨天氣的預(yù)測(cè)能力，減少暴雨災(zāi)害帶來的損失。為實(shí)現(xiàn)上述研究目的，本研究采用了以下多種研究方法：資料分析法：廣泛收集呼和浩特地區(qū)多年的氣象觀測(cè)資料，包括降水、氣溫、濕度、氣壓等常規(guī)氣象要素?cái)?shù)據(jù)，以及高空探測(cè)、地面加密觀測(cè)等資料。收集該地區(qū)的地形地貌數(shù)據(jù)、河流湖泊分布信息等地理資料。同時(shí)，收集歷史上呼和浩特發(fā)生暴雨的相關(guān)資料，包括暴雨事件的時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度、影響范圍等，對(duì)這些資料進(jìn)行詳細(xì)的整理和分析，以獲取有關(guān)呼和浩特暴雨的基本特征和規(guī)律。天氣形勢(shì)研究法：運(yùn)用天氣學(xué)原理，對(duì)呼和浩特暴雨發(fā)生時(shí)的大尺度環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行分析，研究高空槽、脊、低渦、切變線等天氣系統(tǒng)的演變和相互作用，以及它們對(duì)暴雨形成的影響。通過分析500hPa、700hPa、850hPa等不同高度層的天氣圖，了解大氣環(huán)流的配置情況，確定影響呼和浩特暴雨的主要天氣系統(tǒng)及其移動(dòng)路徑和強(qiáng)度變化。物理量場(chǎng)分析：利用NCEP/NCAR再分析資料等，計(jì)算和分析暴雨發(fā)生時(shí)的各種物理量場(chǎng)，如渦度、散度、垂直速度、水汽通量、水汽通量散度等。通過對(duì)這些物理量場(chǎng)的分析，揭示暴雨形成的動(dòng)力和熱力條件，了解水汽的輸送和輻合情況，以及上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和分布，從而深入探究暴雨形成的物理機(jī)制。衛(wèi)星云圖和雷達(dá)資料分析：借助衛(wèi)星云圖和多普勒雷達(dá)資料，對(duì)暴雨云團(tuán)的發(fā)生發(fā)展、移動(dòng)路徑、強(qiáng)度變化等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。衛(wèi)星云圖可以提供大范圍的云系分布信息，幫助了解暴雨云團(tuán)的宏觀特征；多普勒雷達(dá)資料則能夠更精確地探測(cè)云團(tuán)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和降水強(qiáng)度分布，為暴雨的臨近預(yù)報(bào)提供重要依據(jù)。通過對(duì)衛(wèi)星云圖和雷達(dá)資料的分析，可直觀地了解暴雨云團(tuán)的演變過程，為研究暴雨的成因提供更直接的證據(jù)。數(shù)值模擬方法：運(yùn)用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式，對(duì)呼和浩特暴雨過程進(jìn)行模擬研究。通過設(shè)置不同的初始條件和參數(shù)，模擬暴雨的發(fā)生發(fā)展過程，與實(shí)際觀測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證和改進(jìn)模式的模擬效果。利用數(shù)值模擬結(jié)果，進(jìn)一步深入研究暴雨形成的物理過程和影響因素，探討不同天氣系統(tǒng)和物理量場(chǎng)對(duì)暴雨的貢獻(xiàn)，為暴雨的預(yù)報(bào)和預(yù)警提供更有效的技術(shù)支持。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀暴雨作為一種嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，一直是氣象學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者從不同角度、運(yùn)用多種方法對(duì)暴雨的成因和診斷分析進(jìn)行了深入研究，取得了豐碩的成果。在國(guó)外，早期的研究主要集中在大尺度環(huán)流系統(tǒng)對(duì)暴雨的影響。如Charney和Eliassen提出的大氣環(huán)流理論，強(qiáng)調(diào)了行星尺度波動(dòng)和鋒面系統(tǒng)在暴雨形成中的重要作用，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。隨著氣象觀測(cè)技術(shù)和數(shù)值模擬方法的不斷發(fā)展，對(duì)暴雨的研究逐漸深入到中尺度和小尺度系統(tǒng)。例如，通過高分辨率的氣象衛(wèi)星和雷達(dá)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)中尺度對(duì)流系統(tǒng)（MCS）是暴雨形成的重要載體，其內(nèi)部的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和水汽輸送對(duì)暴雨的強(qiáng)度和分布有著關(guān)鍵影響。數(shù)值模擬研究也揭示了不同尺度天氣系統(tǒng)之間的相互作用機(jī)制，以及地形、下墊面等因素對(duì)暴雨的影響。國(guó)內(nèi)對(duì)于暴雨的研究同樣歷史悠久且成果顯著。20世紀(jì)70年代，北京大學(xué)氣象專業(yè)暴雨組針對(duì)我國(guó)北方暴雨，提出了研究暴雨預(yù)報(bào)的“相互作用”觀點(diǎn)，認(rèn)為不同緯度氣流之間的相互作用是導(dǎo)致大范圍暴雨的基礎(chǔ)，在研究大范圍暴雨形成規(guī)律時(shí)，應(yīng)著重分析中低緯度環(huán)流系統(tǒng)之間的相互作用，同時(shí)注意天氣尺度、次天氣尺度與中尺度系統(tǒng)之間的相互影響。這一觀點(diǎn)對(duì)認(rèn)識(shí)我國(guó)暴雨形成具有重要意義，為開展暴雨中期預(yù)報(bào)打下了基礎(chǔ)。在華南暴雨研究方面，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)熱帶氣流的涌進(jìn)和影響，以及熱帶天氣系統(tǒng)和西風(fēng)帶系統(tǒng)之間的相互作用，對(duì)華南前汛期特大暴雨有特別重要的作用。華南前汛期暴雨的形成機(jī)理主要是在低空南風(fēng)向北推進(jìn)過程中，由海岸線及地形抬升而產(chǎn)生位勢(shì)不穩(wěn)定造成強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，以及由于南風(fēng)低空急流向北發(fā)展時(shí)產(chǎn)生急流前部的輻合而發(fā)生流線分叉使低層低渦發(fā)展，促進(jìn)垂直運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)或使正渦度集中促使垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展而造成暴雨。江淮流域梅雨鋒暴雨研究表明，其生成機(jī)制主要與對(duì)稱不穩(wěn)定、渦度場(chǎng)變化及β中尺度對(duì)流線有關(guān)。華北和東北暴雨過程中的非均勻飽和引起的局部濕度集中特點(diǎn)較為明顯，中高層干冷空氣入侵引起的不穩(wěn)定和動(dòng)量下傳及高空中尺度急流增強(qiáng)引發(fā)的高層局地輻散增強(qiáng)對(duì)暴雨發(fā)生有重要作用。針對(duì)呼和浩特地區(qū)暴雨的研究也逐步開展。有研究利用micaps資料、衛(wèi)星圖像資料、新一代降水雷達(dá)觀測(cè)資料等，對(duì)呼和浩特地區(qū)暴雨過程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)中低層的水汽充足，同時(shí)有西南急流不斷輸送補(bǔ)充水汽，850hPa的切變線影響呼和浩特地區(qū)，動(dòng)力輻合與水汽同時(shí)配合，會(huì)使降水持續(xù)偏大；地面場(chǎng)上存在氣旋和明顯輻合，呼和浩特南部存在明顯的地面輻合線，有利于降水的輻合加強(qiáng)，致使呼和浩特地區(qū)中南部降水偏大。還有研究從天氣形勢(shì)、物理量場(chǎng)、云圖雷達(dá)應(yīng)用等方面分析呼和浩特市暴雨過程中北部偏大的成因，認(rèn)為臺(tái)風(fēng)外圍水汽供應(yīng)充足，偏東風(fēng)攜帶水汽主要影響中北部地區(qū)，水汽輻合位置偏北，降水集中在中北部，導(dǎo)致中北部偏大，南部偏小。然而，目前呼和浩特地區(qū)暴雨研究仍存在一些不足。在資料方面，雖然現(xiàn)有的氣象觀測(cè)資料能夠提供一定的信息，但對(duì)于一些精細(xì)化的研究，如暴雨中尺度結(jié)構(gòu)和微物理過程，資料的時(shí)空分辨率還不夠，限制了對(duì)暴雨形成機(jī)制的深入理解。在研究方法上，數(shù)值模擬雖然能夠?qū)Ρ┯赀^程進(jìn)行模擬，但由于模式中物理過程的參數(shù)化方案存在不確定性，以及對(duì)復(fù)雜地形和下墊面條件的刻畫不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致模擬結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差，影響了對(duì)暴雨成因的準(zhǔn)確診斷。在暴雨的綜合研究方面，雖然已經(jīng)對(duì)天氣系統(tǒng)、物理量場(chǎng)等進(jìn)行了分析，但對(duì)于不同因素之間的相互作用和協(xié)同影響，缺乏系統(tǒng)的、定量的研究，難以全面揭示呼和浩特暴雨的形成機(jī)理。綜上所述，盡管國(guó)內(nèi)外在暴雨研究領(lǐng)域取得了眾多成果，但針對(duì)呼和浩特地區(qū)暴雨的研究還存在一定的提升空間。深入開展呼和浩特暴雨成因及診斷分析研究，對(duì)于完善該地區(qū)暴雨理論、提高暴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和防災(zāi)減災(zāi)能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，這也正是本文研究的必要性所在。二、呼和浩特暴雨的氣候特征2.1暴雨的定義與標(biāo)準(zhǔn)在氣象學(xué)領(lǐng)域，暴雨被定義為降水強(qiáng)度極大的雨，通常在積雨云中生成。中國(guó)氣象局制定了明確的暴雨判定標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)每小時(shí)降雨量達(dá)到16毫米以上，或者連續(xù)12小時(shí)降雨量達(dá)到30毫米以上，又或者24小時(shí)降水量為50毫米及以上時(shí)，即可稱之為“暴雨”。依據(jù)降水強(qiáng)度的不同，暴雨又可細(xì)分為三個(gè)等級(jí)：24小時(shí)降水量處于50-99.9毫米范圍的稱為“暴雨”；降水量在100-249.9毫米之間的為“大暴雨”；而當(dāng)24小時(shí)降水量達(dá)到250毫米以上時(shí)，則被認(rèn)定為“特大暴雨”。對(duì)于呼和浩特地區(qū)而言，在實(shí)際的氣象觀測(cè)和業(yè)務(wù)應(yīng)用中，同樣遵循上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來界定暴雨。同時(shí)，由于呼和浩特獨(dú)特的地理環(huán)境和氣候特點(diǎn)，在分析暴雨事件時(shí)，也會(huì)綜合考慮降水的小時(shí)雨強(qiáng)、降水持續(xù)時(shí)間以及空間分布等因素。例如，在一些地形復(fù)雜的區(qū)域，如大青山南麓，即使24小時(shí)降水量未嚴(yán)格達(dá)到50毫米，但如果短時(shí)間內(nèi)（如1-3小時(shí)）降水強(qiáng)度極大，小時(shí)雨強(qiáng)遠(yuǎn)超16毫米，且造成了一定的洪澇災(zāi)害影響，也會(huì)將其納入暴雨研究和災(zāi)害評(píng)估的范疇。這是因?yàn)樵谏絽^(qū)等特殊地形條件下，短歷時(shí)強(qiáng)降水更容易引發(fā)山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和居民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。此外，呼和浩特地區(qū)在暴雨預(yù)警發(fā)布方面，也嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。暴雨藍(lán)色預(yù)警信號(hào)表示12小時(shí)內(nèi)降雨量將達(dá)50毫米以上，或者已達(dá)50毫米以上且降雨可能持續(xù)；暴雨黃色預(yù)警信號(hào)意味著6小時(shí)內(nèi)降雨量將達(dá)50毫米以上，或者已達(dá)50毫米以上且降雨可能持續(xù)；暴雨橙色預(yù)警信號(hào)則表示3小時(shí)內(nèi)降雨量將達(dá)50毫米以上，或者已達(dá)50毫米以上且降雨可能持續(xù)；暴雨紅色預(yù)警信號(hào)代表3小時(shí)內(nèi)降雨量將達(dá)100毫米以上，或者已達(dá)100毫米以上且降雨可能持續(xù)。這些預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)的制定，為呼和浩特地區(qū)及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)布暴雨預(yù)警信息，提前做好防災(zāi)減災(zāi)工作提供了科學(xué)依據(jù)。2.2歷史暴雨事件統(tǒng)計(jì)與分析為了深入了解呼和浩特暴雨的特征和規(guī)律，對(duì)呼和浩特歷年典型暴雨事件進(jìn)行了詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)與分析。通過收集和整理多年來的氣象觀測(cè)資料，選取了具有代表性的暴雨事件，從發(fā)生時(shí)間、強(qiáng)度、范圍等多個(gè)方面進(jìn)行剖析。表1展示了呼和浩特部分典型暴雨事件的相關(guān)信息：年份發(fā)生時(shí)間最大降水量（毫米）主要影響區(qū)域天氣系統(tǒng)19987月12日110.5市區(qū)及周邊部分地區(qū)500hpa西來系統(tǒng)與850hpa南支系統(tǒng)共同作用，低層有切變線20128月17-18日125.3清水河縣等地高空冷渦與低層暖濕氣流交匯，地面有氣旋活動(dòng)20167月20-21日98.6市區(qū)南部及和林格爾部分地區(qū)副熱帶高壓外圍暖濕氣流與冷空氣相互作用，850hpa有切變線20177月5-6日63.2（清水河縣喇嘛灣鎮(zhèn)南壕賴林場(chǎng)）全市多地500hpa低渦，副高外圍暖濕氣流影響，高低空急流配合20247月24日75.8（回民區(qū)、新城區(qū)西部等地）回民區(qū)、新城區(qū)西部、土默特左旗沙爾沁鎮(zhèn)等地高空冷槽及低層切變共同影響從發(fā)生時(shí)間來看，呼和浩特暴雨主要集中在夏季的6-8月，其中7月出現(xiàn)暴雨的頻率相對(duì)較高。這與呼和浩特的氣候特點(diǎn)密切相關(guān)，夏季受來自海洋的暖濕氣流影響，水汽充足，同時(shí)冷空氣活動(dòng)也較為頻繁，冷暖空氣交匯容易觸發(fā)暴雨天氣。例如在2012年8月17-18日，清水河縣等地出現(xiàn)暴雨，此次暴雨過程正是在高空冷渦與低層暖濕氣流交匯的天氣形勢(shì)下產(chǎn)生的。在強(qiáng)度方面，呼和浩特歷史上出現(xiàn)過的暴雨強(qiáng)度不一，部分暴雨過程達(dá)到大暴雨級(jí)別。如1998年7月12日的暴雨，最大降水量達(dá)到110.5毫米，給市區(qū)及周邊部分地區(qū)帶來了較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。2012年8月17-18日清水河縣的暴雨，最大降水量更是高達(dá)125.3毫米，造成了當(dāng)?shù)剌^大洪水，對(duì)居民生活和基礎(chǔ)設(shè)施造成了嚴(yán)重破壞。從影響范圍來看，暴雨的覆蓋區(qū)域具有一定的不確定性，有時(shí)集中在市區(qū)，有時(shí)則主要影響周邊旗縣。2016年7月20-21日的暴雨主要影響市區(qū)南部及和林格爾部分地區(qū)；而2017年7月5-6日的降水過程則影響了全市多地，有97個(gè)雨情測(cè)站出現(xiàn)降雨。這種范圍的差異與暴雨發(fā)生時(shí)的天氣系統(tǒng)和地形等因素密切相關(guān)。不同的天氣系統(tǒng)移動(dòng)路徑和影響范圍不同，地形的起伏和山脈走向也會(huì)對(duì)降水的分布產(chǎn)生影響，如大青山南麓地區(qū)由于地形的抬升作用，更容易出現(xiàn)較強(qiáng)降水。通過對(duì)這些典型暴雨事件的統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)呼和浩特暴雨的年際變化較為明顯。不同年份暴雨的發(fā)生次數(shù)、強(qiáng)度和影響范圍都存在較大差異。在某些年份，暴雨事件相對(duì)較少且強(qiáng)度較弱；而在另一些年份，則可能出現(xiàn)多次暴雨過程，且強(qiáng)度較大。這種年際變化可能與大氣環(huán)流的異常變化、海溫異常等因素有關(guān)。例如，厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象等海溫異常事件，會(huì)影響大氣環(huán)流的分布和強(qiáng)度，進(jìn)而影響呼和浩特地區(qū)的降水情況。在年內(nèi)變化方面，除了集中在夏季的6-8月外，暴雨在各月的分布也存在一定的不均勻性。7月由于冷暖空氣活動(dòng)頻繁，相互作用強(qiáng)烈，更容易出現(xiàn)暴雨天氣。此外，隨著季節(jié)的推移，暖濕氣流的強(qiáng)度和位置也會(huì)發(fā)生變化，這也導(dǎo)致了暴雨在不同月份的發(fā)生頻率和強(qiáng)度有所不同。例如在初夏，西太平洋副熱帶高壓脊第二次北跳前，呼和浩特處于副熱帶系統(tǒng)外圍，受西南風(fēng)影響，暖濕空氣北上，與冷空氣交匯，容易造成暴雨。而進(jìn)入8月下旬以后，隨著冷空氣勢(shì)力逐漸增強(qiáng)，暖濕氣流逐漸南退，暴雨發(fā)生的概率相對(duì)降低。綜上所述，呼和浩特歷史暴雨事件在發(fā)生時(shí)間、強(qiáng)度和范圍等方面呈現(xiàn)出復(fù)雜的變化特征，年際和年內(nèi)變化規(guī)律明顯。深入研究這些特征和規(guī)律，對(duì)于理解呼和浩特暴雨的形成機(jī)制和做好暴雨的預(yù)報(bào)預(yù)警工作具有重要意義。2.3暴雨的空間分布特點(diǎn)呼和浩特的地形呈現(xiàn)出北部為大青山山脈、南部為土默川平原的格局，這種獨(dú)特的地形地貌對(duì)暴雨的空間分布產(chǎn)生了顯著影響。利用多年的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，繪制出呼和浩特暴雨的空間分布地圖（見圖1），并結(jié)合不同區(qū)域的地形、氣候等因素，對(duì)暴雨的空間分布特點(diǎn)進(jìn)行深入分析。<此處插入呼和浩特暴雨空間分布地圖，地圖上標(biāo)注出不同區(qū)域的降水量、地形地貌等信息>從地圖中可以清晰地看出，呼和浩特暴雨在空間分布上存在明顯的差異。大青山南麓地區(qū)是暴雨的頻發(fā)區(qū)域，降水強(qiáng)度相對(duì)較大。這主要是因?yàn)榇笄嗌缴矫}對(duì)來自北方的冷空氣和南方的暖濕氣流起到了阻擋和抬升作用。當(dāng)暖濕氣流遇到山脈阻擋時(shí)，被迫沿山坡上升，在上升過程中水汽冷卻凝結(jié)，形成降水。而且，地形的抬升作用使得氣流上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，進(jìn)一步促進(jìn)了水汽的凝結(jié)和降水的形成，導(dǎo)致該地區(qū)降水強(qiáng)度增大。例如，在某些暴雨過程中，大青山南麓的部分站點(diǎn)降水量可達(dá)100毫米以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過周邊地區(qū)。土默川平原地區(qū)的暴雨分布相對(duì)較為均勻，但降水強(qiáng)度一般小于大青山南麓地區(qū)。這是由于平原地區(qū)地勢(shì)平坦，地形對(duì)氣流的抬升作用較弱，水汽難以在短時(shí)間內(nèi)大量聚集并形成強(qiáng)降水。然而，當(dāng)有較強(qiáng)的天氣系統(tǒng)影響時(shí)，如冷鋒、低渦等，土默川平原地區(qū)也會(huì)出現(xiàn)暴雨天氣。在2017年7月5-6日的暴雨過程中，土默川平原的部分地區(qū)降水量達(dá)到了50-80毫米，造成了一定程度的洪澇災(zāi)害。市區(qū)和郊區(qū)在暴雨的空間分布上也存在一定差異。市區(qū)由于城市下墊面的改變，如建筑物增多、地面硬化等，使得城市的熱島效應(yīng)增強(qiáng)，對(duì)流活動(dòng)相對(duì)旺盛。在一些暴雨事件中，市區(qū)的降水強(qiáng)度可能會(huì)高于郊區(qū)。城市的排水系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)暴雨時(shí)存在一定的局限性，容易造成城市內(nèi)澇，加重暴雨災(zāi)害的影響。相比之下，郊區(qū)的下墊面相對(duì)自然，綠地和水體較多，對(duì)降水的調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，暴雨災(zāi)害的影響相對(duì)較小。但郊區(qū)的一些低洼地區(qū)，由于排水不暢，在暴雨發(fā)生時(shí)也容易出現(xiàn)積水現(xiàn)象。從不同區(qū)域的暴雨發(fā)生頻率來看，大青山南麓地區(qū)的暴雨發(fā)生頻率相對(duì)較高，平均每年可達(dá)3-5次；土默川平原地區(qū)的暴雨發(fā)生頻率為每年1-3次；市區(qū)和郊區(qū)的暴雨發(fā)生頻率則介于兩者之間，市區(qū)由于熱島效應(yīng)等因素的影響，暴雨發(fā)生頻率略高于郊區(qū)。進(jìn)一步分析不同區(qū)域暴雨的空間分布特征與地形、氣候等因素的相關(guān)性。通過計(jì)算相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，降水量與海拔高度呈顯著正相關(guān)，海拔越高的地區(qū)，暴雨降水量越大，這與大青山南麓地區(qū)的降水特征相符。同時(shí)，降水量與距海距離呈負(fù)相關(guān)，距離海洋越遠(yuǎn)，水汽輸送相對(duì)較少，降水強(qiáng)度也相對(duì)較弱，這也解釋了呼和浩特作為內(nèi)陸城市，其暴雨強(qiáng)度整體低于沿海地區(qū)的原因。此外，地形的坡度和坡向也對(duì)暴雨的空間分布產(chǎn)生影響，迎風(fēng)坡地區(qū)由于氣流的抬升作用，更容易形成暴雨，且降水強(qiáng)度較大；而背風(fēng)坡地區(qū)則降水相對(duì)較少。綜上所述，呼和浩特暴雨的空間分布具有明顯的區(qū)域差異，大青山南麓地區(qū)是暴雨的高發(fā)和高強(qiáng)度區(qū)域，土默川平原、市區(qū)和郊區(qū)的暴雨分布和強(qiáng)度各有特點(diǎn)。地形、氣候等因素對(duì)暴雨的空間分布起著關(guān)鍵作用，深入了解這些特點(diǎn)和影響因素，對(duì)于呼和浩特地區(qū)的暴雨預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)以及城市規(guī)劃等具有重要的指導(dǎo)意義。三、呼和浩特暴雨的成因分析3.1大氣環(huán)流因素3.1.1高空環(huán)流形勢(shì)高空環(huán)流形勢(shì)在呼和浩特暴雨的形成過程中扮演著至關(guān)重要的角色，其主要通過高空槽、高壓脊、冷渦等天氣系統(tǒng)的相互作用，影響著大氣的垂直運(yùn)動(dòng)和水汽輸送，進(jìn)而為暴雨的產(chǎn)生創(chuàng)造條件。高空槽是一種在高空天氣圖上表現(xiàn)為等壓線或等高線呈槽狀彎曲的低壓系統(tǒng)，其攜帶的冷空氣與來自低緯度地區(qū)的暖濕空氣相遇，容易引發(fā)強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，為暴雨的形成提供動(dòng)力條件。當(dāng)高空槽東移經(jīng)過呼和浩特地區(qū)時(shí)，槽前的西南氣流會(huì)將大量的暖濕空氣輸送到該地區(qū)，使得大氣中的水汽含量增加。槽后冷空氣的侵入會(huì)導(dǎo)致大氣的不穩(wěn)定層結(jié)增強(qiáng)，促使暖濕空氣強(qiáng)烈上升，水汽迅速凝結(jié)成云致雨。在2017年7月5-6日呼和浩特的暴雨過程中，5日08時(shí)亞洲大槽建立并逐漸加強(qiáng)發(fā)展，徑向增大到17個(gè)緯距，到5日在貝湖形成，同時(shí)槽迅速加深，6日在呼和浩特市形成強(qiáng)大的高空冷渦。高空槽的這種發(fā)展和移動(dòng)，使得呼和浩特地區(qū)處于槽前的上升氣流區(qū)，為暴雨的持續(xù)發(fā)生提供了有利的動(dòng)力條件。高壓脊是與高空槽相對(duì)的一種高壓系統(tǒng)，其在高空天氣圖上表現(xiàn)為等壓線或等高線呈脊?fàn)顝澢?。高壓脊的存在往往?huì)對(duì)高空槽的移動(dòng)和發(fā)展產(chǎn)生影響，進(jìn)而間接影響呼和浩特暴雨的形成。當(dāng)高壓脊位于呼和浩特地區(qū)上游時(shí)，它會(huì)阻擋高空槽的東移，使高空槽在該地區(qū)附近停滯或移動(dòng)緩慢，導(dǎo)致降水系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間維持，增加了暴雨發(fā)生的可能性。2018年7月23-24日呼和浩特市的暴雨過程中，鄂霍次克海附近的高壓脊向北發(fā)展明顯，東北地區(qū)脊發(fā)展加強(qiáng)，使得高空槽受阻擋在河套地區(qū)移速減慢，并長(zhǎng)時(shí)間維持，從而導(dǎo)致呼和浩特市出現(xiàn)了明顯的降水過程，且降水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。冷渦是一種冷性的低壓系統(tǒng)，其中心溫度比周圍低，通常具有較強(qiáng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)和不穩(wěn)定能量。呼和浩特地區(qū)夏季常受高空冷渦的影響，冷渦的存在會(huì)導(dǎo)致該地區(qū)上空的大氣不穩(wěn)定，容易觸發(fā)對(duì)流活動(dòng)，形成暴雨天氣。冷渦中的冷空氣與周圍的暖濕空氣相互作用，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，使得水汽迅速凝結(jié)成云致雨。冷渦的移動(dòng)路徑和強(qiáng)度變化也會(huì)影響暴雨的落區(qū)和強(qiáng)度。2012年8月17-18日清水河縣等地出現(xiàn)的暴雨，就是在高空冷渦與低層暖濕氣流交匯的天氣形勢(shì)下產(chǎn)生的。高空冷渦的持續(xù)影響，使得該地區(qū)的降水強(qiáng)度較大，造成了較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。高空環(huán)流形勢(shì)的異常變化也會(huì)對(duì)呼和浩特暴雨的發(fā)生頻率和強(qiáng)度產(chǎn)生影響。在某些年份，高空環(huán)流形勢(shì)可能出現(xiàn)異常，導(dǎo)致冷空氣和暖濕空氣的活動(dòng)規(guī)律發(fā)生改變，從而增加或減少呼和浩特暴雨的發(fā)生概率。當(dāng)厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，全球大氣環(huán)流會(huì)出現(xiàn)異常，影響到呼和浩特地區(qū)的高空環(huán)流形勢(shì)，可能導(dǎo)致該地區(qū)暴雨天氣的增多或減少。這種高空環(huán)流形勢(shì)的異常變化，使得呼和浩特暴雨的形成機(jī)制更加復(fù)雜，也增加了暴雨預(yù)報(bào)的難度。綜上所述，高空槽、高壓脊、冷渦等高空環(huán)流系統(tǒng)在呼和浩特暴雨的形成過程中相互作用，通過影響大氣的垂直運(yùn)動(dòng)和水汽輸送，為暴雨的產(chǎn)生提供了動(dòng)力和熱力條件。高空環(huán)流形勢(shì)的異常變化也會(huì)對(duì)呼和浩特暴雨的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生重要影響，深入研究這些因素，對(duì)于提高呼和浩特暴雨的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和防災(zāi)減災(zāi)能力具有重要意義。3.1.2中低空環(huán)流特征中低空環(huán)流特征在呼和浩特暴雨的形成過程中起著關(guān)鍵作用，其中中低空急流和切變線等環(huán)流系統(tǒng)對(duì)水汽輸送和動(dòng)力抬升有著重要影響，是暴雨形成的重要因素。中低空急流是指在對(duì)流層中下部風(fēng)速達(dá)到一定強(qiáng)度的強(qiáng)風(fēng)帶，它猶如一條高速的水汽輸送帶，能夠?qū)⒋罅康乃麖牡途暥鹊貐^(qū)輸送到呼和浩特地區(qū)，為暴雨的形成提供充足的水汽條件。西南低空急流是呼和浩特暴雨過程中常見的中低空急流類型，其源于低緯度的海洋，攜帶了豐富的水汽。在2017年7月5-6日呼和浩特地區(qū)的暴雨過程中，700hPa上5日08時(shí)西南風(fēng)建立，攜帶西南氣流到達(dá)呼和浩特市，5日20時(shí)副高外圍急流加強(qiáng)，加快了水汽的輸送和補(bǔ)充，6日08時(shí)呼和浩特已經(jīng)處于水汽大值區(qū)，此時(shí)處于降水集中階段。西南低空急流的加強(qiáng)和維持，使得大量的水汽源源不斷地輸送到呼和浩特地區(qū)，為暴雨的持續(xù)發(fā)生提供了充足的水汽供應(yīng)。切變線是指在中低空等壓面上風(fēng)向或風(fēng)速發(fā)生急劇變化的不連續(xù)線，它是一種重要的天氣系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的動(dòng)力輻合，促使空氣上升，為暴雨的形成提供動(dòng)力條件。在呼和浩特暴雨過程中，850hPa切變線較為常見，其位置和強(qiáng)度的變化對(duì)暴雨的落區(qū)和強(qiáng)度有著重要影響。2017年7月5-6日的暴雨過程中，850hPa上5日08時(shí)南風(fēng)建立，5日20時(shí)南風(fēng)加大形成急流，河套地區(qū)存在明顯切變線，到6日08時(shí)切變線東移影響呼和浩特，此時(shí)風(fēng)向明顯輻合，降水處于集中時(shí)段。切變線的存在使得呼和浩特地區(qū)的空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻合上升運(yùn)動(dòng)，水汽在上升過程中冷卻凝結(jié)，形成降水，且由于切變線的持續(xù)影響，降水強(qiáng)度較大且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。中低空急流和切變線的相互配合，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)水汽輸送和動(dòng)力抬升作用，促進(jìn)暴雨的形成和發(fā)展。當(dāng)中低空急流將水汽輸送到切變線附近時(shí)，切變線的動(dòng)力輻合作用會(huì)使水汽迅速聚集并上升，形成強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致暴雨的產(chǎn)生。在這種相互配合的過程中，中低空急流提供了充足的水汽，切變線則提供了動(dòng)力條件，兩者缺一不可。如果只有中低空急流輸送水汽，而沒有切變線的動(dòng)力輻合作用，水汽難以聚集并上升形成降水；反之，如果只有切變線的動(dòng)力輻合作用，而沒有中低空急流輸送水汽，也無法形成暴雨所需的充足水汽條件。中低空環(huán)流特征還與高空環(huán)流形勢(shì)相互關(guān)聯(lián)，共同影響呼和浩特暴雨的形成。高空環(huán)流形勢(shì)的變化會(huì)影響中低空環(huán)流系統(tǒng)的位置和強(qiáng)度，而中低空環(huán)流系統(tǒng)的活動(dòng)也會(huì)反饋到高空，影響高空環(huán)流的演變。當(dāng)高空槽東移時(shí)，會(huì)引導(dǎo)中低空急流和切變線的移動(dòng)和發(fā)展，使得它們?cè)诤艉秃铺氐貐^(qū)附近相互配合，共同引發(fā)暴雨天氣。這種高空和中低空環(huán)流系統(tǒng)的相互作用，使得呼和浩特暴雨的形成機(jī)制更加復(fù)雜，也增加了對(duì)其研究和預(yù)報(bào)的難度。綜上所述，中低空急流和切變線等中低空環(huán)流特征在呼和浩特暴雨的形成過程中，通過水汽輸送和動(dòng)力抬升作用，為暴雨的產(chǎn)生提供了必要條件。它們的相互配合以及與高空環(huán)流形勢(shì)的相互作用，共同影響著呼和浩特暴雨的發(fā)生發(fā)展。深入研究中低空環(huán)流特征及其與其他因素的關(guān)系，對(duì)于揭示呼和浩特暴雨的形成機(jī)理和提高暴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率具有重要意義。3.2地形地貌因素3.2.1地形對(duì)氣流的影響呼和浩特獨(dú)特的地形地貌，尤其是大青山山脈的存在，對(duì)氣流的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了顯著的影響，進(jìn)而在暴雨的形成和發(fā)展過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。大青山山脈呈東西走向橫亙于呼和浩特北部，其平均海拔在1500-2000米之間，地勢(shì)較高，與南部的土默川平原形成鮮明的地勢(shì)落差。這種地形條件使得大青山成為了氣流運(yùn)動(dòng)的天然屏障，對(duì)來自不同方向的氣流具有明顯的阻擋和抬升作用。當(dāng)暖濕氣流自南向北移動(dòng)時(shí)，遇到大青山的阻擋，無法順利通過，被迫沿山坡向上爬升。在爬升過程中，隨著海拔的升高，氣壓逐漸降低，空氣逐漸稀薄，氣溫也隨之下降。根據(jù)大氣熱力學(xué)原理，空氣每上升1000米，氣溫大約下降6.5℃。這種氣溫的降低使得暖濕氣流中的水汽迅速冷卻凝結(jié)，形成云滴，為降水的產(chǎn)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著氣流的不斷上升，水汽持續(xù)冷卻凝結(jié)，云滴不斷增大，當(dāng)云滴增長(zhǎng)到一定程度，無法被上升氣流所托舉時(shí)，便會(huì)形成降雨。而且，地形的抬升作用使得氣流的上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，進(jìn)一步促進(jìn)了水汽的凝結(jié)和降水的形成，導(dǎo)致大青山南麓地區(qū)的降水強(qiáng)度增大。在許多暴雨過程中，大青山南麓的部分站點(diǎn)降水量可達(dá)100毫米以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過周邊地勢(shì)較為平坦地區(qū)的降水量。大青山對(duì)冷空氣也具有阻擋作用。當(dāng)冷空氣自北向南移動(dòng)時(shí)，受到大青山的阻擋，冷空氣在山前堆積，形成冷空氣堆。冷空氣堆的存在使得山前地區(qū)的氣壓升高，形成高壓區(qū)。而在山脈的南側(cè)，由于暖濕氣流的存在，氣壓相對(duì)較低，形成低壓區(qū)。這種高低壓的差異使得空氣在山前產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻合上升運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了降水的動(dòng)力條件。冷空氣與暖濕氣流在山前的交匯，使得大氣的不穩(wěn)定層結(jié)增強(qiáng)，容易觸發(fā)對(duì)流活動(dòng)，形成暴雨天氣。除了大青山山脈，呼和浩特周邊的一些其他地形特征，如山谷、河谷等，也對(duì)氣流產(chǎn)生了影響。山谷和河谷地形具有狹管效應(yīng)，當(dāng)氣流流經(jīng)這些區(qū)域時(shí)，由于通道變窄，氣流速度會(huì)加快。這種加速的氣流會(huì)攜帶更多的水汽，并且在山谷和河谷的出口處，氣流會(huì)發(fā)生輻合上升運(yùn)動(dòng)，有利于水汽的凝結(jié)和降水的形成。一些位于山谷或河谷附近的地區(qū)，在暴雨過程中也容易出現(xiàn)較強(qiáng)的降水。地形對(duì)氣流的影響還與大氣環(huán)流形勢(shì)密切相關(guān)。在不同的大氣環(huán)流背景下，地形對(duì)氣流的阻擋和抬升作用所產(chǎn)生的效果也會(huì)有所不同。當(dāng)高空槽東移經(jīng)過呼和浩特地區(qū)時(shí)，槽前的西南氣流會(huì)攜帶大量的暖濕空氣，在大青山的阻擋和抬升作用下，更容易形成暴雨。而當(dāng)高壓脊控制該地區(qū)時(shí)，地形對(duì)氣流的影響相對(duì)較弱，降水的可能性也會(huì)降低。綜上所述，呼和浩特的地形地貌，特別是大青山山脈，通過對(duì)氣流的阻擋和抬升作用，為暴雨的形成提供了有利的動(dòng)力和熱力條件。地形與大氣環(huán)流形勢(shì)的相互作用，使得呼和浩特地區(qū)的暴雨形成機(jī)制更加復(fù)雜，深入研究地形對(duì)氣流的影響，對(duì)于理解呼和浩特暴雨的形成和發(fā)展具有重要意義。3.2.2地形與降水分布的關(guān)系呼和浩特的地形地貌不僅影響氣流運(yùn)動(dòng)，還對(duì)暴雨在不同區(qū)域的分布產(chǎn)生了重要影響，使得降水在空間上呈現(xiàn)出明顯的差異。大青山南麓地區(qū)由于地形的抬升作用，成為了暴雨的高發(fā)區(qū)域，且降水強(qiáng)度相對(duì)較大。如前文所述，暖濕氣流在遇到大青山阻擋后被迫抬升，水汽冷卻凝結(jié)形成降水，使得該地區(qū)降水量明顯多于周邊地區(qū)。在一些暴雨過程中，大青山南麓的降水量可達(dá)100毫米以上，是呼和浩特地區(qū)降水的高值區(qū)。而且，大青山南麓的地形坡度和坡向也會(huì)影響降水的分布。迎風(fēng)坡地區(qū)由于氣流的強(qiáng)烈抬升，降水更為豐富；而背風(fēng)坡地區(qū)則因氣流下沉，降水相對(duì)較少，形成雨影區(qū)。土默川平原地勢(shì)相對(duì)平坦，地形對(duì)氣流的抬升作用較弱，水汽難以在短時(shí)間內(nèi)大量聚集并形成強(qiáng)降水，因此該地區(qū)暴雨分布相對(duì)較為均勻，但降水強(qiáng)度一般小于大青山南麓地區(qū)。當(dāng)有較強(qiáng)的天氣系統(tǒng)影響時(shí)，如冷鋒、低渦等，土默川平原地區(qū)也會(huì)出現(xiàn)暴雨天氣。在2017年7月5-6日的暴雨過程中，土默川平原的部分地區(qū)降水量達(dá)到了50-80毫米，造成了一定程度的洪澇災(zāi)害。由于平原地區(qū)地勢(shì)平坦，排水相對(duì)困難，暴雨形成的積水容易在低洼地區(qū)聚集，加重洪澇災(zāi)害的危害程度。市區(qū)和郊區(qū)在暴雨分布上也存在一定差異。市區(qū)由于城市下墊面的改變，如建筑物增多、地面硬化等，使得城市的熱島效應(yīng)增強(qiáng)。熱島效應(yīng)導(dǎo)致市區(qū)氣溫相對(duì)較高，空氣對(duì)流活動(dòng)相對(duì)旺盛，在一些暴雨事件中，市區(qū)的降水強(qiáng)度可能會(huì)高于郊區(qū)。城市的排水系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)暴雨時(shí)存在一定的局限性，容易造成城市內(nèi)澇，加重暴雨災(zāi)害的影響。相比之下，郊區(qū)的下墊面相對(duì)自然，綠地和水體較多，對(duì)降水的調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，暴雨災(zāi)害的影響相對(duì)較小。但郊區(qū)的一些低洼地區(qū)，由于排水不暢，在暴雨發(fā)生時(shí)也容易出現(xiàn)積水現(xiàn)象。地形與降水分布的關(guān)系還受到山脈走向、河谷走向等因素的影響。山脈的走向決定了暖濕氣流和冷空氣的交匯區(qū)域，從而影響降水的分布。東西走向的大青山山脈使得來自南方的暖濕氣流與來自北方的冷空氣在山前交匯，形成降水；而河谷走向則影響了氣流的通道和輻合區(qū)域，一些河谷地區(qū)由于氣流的輻合上升，容易出現(xiàn)較強(qiáng)的降水。一些南北走向的河谷，在暴雨過程中容易形成降水的高值帶。地形的起伏和地貌特征還會(huì)影響降水的再分配。在山區(qū)，降水形成的地表徑流會(huì)沿著山坡和山谷流動(dòng)，匯聚到河流中，使得河流沿線的降水量相對(duì)較大。而在一些低洼地區(qū)，降水容易積聚，形成積水區(qū)，導(dǎo)致該地區(qū)的降水量在局部區(qū)域內(nèi)相對(duì)增加。綜上所述，呼和浩特的地形地貌通過多種方式影響著暴雨在不同區(qū)域的分布，使得降水在空間上呈現(xiàn)出復(fù)雜的變化特征。大青山南麓、土默川平原、市區(qū)和郊區(qū)的暴雨分布各有特點(diǎn)，這些特點(diǎn)與地形的抬升、阻擋、熱島效應(yīng)以及地形對(duì)降水的再分配等因素密切相關(guān)。深入研究地形與降水分布的關(guān)系，對(duì)于呼和浩特地區(qū)的暴雨預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)以及城市規(guī)劃等具有重要的指導(dǎo)意義。3.3水汽條件3.3.1水汽來源呼和浩特地處內(nèi)陸，其暴雨形成所需的水汽主要來源于遠(yuǎn)距離的水汽輸送，其中海洋是重要的水汽源地。通過對(duì)歷史暴雨事件的分析，結(jié)合水汽輸送軌跡模型，發(fā)現(xiàn)呼和浩特暴雨的水汽主要有以下幾個(gè)來源：孟加拉灣：孟加拉灣位于低緯度地區(qū)，受熱帶季風(fēng)氣候影響，水汽資源豐富。在夏季，隨著南亞季風(fēng)的爆發(fā)，西南季風(fēng)將孟加拉灣的水汽源源不斷地向北輸送。在2017年7月5-6日呼和浩特地區(qū)的暴雨過程中，從水汽輸送軌跡圖可以清晰地看到，來自孟加拉灣的水汽在西南氣流的引導(dǎo)下，經(jīng)過印度半島、青藏高原東部，逐漸向呼和浩特地區(qū)輸送，為此次暴雨提供了重要的水汽來源。這種遠(yuǎn)距離的水汽輸送，使得呼和浩特地區(qū)能夠獲得充足的水汽供應(yīng)，為暴雨的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。南海：南海同樣是一個(gè)重要的水汽源地，其廣闊的海域面積和高溫高濕的環(huán)境，使得海面上的水汽大量蒸發(fā)。在夏季，副熱帶高壓的外圍氣流將南海的水汽向北方輸送。2018年7月23-24日呼和浩特市的暴雨過程中，南海的水汽在副高外圍的偏南氣流作用下，向北輸送至呼和浩特地區(qū)，與其他水汽來源共同作用，增加了該地區(qū)的水汽含量，促進(jìn)了暴雨的形成。東海：東海的水汽也對(duì)呼和浩特暴雨的形成有一定貢獻(xiàn)。在合適的大氣環(huán)流形勢(shì)下，東海的水汽可以通過偏東氣流或西南氣流輸送到呼和浩特地區(qū)。在一些暴雨過程中，東海的水汽與來自其他地區(qū)的水汽相互匯合，進(jìn)一步豐富了呼和浩特地區(qū)的水汽條件。例如，在某些年份的暴雨過程中，東海的水汽在中低空急流的作用下，與來自孟加拉灣和南海的水汽在呼和浩特地區(qū)上空匯聚，使得水汽含量大幅增加，為暴雨的產(chǎn)生提供了更充足的水汽。除了海洋水汽，本地的水汽蒸發(fā)也對(duì)暴雨的形成有一定的補(bǔ)充作用。呼和浩特地區(qū)雖然地處內(nèi)陸，但在夏季，地表植被的蒸騰作用以及河流、湖泊等水體的蒸發(fā)，也會(huì)向大氣中釋放一定量的水汽。在一些暴雨過程中，本地水汽與遠(yuǎn)距離輸送的海洋水汽相互配合，共同影響著暴雨的形成和發(fā)展。當(dāng)有較強(qiáng)的天氣系統(tǒng)影響時(shí)，本地水汽與外來水汽在上升運(yùn)動(dòng)的作用下，迅速凝結(jié)成云致雨，增加了降水的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。綜上所述，呼和浩特暴雨的水汽主要來源于孟加拉灣、南海和東海等海洋地區(qū)，通過遠(yuǎn)距離的水汽輸送到達(dá)該地區(qū)。本地水汽蒸發(fā)也對(duì)暴雨的形成起到了一定的補(bǔ)充作用。多種水汽來源的相互作用，為呼和浩特暴雨的形成提供了充足的水汽條件，深入研究水汽來源及其輸送路徑，對(duì)于理解呼和浩特暴雨的形成機(jī)制具有重要意義。3.3.2水汽輸送與輻合水汽的輸送和輻合在呼和浩特暴雨的形成過程中起著至關(guān)重要的作用，它們決定了水汽在該地區(qū)的聚集和分布，為暴雨的產(chǎn)生提供了必要的水汽條件。中低空急流和切變線等大氣環(huán)流系統(tǒng)是水汽輸送的主要載體。中低空急流，尤其是西南低空急流，能夠?qū)碜院Ｑ蟮乃焖佟⒏咝У剌斔偷胶艉秃铺氐貐^(qū)。如前文所述，在2017年7月5-6日呼和浩特地區(qū)的暴雨過程中，700hPa上5日08時(shí)西南風(fēng)建立，攜帶西南氣流到達(dá)呼和浩特市，5日20時(shí)副高外圍急流加強(qiáng)，加快了水汽的輸送和補(bǔ)充。西南低空急流的存在，使得水汽能夠在短時(shí)間內(nèi)大量輸送到呼和浩特地區(qū)，為暴雨的形成提供了充足的水汽供應(yīng)。切變線則通過其產(chǎn)生的動(dòng)力輻合作用，引導(dǎo)水汽的匯聚和上升運(yùn)動(dòng)。在2017年7月5-6日的暴雨過程中，850hPa上5日08時(shí)南風(fēng)建立，5日20時(shí)南風(fēng)加大形成急流，河套地區(qū)存在明顯切變線，到6日08時(shí)切變線東移影響呼和浩特，此時(shí)風(fēng)向明顯輻合，水汽在切變線附近聚集并上升，促進(jìn)了降水的形成。水汽輻合是指水汽在某一區(qū)域內(nèi)的聚集現(xiàn)象，它是暴雨形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)水汽在大氣環(huán)流的作用下輸送到呼和浩特地區(qū)時(shí)，若存在有利的輻合條件，水汽就會(huì)在該地區(qū)聚集，形成高水汽含量區(qū)。這種水汽輻合主要通過水平輻合和垂直輻合兩種方式實(shí)現(xiàn)。水平輻合是指在水平方向上，水汽由四周向中心匯聚，通常與低壓系統(tǒng)、切變線等天氣系統(tǒng)相關(guān)。在呼和浩特暴雨過程中，當(dāng)有低壓系統(tǒng)或切變線影響時(shí)，其周圍的氣流會(huì)產(chǎn)生輻合運(yùn)動(dòng)，將水汽匯聚到低壓中心或切變線附近，使得該地區(qū)的水汽含量迅速增加。垂直輻合則是指水汽在垂直方向上的聚集，通常與上升運(yùn)動(dòng)相關(guān)。當(dāng)大氣中的上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)時(shí)，水汽會(huì)隨著上升氣流向上輸送，在上升過程中，水汽不斷冷卻凝結(jié)，形成云滴和降水。在呼和浩特暴雨過程中，高空槽、冷渦等天氣系統(tǒng)引發(fā)的強(qiáng)烈上升運(yùn)動(dòng)，使得水汽在垂直方向上輻合，進(jìn)一步促進(jìn)了降水的形成和加強(qiáng)。水汽輻合的強(qiáng)度和位置對(duì)呼和浩特暴雨的強(qiáng)度和落區(qū)有著重要影響。當(dāng)水汽輻合強(qiáng)度較強(qiáng)，且輻合中心位于呼和浩特地區(qū)時(shí)，該地區(qū)會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的降水，甚至可能形成暴雨或大暴雨。2012年8月17-18日清水河縣等地的暴雨過程中，水汽輻合強(qiáng)度較大，且輻合中心正好位于該地區(qū)，使得該地區(qū)降水量高達(dá)125.3毫米，造成了較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。而當(dāng)水汽輻合強(qiáng)度較弱，或者輻合中心偏離呼和浩特地區(qū)時(shí)，該地區(qū)的降水強(qiáng)度相對(duì)較小，暴雨發(fā)生的可能性也會(huì)降低。水汽輸送和輻合還與其他因素相互作用，共同影響呼和浩特暴雨的形成。水汽輸送和輻合與大氣的垂直運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。上升運(yùn)動(dòng)不僅能夠促進(jìn)水汽的垂直輻合，還能觸發(fā)對(duì)流活動(dòng)，使得水汽迅速凝結(jié)成云致雨。高空槽、冷渦等天氣系統(tǒng)引發(fā)的上升運(yùn)動(dòng)，與水汽輸送和輻合相互配合，共同導(dǎo)致了呼和浩特暴雨的發(fā)生。水汽輸送和輻合還受到地形的影響。大青山山脈等地形對(duì)水汽的輸送和輻合具有阻擋和抬升作用，使得水汽在山前聚集，增加了降水的強(qiáng)度和范圍。綜上所述，水汽通過中低空急流和切變線等大氣環(huán)流系統(tǒng)輸送到呼和浩特地區(qū)，在有利的輻合條件下，水汽在該地區(qū)聚集，形成高水汽含量區(qū)，為暴雨的形成提供了充足的水汽條件。水汽輻合的強(qiáng)度和位置對(duì)呼和浩特暴雨的強(qiáng)度和落區(qū)有著重要影響，且水汽輸送和輻合與其他因素相互作用，共同影響著呼和浩特暴雨的發(fā)生發(fā)展。深入研究水汽輸送與輻合機(jī)制，對(duì)于提高呼和浩特暴雨的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和防災(zāi)減災(zāi)能力具有重要意義。3.4熱力條件3.4.1不穩(wěn)定能量的積累與釋放大氣中不穩(wěn)定能量的積累與釋放是呼和浩特暴雨形成的重要熱力條件，其過程涉及多種因素的相互作用。在暴雨發(fā)生前，呼和浩特地區(qū)的大氣處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，但隨著天氣系統(tǒng)的演變和水汽、熱量的輸送，不穩(wěn)定能量逐漸在大氣中積累。太陽(yáng)輻射是大氣能量的重要來源，在白天，太陽(yáng)輻射使地面受熱，地面通過長(zhǎng)波輻射將熱量傳遞給近地面大氣，使得近地面大氣溫度升高。當(dāng)有暖濕氣流輸送到呼和浩特地區(qū)時(shí)，暖濕氣流攜帶的大量水汽和熱量進(jìn)一步增加了大氣的能量。在2017年7月5-6日呼和浩特地區(qū)的暴雨過程中，700hPa上西南風(fēng)攜帶西南氣流帶來了豐富的水汽和熱量，使得大氣的能量不斷增加。這種暖濕氣流的輸送不僅增加了大氣中的水汽含量，還提高了大氣的溫度，使得大氣的不穩(wěn)定能量得以積累。大氣中水汽的相變過程也對(duì)不穩(wěn)定能量的積累起到了重要作用。水汽在上升過程中，由于周圍環(huán)境氣壓降低，水汽會(huì)逐漸冷卻凝結(jié)成云滴或冰晶。在這個(gè)相變過程中，水汽會(huì)釋放出大量的潛熱，這些潛熱進(jìn)一步加熱了周圍的大氣，使得大氣的不穩(wěn)定能量增加。當(dāng)大氣中的水汽含量充足，且有足夠的上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，水汽的相變過程會(huì)持續(xù)進(jìn)行，不穩(wěn)定能量也會(huì)不斷積累。當(dāng)大氣中的不穩(wěn)定能量積累到一定程度時(shí)，一旦受到觸發(fā)機(jī)制的作用，不穩(wěn)定能量就會(huì)迅速釋放，引發(fā)強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致暴雨的形成。觸發(fā)機(jī)制可以是多種因素，如地形的抬升作用、冷空氣的入侵、中尺度系統(tǒng)的擾動(dòng)等。大青山山脈對(duì)氣流的抬升作用，會(huì)使空氣迅速上升，觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放。當(dāng)冷空氣入侵呼和浩特地區(qū)時(shí)，冷空氣與暖濕空氣相遇，形成強(qiáng)烈的對(duì)流不穩(wěn)定，也會(huì)觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放。在2017年7月5-6日的暴雨過程中，500hPa上的高空槽帶來了冷空氣，與低層的暖濕氣流相互作用，形成了強(qiáng)烈的對(duì)流不穩(wěn)定，觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放。這種不穩(wěn)定能量的釋放使得大氣中的水汽迅速凝結(jié)成云致雨，形成了暴雨天氣。而且，由于不穩(wěn)定能量的持續(xù)釋放，降水過程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，降水強(qiáng)度較大。不穩(wěn)定能量的釋放還會(huì)導(dǎo)致大氣中垂直運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)。在不穩(wěn)定能量的作用下，空氣會(huì)強(qiáng)烈上升，形成深厚的對(duì)流云團(tuán)。在對(duì)流云團(tuán)中，上升氣流和下沉氣流相互作用，進(jìn)一步促進(jìn)了水汽的凝結(jié)和降水的形成。上升氣流將水汽不斷向上輸送，在高空冷卻凝結(jié)成云滴和冰晶，形成降水；而下沉氣流則會(huì)將云層中的降水粒子帶到地面，增加降水的強(qiáng)度。綜上所述，呼和浩特暴雨形成過程中，大氣中的不穩(wěn)定能量通過太陽(yáng)輻射、暖濕氣流輸送、水汽相變等過程逐漸積累，當(dāng)積累到一定程度時(shí)，受到地形抬升、冷空氣入侵等觸發(fā)機(jī)制的作用，不穩(wěn)定能量迅速釋放，引發(fā)強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致暴雨的形成。深入研究不穩(wěn)定能量的積累與釋放機(jī)制，對(duì)于理解呼和浩特暴雨的形成和發(fā)展具有重要意義。3.4.2溫度層結(jié)與對(duì)流發(fā)展溫度層結(jié)是指大氣中溫度隨高度的分布情況，它對(duì)呼和浩特地區(qū)的對(duì)流發(fā)展和暴雨形成有著重要影響。通過對(duì)呼和浩特地區(qū)探空資料的分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)在暴雨發(fā)生前，溫度層結(jié)往往呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的特征。在對(duì)流層中，正常情況下溫度隨高度是逐漸降低的，這種溫度分布有利于大氣的穩(wěn)定。當(dāng)出現(xiàn)逆溫層等異常溫度層結(jié)時(shí)，大氣的穩(wěn)定性會(huì)受到破壞，容易引發(fā)對(duì)流運(yùn)動(dòng)。在呼和浩特暴雨過程中，常出現(xiàn)的情況是在近地面層存在暖濕空氣，而在其上方一定高度存在冷空氣，形成上冷下暖的不穩(wěn)定溫度層結(jié)。這種不穩(wěn)定的溫度層結(jié)使得大氣具有較強(qiáng)的對(duì)流不穩(wěn)定能量，一旦有合適的觸發(fā)機(jī)制，就容易引發(fā)強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。在2018年7月23-24日呼和浩特市的暴雨過程中，從探空資料可以看出，在暴雨發(fā)生前，近地面層的氣溫較高，濕度較大，而在700hPa左右的高度上，氣溫相對(duì)較低，形成了明顯的不穩(wěn)定溫度層結(jié)。這種上冷下暖的結(jié)構(gòu)使得大氣處于極度不穩(wěn)定的狀態(tài)，為對(duì)流的發(fā)展提供了有利條件。不穩(wěn)定的溫度層結(jié)會(huì)導(dǎo)致大氣中的對(duì)流運(yùn)動(dòng)迅速發(fā)展。當(dāng)近地面的暖濕空氣受到地形抬升、冷空氣入侵等因素的觸發(fā)時(shí)，暖濕空氣會(huì)迅速上升。在上升過程中，由于周圍環(huán)境氣壓降低，空氣會(huì)逐漸稀薄，溫度也會(huì)隨之下降。根據(jù)大氣熱力學(xué)原理，空氣每上升1000米，氣溫大約下降6.5℃。這種氣溫的降低使得暖濕空氣更容易達(dá)到飽和狀態(tài)，水汽迅速凝結(jié)成云滴和冰晶，形成對(duì)流云團(tuán)。隨著對(duì)流運(yùn)動(dòng)的不斷發(fā)展，對(duì)流云團(tuán)逐漸壯大，形成深厚的積雨云，為暴雨的形成提供了云系條件。對(duì)流發(fā)展過程中，上升氣流和下沉氣流的相互作用也對(duì)暴雨的形成有著重要影響。上升氣流將大量的水汽向上輸送，在高空冷卻凝結(jié)形成降水；而下沉氣流則會(huì)將云層中的降水粒子帶到地面，增加降水的強(qiáng)度。在呼和浩特暴雨過程中，強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)使得上升氣流和下沉氣流都非常強(qiáng)盛，兩者相互配合，使得降水強(qiáng)度大且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。上升氣流不斷將水汽輸送到高空，維持了云團(tuán)的發(fā)展和降水的持續(xù)；下沉氣流則增強(qiáng)了降水的強(qiáng)度，使得暴雨更容易引發(fā)洪澇災(zāi)害。溫度層結(jié)還與其他因素相互作用，共同影響呼和浩特暴雨的形成。溫度層結(jié)與水汽條件密切相關(guān)。當(dāng)大氣中的水汽含量充足時(shí)，不穩(wěn)定的溫度層結(jié)更容易引發(fā)對(duì)流運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗谏仙^程中會(huì)釋放潛熱，進(jìn)一步增強(qiáng)大氣的不穩(wěn)定能量。溫度層結(jié)還與大氣環(huán)流形勢(shì)有關(guān)。在不同的大氣環(huán)流背景下，溫度層結(jié)的分布和變化也會(huì)有所不同，從而影響對(duì)流的發(fā)展和暴雨的形成。綜上所述，呼和浩特地區(qū)在暴雨發(fā)生前，常出現(xiàn)不穩(wěn)定的溫度層結(jié)，這種溫度層結(jié)為對(duì)流的發(fā)展提供了有利條件。對(duì)流的發(fā)展使得水汽迅速凝結(jié)成云致雨，上升氣流和下沉氣流的相互作用進(jìn)一步增強(qiáng)了降水的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。溫度層結(jié)與其他因素的相互作用，共同影響著呼和浩特暴雨的形成和發(fā)展。深入研究溫度層結(jié)與對(duì)流發(fā)展的關(guān)系，對(duì)于提高呼和浩特暴雨的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和防災(zāi)減災(zāi)能力具有重要意義。3.5人類活動(dòng)因素3.5.1城市化進(jìn)程的影響隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，呼和浩特的城市化進(jìn)程不斷加速，城市規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，人口和產(chǎn)業(yè)高度聚集。這種城市化的快速發(fā)展帶來了一系列的變化，其中熱島效應(yīng)和下墊面改變對(duì)暴雨的形成和分布產(chǎn)生了顯著影響。城市化進(jìn)程導(dǎo)致呼和浩特的熱島效應(yīng)日益明顯。城市中大量的建筑物、道路等基礎(chǔ)設(shè)施由混凝土、瀝青等材料構(gòu)成，這些材料的比熱容較小，在白天吸收太陽(yáng)輻射后升溫迅速，而在夜晚散熱也較快，使得城市中心區(qū)域的氣溫明顯高于周邊郊區(qū)。據(jù)相關(guān)研究資料顯示，呼和浩特市區(qū)與郊區(qū)的溫差在夏季可達(dá)3-5℃。熱島效應(yīng)的存在改變了城市及周圍地區(qū)的溫度分布和環(huán)流條件，進(jìn)而影響降雨的時(shí)空分布。城市熱島形成的局地環(huán)流會(huì)使城市上空的空氣產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，這種上升運(yùn)動(dòng)與大氣中的水汽相互作用，增加了降雨的可能性。熱島效應(yīng)還會(huì)導(dǎo)致城市上空的大氣層結(jié)不穩(wěn)定，有利于對(duì)流的發(fā)展，使得暴雨更容易發(fā)生。下墊面的改變也是城市化對(duì)暴雨產(chǎn)生影響的重要方面。在城市化過程中，呼和浩特的自然下墊面如綠地、水體等不斷被建筑物、道路等人工下墊面所取代。據(jù)統(tǒng)計(jì)，呼和浩特市建成區(qū)的綠地覆蓋率雖然在不斷提高，但仍低于理想水平，部分區(qū)域的綠地面積相對(duì)較少，而不透水路面和建筑物的面積大幅增加。這種下墊面的改變使得城市的地表徑流特性發(fā)生了顯著變化。不透水的人工下墊面阻礙了雨水的下滲，使得降雨后地表徑流迅速形成，且流量增大。綠地和水體的減少削弱了城市對(duì)雨水的調(diào)蓄能力，一旦遭遇暴雨，大量的地表徑流無法及時(shí)排出，容易造成城市內(nèi)澇。城市化還會(huì)對(duì)城市的水汽循環(huán)產(chǎn)生影響。城市中的工業(yè)生產(chǎn)、居民生活等活動(dòng)會(huì)消耗大量的水資源，同時(shí)向大氣中排放水汽和熱量。這些排放的水汽和熱量改變了城市大氣中的水汽含量和能量分布，進(jìn)一步影響了暴雨的形成和發(fā)展。工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的水汽增加了城市上空的水汽含量，為暴雨的形成提供了更多的水汽條件；而居民生活排放的熱量則加劇了城市的熱島效應(yīng)，促進(jìn)了對(duì)流的發(fā)展。城市化進(jìn)程還會(huì)對(duì)城市周邊地區(qū)的氣候產(chǎn)生影響，進(jìn)而間接影響暴雨的分布。城市的擴(kuò)張導(dǎo)致周邊地區(qū)的土地利用方式發(fā)生改變，農(nóng)業(yè)用地減少，森林覆蓋率降低，這使得周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，對(duì)水汽的涵養(yǎng)和調(diào)節(jié)能力下降。周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改變會(huì)影響水汽的輸送和分布，使得暴雨的落區(qū)和強(qiáng)度發(fā)生變化。綜上所述，呼和浩特的城市化進(jìn)程通過熱島效應(yīng)、下墊面改變等多種方式，對(duì)暴雨的形成和分布產(chǎn)生了顯著影響。熱島效應(yīng)改變了城市的溫度分布和環(huán)流條件，增加了暴雨發(fā)生的可能性；下墊面改變影響了地表徑流和水汽循環(huán)，削弱了城市對(duì)暴雨的調(diào)蓄能力。深入研究城市化進(jìn)程對(duì)暴雨的影響，對(duì)于呼和浩特地區(qū)的城市規(guī)劃、防洪減災(zāi)等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。3.5.2人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的改變?nèi)祟惢顒?dòng)對(duì)呼和浩特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改變?cè)诒┯甑男纬珊陀绊戇^程中扮演著不可忽視的角色，其中植被破壞和土地利用變化是兩個(gè)關(guān)鍵方面。植被在生態(tài)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，它不僅能夠涵養(yǎng)水源、保持水土，還能調(diào)節(jié)氣候。然而，隨著呼和浩特地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，人類活動(dòng)對(duì)植被的破壞日益嚴(yán)重。過度放牧、濫砍濫伐等行為導(dǎo)致大青山等地區(qū)的植被覆蓋率下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，過去幾十年間，大青山部分區(qū)域的植被覆蓋率下降了20%-30%。植被破壞使得土壤失去了植被的保護(hù)，土壤的抗侵蝕能力減弱，在暴雨發(fā)生時(shí)，更容易引發(fā)水土流失。大量的泥沙被沖入河流，導(dǎo)致河道淤積，河流的行洪能力降低，進(jìn)一步加重了洪澇災(zāi)害的危害程度。植被還對(duì)水汽循環(huán)有著重要的調(diào)節(jié)作用。植被通過蒸騰作用向大氣中釋放水汽，增加空氣濕度，促進(jìn)水汽的凝結(jié)和降水的形成。植被覆蓋率的下降使得蒸騰作用減弱，大氣中的水汽含量減少，影響了降水的形成和分布。在一些植被破壞嚴(yán)重的地區(qū)，暴雨發(fā)生的頻率和強(qiáng)度可能會(huì)發(fā)生改變，降水分布也會(huì)變得更加不均勻。土地利用變化也是人類活動(dòng)影響生態(tài)環(huán)境的重要體現(xiàn)。隨著城市化進(jìn)程的加速和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，呼和浩特地區(qū)的土地利用方式發(fā)生了顯著變化。城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，大量的農(nóng)田和自然土地被轉(zhuǎn)化為城市用地。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不合理的灌溉和施肥等行為也改變了土壤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。這些土地利用變化對(duì)暴雨的形成和影響產(chǎn)生了多方面的作用。城市建設(shè)用地的擴(kuò)張導(dǎo)致下墊面性質(zhì)改變，如前文所述，不透水的人工下墊面增加，使得地表徑流迅速形成且流量增大，城市的排水壓力增加，容易引發(fā)城市內(nèi)澇。而農(nóng)業(yè)用地的變化則影響了土壤的蓄水能力和水分蒸發(fā)。不合理的灌溉導(dǎo)致土壤水分含量過高，在暴雨來臨時(shí)，土壤無法吸納更多的雨水，增加了地表徑流；過度施肥則可能導(dǎo)致土壤板結(jié)，降低土壤的孔隙度，影響水分的下滲和儲(chǔ)存。土地利用變化還會(huì)影響區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)平衡，進(jìn)而影響氣候和降水。大面積的農(nóng)田開墾和城市建設(shè)破壞了自然生態(tài)系統(tǒng)的完整性，使得生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候的調(diào)節(jié)能力下降。生態(tài)系統(tǒng)的失衡可能導(dǎo)致局地氣候異常，增加暴雨等極端天氣事件發(fā)生的概率。綜上所述，人類活動(dòng)對(duì)呼和浩特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改變，通過植被破壞和土地利用變化等方式，對(duì)暴雨的形成和影響產(chǎn)生了重要作用。植被破壞削弱了生態(tài)系統(tǒng)對(duì)暴雨的調(diào)節(jié)能力，增加了水土流失和洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)；土地利用變化改變了下墊面性質(zhì)和土壤特性，影響了地表徑流和水汽循環(huán)，進(jìn)一步加劇了暴雨災(zāi)害的危害程度。為了減輕暴雨災(zāi)害的影響，需要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)，合理規(guī)劃土地利用，以提高生態(tài)系統(tǒng)對(duì)暴雨的適應(yīng)能力。四、呼和浩特暴雨的診斷分析方法4.1資料選取與處理在對(duì)呼和浩特暴雨進(jìn)行診斷分析時(shí)，選取了多源資料，這些資料從不同角度為研究提供了豐富的信息，全面、準(zhǔn)確地反映了暴雨發(fā)生前后的氣象條件和大氣狀態(tài)。氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)是研究的基礎(chǔ)資料，包括地面氣象站和高空探測(cè)站的常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)。地面氣象站資料涵蓋了降水、氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等多種氣象要素，這些數(shù)據(jù)是在呼和浩特地區(qū)多個(gè)地面氣象觀測(cè)站實(shí)時(shí)采集的，通過自動(dòng)氣象站和人工觀測(cè)相結(jié)合的方式，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。高空探測(cè)站則通過探空氣球攜帶探空儀，對(duì)不同高度的大氣溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等要素進(jìn)行探測(cè)，獲取高空大氣的垂直分布信息。這些高空探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于了解大氣的垂直結(jié)構(gòu)和環(huán)流特征至關(guān)重要。衛(wèi)星云圖是研究暴雨云系特征和演變的重要資料。選用的衛(wèi)星云圖主要來自于風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星，如風(fēng)云二號(hào)和風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星。風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)第一代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，能夠?qū)Φ厍蜻M(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，提供可見光、紅外和水汽等多種通道的云圖資料。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星則是我國(guó)新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星，具有更高的空間分辨率和時(shí)間分辨率，能夠更清晰地觀測(cè)到云系的細(xì)微結(jié)構(gòu)和變化。通過對(duì)衛(wèi)星云圖的分析，可以直觀地了解暴雨云團(tuán)的生成、發(fā)展、移動(dòng)和消散過程，以及云系的范圍、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)特征。雷達(dá)資料在暴雨的短時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。多普勒雷達(dá)能夠探測(cè)降水粒子的大小、速度和分布情況，從而獲取降水的強(qiáng)度、范圍和移動(dòng)方向等信息。選用的雷達(dá)資料來自呼和浩特地區(qū)的多普勒天氣雷達(dá)，其探測(cè)范圍覆蓋了呼和浩特及其周邊地區(qū)。通過對(duì)雷達(dá)回波的分析，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)暴雨的發(fā)展變化，準(zhǔn)確確定暴雨的落區(qū)和強(qiáng)度，為暴雨的臨近預(yù)報(bào)提供重要依據(jù)。這些資料的來源廣泛且權(quán)威，地面氣象站和高空探測(cè)站的數(shù)據(jù)由中國(guó)氣象局統(tǒng)一管理和發(fā)布，衛(wèi)星云圖由國(guó)家衛(wèi)星氣象中心提供，雷達(dá)資料則由當(dāng)?shù)氐臍庀罄走_(dá)站采集和處理。在獲取資料后，需要進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量控制，以確保資料的可靠性和可用性。對(duì)于氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一，使其符合研究分析的要求。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查，剔除異常值和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)定合理的閾值范圍，判斷數(shù)據(jù)是否在正常范圍內(nèi)。對(duì)于超出閾值的數(shù)據(jù)，進(jìn)行進(jìn)一步的核實(shí)和修正。利用相鄰站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。衛(wèi)星云圖和雷達(dá)資料的處理則需要借助專業(yè)的圖像處理和分析軟件。對(duì)衛(wèi)星云圖進(jìn)行幾何校正和輻射定標(biāo)，消除衛(wèi)星觀測(cè)過程中的誤差，提高云圖的精度。通過圖像增強(qiáng)和特征提取技術(shù)，突出云系的特征和邊界，便于對(duì)云系的分析和識(shí)別。對(duì)于雷達(dá)資料，進(jìn)行回波強(qiáng)度的校準(zhǔn)和訂正，提高降水強(qiáng)度的測(cè)量精度。利用雷達(dá)拼圖技術(shù)，將多個(gè)雷達(dá)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，擴(kuò)大雷達(dá)的探測(cè)范圍，提高監(jiān)測(cè)的全面性。在數(shù)據(jù)處理過程中，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的時(shí)空匹配和整合。將不同來源、不同時(shí)間和空間分辨率的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的時(shí)空網(wǎng)格劃分，使其能夠在相同的時(shí)空尺度上進(jìn)行對(duì)比和分析。通過插值和外推等方法，填補(bǔ)數(shù)據(jù)缺失的部分，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。通過對(duì)多源資料的精心選取和嚴(yán)格處理，為呼和浩特暴雨的診斷分析提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使得后續(xù)的分析研究能夠更加準(zhǔn)確、深入地揭示暴雨的形成機(jī)制和發(fā)展規(guī)律。4.2天氣形勢(shì)分析4.2.1常規(guī)天氣圖分析常規(guī)天氣圖分析是研究呼和浩特暴雨天氣形勢(shì)的基礎(chǔ)方法，通過對(duì)高空和地面天氣圖的細(xì)致分析，能夠清晰地揭示暴雨發(fā)生時(shí)的大氣環(huán)流特征和主要影響系統(tǒng)。高空天氣圖主要分析500hPa、700hPa和850hPa等關(guān)鍵層次的天氣系統(tǒng)分布和演變情況。在500hPa高度上，高空槽、高壓脊和冷渦等系統(tǒng)的位置和強(qiáng)度對(duì)暴雨的形成具有重要影響。在2017年7月5-6日呼和浩特的暴雨過程中，5日08時(shí)亞洲大槽建立并逐漸加強(qiáng)發(fā)展，徑向增大到17個(gè)緯距，5日在貝湖形成，同時(shí)槽迅速加深，6日在呼和浩特市形成強(qiáng)大的高空冷渦。高空槽的東移和加深，使得呼和浩特地區(qū)處于槽前的上升氣流區(qū)，為暴雨的發(fā)生提供了有利的動(dòng)力條件。通過分析500hPa高度上的等高線和溫度場(chǎng)分布，可以判斷高空槽的位置和強(qiáng)度，以及冷空氣的活動(dòng)情況。700hPa高度上，中低空急流和切變線等系統(tǒng)對(duì)水汽輸送和動(dòng)力抬升起著關(guān)鍵作用。在2017年7月5-6日的暴雨過程中，700hPa上5日08時(shí)西南風(fēng)建立，攜帶西南氣流到達(dá)呼和浩特市，5日20時(shí)副高外圍急流加強(qiáng)，加快了水汽的輸送和補(bǔ)充。通過分析700hPa高度上的風(fēng)場(chǎng)和水汽通量場(chǎng)，可以確定中低空急流的位置和強(qiáng)度，以及水汽的輸送路徑和強(qiáng)度。850hPa高度上，切變線和低渦等系統(tǒng)的存在會(huì)導(dǎo)致空氣的輻合上升，促進(jìn)暴雨的形成。在2017年7月5-6日的暴雨過程中，850hPa上5日08時(shí)南風(fēng)建立，5日20時(shí)南風(fēng)加大形成急流，河套地區(qū)存在明顯切變線，到6日08時(shí)切變線東移影響呼和浩特，此時(shí)風(fēng)向明顯輻合，降水處于集中時(shí)段。通過分析850hPa高度上的風(fēng)場(chǎng)和散度場(chǎng)，可以判斷切變線和低渦的位置和強(qiáng)度，以及空氣的輻合上升情況。地面天氣圖主要分析地面氣旋、反氣旋、鋒面等系統(tǒng)的分布和移動(dòng)情況。地面氣旋和鋒面是呼和浩特暴雨過程中常見的地面影響系統(tǒng)，它們的相互作用會(huì)導(dǎo)致空氣的強(qiáng)烈輻合上升，形成暴雨天氣。在2016年7月20-21日的暴雨過程中，地面場(chǎng)上存在氣旋和明顯輻合，呼和浩特南部存在明顯的地面輻合線，有利于降水的輻合加強(qiáng)，致使呼和浩特地區(qū)中南部降水偏大。通過分析地面天氣圖上的等壓線、風(fēng)場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布，可以確定地面氣旋、反氣旋和鋒面的位置和強(qiáng)度，以及空氣的輻合輻散情況。在分析常規(guī)天氣圖時(shí)，還需要關(guān)注不同層次天氣系統(tǒng)之間的相互作用和配置關(guān)系。高空槽、中低空急流和地面氣旋等系統(tǒng)的相互配合，能夠?yàn)楸┯甑男纬商峁┯欣膭?dòng)力和熱力條件。高空槽的東移會(huì)引導(dǎo)中低空急流的加強(qiáng)和移動(dòng)，使得水汽能夠更有效地輸送到地面氣旋附近，形成強(qiáng)烈的輻合上升運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致暴雨的發(fā)生。通過對(duì)常規(guī)天氣圖的綜合分析，可以全面了解呼和浩特暴雨發(fā)生時(shí)的天氣形勢(shì)和主要影響系統(tǒng)，為進(jìn)一步研究暴雨的形成機(jī)制和預(yù)報(bào)提供重要的依據(jù)。4.2.2物理量場(chǎng)分析物理量場(chǎng)分析是深入研究呼和浩特暴雨形成機(jī)制的重要手段，通過對(duì)水汽通量散度、渦度、散度等物理量的計(jì)算和分析，可以揭示暴雨形成的動(dòng)力和熱力條件，以及水汽的輸送和輻合情況。水汽通量散度是描述水汽輸送和輻合的重要物理量，它表示單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的水汽凈通量。當(dāng)水汽通量散度為負(fù)值時(shí)，表明水汽在該區(qū)域輻合，有利于降水的形成；當(dāng)水汽通量散度為正值時(shí)，表明水汽在該區(qū)域輻散，不利于降水的形成。在2017年7月5-6日呼和浩特的暴雨過程中，通過對(duì)水汽通量散度的計(jì)算和分析發(fā)現(xiàn)，在暴雨發(fā)生區(qū)域，水汽通量散度為明顯的負(fù)值，說明該區(qū)域存在強(qiáng)烈的水汽輻合，為暴雨的形成提供了充足的水汽條件。渦度是衡量大氣旋轉(zhuǎn)程度的物理量，它反映了大氣中氣旋性和反氣旋性環(huán)流的強(qiáng)度。正渦度表示大氣具有氣旋性旋轉(zhuǎn)，有利于空氣的上升運(yùn)動(dòng)；負(fù)渦度表示大氣具有反氣旋性旋轉(zhuǎn)，有利于空氣的下沉運(yùn)動(dòng)。在呼和浩特暴雨過程中，通常在暴雨發(fā)生區(qū)域的中低層存在正渦度中心，表明該區(qū)域存在較強(qiáng)的氣旋性環(huán)流，促進(jìn)了空氣的上升運(yùn)動(dòng)，為暴雨的形成提供了動(dòng)力條件。散度是描述大氣水平運(yùn)動(dòng)輻合輻散的物理量，它表示單位時(shí)間內(nèi)單位體積空氣的體積變化率。當(dāng)散度為負(fù)值時(shí)，表明空氣在該區(qū)域輻合，有利于上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展；當(dāng)散度為正值時(shí)，表明空氣在該區(qū)域輻散，有利于下沉運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。在呼和浩特暴雨過程中，通常在暴雨發(fā)生區(qū)域的中低層存在輻合，高層存在輻散，這種高低層的輻合輻散配置，有利于上升運(yùn)動(dòng)的維持和加強(qiáng)，為暴雨的持續(xù)發(fā)生提供了動(dòng)力條件。垂直速度是反映大氣垂直運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的物理量，它對(duì)暴雨的形成和發(fā)展起著關(guān)鍵作用。強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)能夠?qū)⑺斔偷礁呖眨龠M(jìn)水汽的冷卻凝結(jié)，形成降水。在呼和浩特暴雨過程中，通過對(duì)垂直速度的計(jì)算和分析發(fā)現(xiàn)，在暴雨發(fā)生區(qū)域存在強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，垂直速度可達(dá)-10hPa/s以上，這種強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)使得水汽能夠迅速上升并凝結(jié)成云致雨，導(dǎo)致暴雨的發(fā)生。在進(jìn)行物理量場(chǎng)分析時(shí)，通常采用NCEP/NCAR再分析資料等，利用專業(yè)的氣象分析軟件進(jìn)行計(jì)算和繪圖。通過對(duì)不同層次、不同時(shí)刻的物理量場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析，可以清晰地了解物理量場(chǎng)的演變過程和分布特征，以及它們與暴雨發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。通過對(duì)水汽通量散度、渦度、散度、垂直速度等物理量場(chǎng)的分析，可以深入揭示呼和浩特暴雨形成的動(dòng)力和熱力條件，為暴雨的預(yù)報(bào)和預(yù)警提供重要的物理依據(jù)，提高對(duì)暴雨天氣的認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)能力。4.3衛(wèi)星云圖與雷達(dá)回波分析4.3.1衛(wèi)星云圖特征識(shí)別衛(wèi)星云圖是研究呼和浩特暴雨云系特征和演變的重要工具，通過對(duì)衛(wèi)星云圖的分析，可以獲取云頂溫度、云系結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵信息，從而識(shí)別與暴雨相關(guān)的云系特征。在衛(wèi)星云圖上，云頂溫度是判斷云系性質(zhì)和降水潛力的重要指標(biāo)。通常，暴雨云團(tuán)的云頂溫度較低，這是因?yàn)楸┯暝茍F(tuán)中存在強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，水汽在上升過程中迅速冷卻凝結(jié)，形成冰晶，使得云頂溫度降低。在紅外衛(wèi)星云圖上，云頂溫度越低，云系的色調(diào)越白。通過對(duì)云頂溫度的反演和分析，可以確定暴雨云團(tuán)的位置和范圍。在2017年7月5-6日呼和浩特的暴雨過程中，從紅外衛(wèi)星云圖上可以看到，暴雨云團(tuán)的云頂溫度達(dá)到了-40℃以下，云系呈現(xiàn)出明顯的白色，且范圍逐漸擴(kuò)大，覆蓋了呼和浩特市的大部分地區(qū)。云系結(jié)構(gòu)也是識(shí)別暴雨云系的重要依據(jù)。與暴雨相關(guān)的云系通常具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括積雨云、層積云等多種云型的組合。積雨云是暴雨云系的核心組成部分，其云頂高聳，呈砧狀或花椰菜狀，云體濃厚，具有強(qiáng)烈的對(duì)流活動(dòng)。在可見光衛(wèi)星云圖上，積雨云的色調(diào)最白，邊界不整齊，云頂表面多起伏、不均勻；在紅外衛(wèi)星云圖上，積雨云的云頂溫度很低，呈現(xiàn)出白色。層積云則常位于積雨云的下方或周圍，其云體較為扁平，結(jié)構(gòu)相對(duì)松散，在衛(wèi)星云圖上表現(xiàn)為灰色或灰白色。在2018年7月23-24日呼和浩特市的暴雨過程中，從衛(wèi)星云圖上可以觀察到，暴雨云系呈現(xiàn)出明顯的螺旋狀結(jié)構(gòu)，中心區(qū)域?yàn)榉e雨云團(tuán)，周圍環(huán)繞著層積云。這種螺旋狀結(jié)構(gòu)表明云系中存在強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)和上升運(yùn)動(dòng)，有利于水汽的聚集和降水的形成。云系的移動(dòng)方向和速度也是識(shí)別暴雨云系的重要信息。通過對(duì)不同時(shí)刻衛(wèi)星云圖的對(duì)比分析，可以追蹤云系的移動(dòng)軌跡，確定其移動(dòng)方向和速度。暴雨云系的移動(dòng)方向和速度往往與大氣環(huán)流形勢(shì)密切相關(guān)，如高空槽、低空急流等天氣系統(tǒng)的移動(dòng)會(huì)引導(dǎo)云系的移動(dòng)。在2012年8月17-18日清水河縣等地的暴雨過程中，衛(wèi)星云圖顯示暴雨云系在高空冷渦和低空西南急流的引導(dǎo)下，自西向東移動(dòng)，移動(dòng)速度較快，使得該地區(qū)在短時(shí)間內(nèi)受到暴雨云系的影響，出現(xiàn)了較強(qiáng)的降水。云系的紋理和邊界特征也能為識(shí)別暴雨云系提供線索。暴雨云系的紋理通常較為粗糙，這是由于云系中存在強(qiáng)烈的對(duì)流活動(dòng)和水汽的不均勻分布。云系的邊界在衛(wèi)星云圖上可能表現(xiàn)為不規(guī)則的形狀，且邊界處的云系變化較為劇烈。積雨云的邊界往往不整齊，與周圍云系的過渡較為明顯；而層積云的邊界相對(duì)較為模糊。通過對(duì)衛(wèi)星云圖上云頂溫度、云系結(jié)構(gòu)、移動(dòng)方向和速度、紋理和邊界特征等信息的綜合分析，可以準(zhǔn)確識(shí)別與呼和浩特暴雨相關(guān)的云系特征，為暴雨的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)提供重要的依據(jù)。4.3.2雷達(dá)回波分析應(yīng)用雷達(dá)回波分析在呼和浩特暴雨的監(jiān)測(cè)和預(yù)警中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，通過對(duì)雷達(dá)回波強(qiáng)度、移動(dòng)速度等信息的分析，可以實(shí)時(shí)掌握暴雨的發(fā)展變化情況，為暴雨的臨近預(yù)報(bào)提供關(guān)鍵支持。雷達(dá)回波強(qiáng)度是衡量降水強(qiáng)度的重要指標(biāo)，它反映了雷達(dá)波束照射區(qū)域內(nèi)降水粒子的大小和數(shù)量。在呼和浩特暴雨過程中，雷達(dá)回波強(qiáng)度通常較強(qiáng)，一般在40dBZ以上，強(qiáng)降水中心的回波強(qiáng)度可達(dá)到50dBZ甚至更高。不同的回波強(qiáng)度對(duì)應(yīng)著不同的降水強(qiáng)度，當(dāng)雷達(dá)回波強(qiáng)度在40-45dBZ時(shí)，可能出現(xiàn)大雨；回波強(qiáng)度在45-50dBZ時(shí)，可能出現(xiàn)暴雨；而當(dāng)回波強(qiáng)度超過50dBZ時(shí)，則可能出現(xiàn)大暴雨或特大暴雨。在2017年7月5-6日呼和浩特的暴雨過程中，雷達(dá)回波強(qiáng)度在部分地區(qū)達(dá)到了55dBZ，對(duì)應(yīng)著該地區(qū)出現(xiàn)了較強(qiáng)的暴雨天氣，部分站點(diǎn)的降水量超過了100毫米。雷達(dá)回波的移動(dòng)速度和方向?qū)τ陬A(yù)測(cè)暴雨的落區(qū)和時(shí)間至關(guān)重要。通過對(duì)不同時(shí)刻雷達(dá)回波的追蹤和分析，可以確定回波的移動(dòng)軌跡和速度。暴雨回波的移動(dòng)速度和方向通常與大氣環(huán)流形勢(shì)密切相關(guān)，如低空急流、切變線等天氣系統(tǒng)的移動(dòng)會(huì)影響回波的移動(dòng)。在2018年7月23-24日呼和浩特市的暴雨過程中，雷達(dá)回波在低空西南急流的引導(dǎo)下，以每小時(shí)30-40公里的速度自西南向東北移動(dòng)，使得暴雨逐漸影響呼和浩特市的不同區(qū)域，通過對(duì)回波移動(dòng)速度和方向的監(jiān)測(cè)，能夠提前預(yù)測(cè)暴雨到達(dá)的時(shí)間和影響范圍，為防災(zāi)減災(zāi)提供寶貴的時(shí)間。雷達(dá)回波的結(jié)構(gòu)和形態(tài)也能反映暴雨的發(fā)展階段和特征。在暴雨初期，雷達(dá)回波可能呈現(xiàn)出分散的小尺度回波，隨著暴雨的發(fā)展，這些小尺度回波逐漸合并、發(fā)展，形成較大尺度的回波團(tuán)?；夭▓F(tuán)的形態(tài)可能呈現(xiàn)出塊狀、帶狀或螺旋狀等，不同的形態(tài)反映了暴雨云系的不同結(jié)構(gòu)和對(duì)流活動(dòng)的強(qiáng)弱。在2012年8月17-18日清水河縣等地的暴雨過程中，雷達(dá)回波在發(fā)展初期表現(xiàn)為多個(gè)分散的小尺度回波，隨著時(shí)間的推移，這些回波逐漸合并形成了一個(gè)較大的塊狀回波，回波強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，表明暴雨云系逐漸發(fā)展成熟，降水強(qiáng)度不斷增大。雷達(dá)回波的垂直結(jié)構(gòu)對(duì)于了解暴雨的形成機(jī)制和降水過程也具有重要意義。通過雷達(dá)的垂直探測(cè)功能，可以獲取回波在不同高度上的強(qiáng)度分布信息，從而了解降水粒子的垂直分布和上升氣流、下沉氣流的情況。在呼和浩特暴雨過程中，通常在中低層存在較強(qiáng)的回波，表明中低層有較多的降水粒子，且上升氣流較強(qiáng)，有利于水汽的凝結(jié)和降水的形成。在高層，回波強(qiáng)度可能相對(duì)較弱，但也存在一定的回波，這與降水粒子的擴(kuò)散和高空的下沉氣流有關(guān)。通過對(duì)雷達(dá)回波強(qiáng)度、移動(dòng)速度、結(jié)構(gòu)和形態(tài)、垂直結(jié)構(gòu)等信息的綜合分析，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)呼和浩特暴雨的發(fā)展變化情況，為暴雨的臨近預(yù)報(bào)和預(yù)警提供重要依據(jù)，幫助相關(guān)部門及時(shí)采取有效的防災(zāi)減災(zāi)措施，減少暴雨災(zāi)害帶來的損失。五、案例研究5.1案例選取與基本情況介紹為了更深入地研究呼和浩特暴雨的成因和特點(diǎn)，選取2017年7月5-6日的暴雨過程作為典型案例進(jìn)行分析。此次暴雨過程在呼和浩特地區(qū)具有較強(qiáng)的代表性，其降水強(qiáng)度大、影響范圍廣，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活造成了顯著影響。2017年7月5-6日，受高空冷渦和低層暖濕氣流共同影響，呼和浩特地區(qū)出現(xiàn)了一次明顯的降水過程。降水從5日17時(shí)前后開始，6日9時(shí)趨于結(jié)束，期間伴隨大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣。此次暴雨過程的降水強(qiáng)度較大，全市多地出現(xiàn)了大雨、暴雨天氣。其中，清水河縣喇嘛灣鎮(zhèn)南壕賴林場(chǎng)降水量達(dá)到63.2毫米，新城區(qū)、回民區(qū)等部分區(qū)域的降水量也超過了50毫米，達(dá)到暴雨標(biāo)準(zhǔn)。從影響范圍來看，此次暴雨過程覆蓋了呼和浩特市的大部分地區(qū)，包括市區(qū)以及周邊的旗縣。市區(qū)內(nèi)多個(gè)路段出現(xiàn)了積水現(xiàn)象，交通受到嚴(yán)重影響，部分公交線路被迫停運(yùn)，車輛在積水中熄火，行人出行困難。周邊旗縣如清水河縣、土默特左旗等地也受到了暴雨的影響，部分農(nóng)田被淹，農(nóng)作物受損，一些村莊的房屋出現(xiàn)了進(jìn)水情況，居民的生活受到了較大干擾。此次暴雨過程還伴隨著大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣。最大小時(shí)雨強(qiáng)較大，在部分地區(qū)達(dá)到了30毫米以上，短時(shí)強(qiáng)降水導(dǎo)致城市排水系統(tǒng)不堪重負(fù)，加劇了城市內(nèi)澇的程度。大風(fēng)天氣也對(duì)城市設(shè)施和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了一定的破壞，一些廣告牌被吹倒，樹木被連根拔起，農(nóng)作物出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。在天氣形勢(shì)方面，5日08時(shí)亞洲大槽建立并逐漸加強(qiáng)發(fā)展，徑向增大到17個(gè)緯距，5日在貝湖形成，同時(shí)槽迅速加深，6日在呼和浩特市形成強(qiáng)大的高空冷渦；受下游強(qiáng)大高壓脊阻擋，高空槽移動(dòng)緩慢，處于槽前一直維持到6日20時(shí)，這樣的動(dòng)力條件利于降水持續(xù)發(fā)生。在此期間，太平洋副熱帶高壓有一次西伸北抬隨后南退的過程，副高外圍氣流持續(xù)向呼和浩特市輸送水汽。在700hPa上，5日08時(shí)西南風(fēng)建立，攜帶西南氣流到達(dá)呼和浩特市，5日20時(shí)副高外圍急流加強(qiáng)，加快水汽的輸送和補(bǔ)充，6日08時(shí)呼和浩特已經(jīng)處于水汽大值區(qū)，此時(shí)處于降水集中階段。850hPa上5日08時(shí)南風(fēng)建立，5日20時(shí)南風(fēng)加大形成急流，河套地區(qū)存在明顯切變線，到6日08時(shí)切變線東移影響呼和浩特，此時(shí)風(fēng)向明顯輻合，降水處于集中時(shí)段。地面場(chǎng)上存在氣旋，有明顯輻合，5日14時(shí)呼和浩特中心氣壓降到最低997.5hPa，呼和浩特南部存在明顯的地面輻合線，有利于降水的輻合加強(qiáng)，致使呼和浩特地區(qū)中南部降水偏大。2017年7月5-6日的暴雨過程具有降水強(qiáng)度大、影響范圍廣、伴隨強(qiáng)對(duì)流天氣等特點(diǎn)，其天氣形勢(shì)復(fù)雜，多種天氣系統(tǒng)相互作用，為研究呼和浩特暴雨的成因和特點(diǎn)提供了典型的案例。5.2基于上述成因和診斷方法的詳細(xì)分析運(yùn)用前文闡述的成因和診斷方法，對(duì)2017年7月5-6日呼和浩特暴雨過程進(jìn)行深入分析，以揭示此次暴雨形成的機(jī)制和過程。從大氣環(huán)流角度來看，高空環(huán)流形勢(shì)對(duì)此次暴雨的形成起到了關(guān)鍵的引導(dǎo)作用。5日08時(shí)亞洲大槽建立并逐漸加強(qiáng)發(fā)展，徑向增大到17個(gè)緯距，5日在貝湖形成，同時(shí)槽迅速加深，6日在呼和浩特市形成強(qiáng)大的高空冷渦。高空冷渦的存在使得呼和浩特地區(qū)處于槽前的上升氣流區(qū)，為暴雨的發(fā)生提供了有利的動(dòng)力條件。受下游強(qiáng)大高壓脊阻擋，高空槽移動(dòng)緩慢，處于槽前一