10≤R<25/占总降水过程次数的百分比
25≤R<50/占总降水过程次数的百分比
50≤R<100/占总降水过程次数的百分比
青山
1290/80.8%
216/13.5%
77/4.8%
14/0.9%
萨拉齐
1419/79.5%
258/14.4%
90/5.0%
20/1.1%
金山镇
1417/81.1%
256/14.6%
65/3.7%
10/0.6%
白云
1469/85.2%
202/11.7%
44/2.6%
9/0.5%
百灵庙
1449/84.6%
208/12.2%
50/2.9%
5/0.3%
满都拉
1225/89.3%
119/8.7%
27/1.9%
1/0.1%
希拉穆仁
1752/86.5%
230/11.4%
39/1.9%
4/0.2%
以上分析表明：
某地区暴雨过程总体特点是历时短，强度大，范围小。
某地区降水过程主要以小雨过程为主，其出现的频次超过总降水过程的80%以上；暴雨及大暴雨过程出现的频次较少，属于小概率事件；该地区没有出现过特大暴雨过程，这显然与该地区的水汽条件有密切的关系。
2.2暴雨的时间变化
为了了解某地区暴雨的时间变化，分别对暴雨及大暴雨的年际变化、月、旬变化以及日变化进行统计分析。
2.2.1暴雨及大暴雨年际变化
对1971～2010年发生过暴雨的年份及其发生暴雨的次数进行统计（图2），得出：
暴雨出现次数最多的是2006年，为4次，其次为1981年、1992年以及1998年，为3次。
在研究的40年中，有24年出现过暴雨及大暴雨，有16年未出现过暴雨及大暴雨。
图2某地区1971年～2010年暴雨及大暴雨次数年际分布图（红色虚线为40年平均暴雨次数）
分析表明：
暴雨年际变化明显，且暴雨过程出现的次数存在7～8年左右的周期。
2.2.2暴雨及大暴雨月、旬变化
某地区在有气象记录的64次单站暴雨及大暴雨中，出现暴雨及大暴雨的月份集中在5月至9月。
在1971～2010年40年间，一年中最早出现暴雨是在5月5日（1992年，固阳），最晚是在9月20日（2006年，白云鄂博）。
其中5月、6月最少,各3次，约占9%，9月也相对较少，为4次，约占6%，7月至8月最为集中，为54次，约占84%；7月出现21次，约占33%，8月出现33次，约占52%；其余月份未出现过暴雨及大暴雨（图3）。
暴雨及大暴雨的逐旬变化同样具有以上特点，其分布变化为单峰形，峰顶出现在8月中旬，出现次数最多的还有7月下旬和8月上旬（图4）。
图3某地区1971年～2010年5～9月暴雨及大暴雨月分布图
图4某地区1971年～2010年5～9月暴雨及大暴雨旬分布图
分析表明：
某地区暴雨主要集中在主汛期7月下旬至8月中旬，暴雨日集中的较为明显。
2.3暴雨强度和持续性
在某地区40年日降水资料中，1日（24小时）最大降雨量出现100mm以上大暴雨以上共有1次，即1976年7月27日08时～28日08时的石拐站（106.7mm，1994年撤站）。
在多雨的7月至8月，每次暴雨及大暴雨平均也只发生在1.6个站（出现暴雨站数/出现次数）。
在有气象记录的64次暴雨中，仅1站监测到的有47次，2站监测到的有13次，3站监测到的有2次，4站监测到的有2次（图5）。
在统计的40年日降水资料中，范围最大的两次暴雨出现在1976年8月18日和1985年8月24日，有4个站同时发生（两次均出现在市区、萨拉齐、金山镇以及希拉穆仁四站），其次为1976年7月28日（出现在市区、萨拉齐以及白云三站）和1998年7月5日（出现在市区、萨拉齐以及金山镇三站），均有3个站同时出现暴雨；连续两日降水量最大值出现在1997年8月13日至14日某市区，48小时累积降水量为117.4mm。
图5某地区1971年～2010年出现暴雨站数统计图
分析表明：
每次大暴雨平均只有1个站观测到，由此可见，某地区暴雨的一个显著特点是范围小，局地性强。
2.4暴雨的地理分布
暴雨日降雨开始到结束之间的持续整时数（用自记或实测记录，以间断不超过3小时为连续）为暴雨持续时数。
统计结果表明：
某地区暴雨持续时数在7～43小时之间。
其中持续时数在20小时以上的地区，在阴山山地东段。
在以上区域两侧的地区，持续时数在20小时以下。
在统计的64次暴雨中，大青山南部地区（市区、土右两站）出现34次，约占53%；平均海拔在1500m左右的站点（白云、达茂、希拉穆仁）出现暴雨及大暴雨18次，约占28%。
综上所述，某地区暴雨日数、强度（相对强度除外）和持续时间，总的趋势呈现为从东南向西北递减的特征，与平均年降雨量的分布规律（图6）相一致。
并可以看到，在阴山山脉南麓有暴雨中心，除环流因素外，也显现了地形的重要作用。
（a）1971～1980年（b）1981～1990年
（c）1991～2000年（d）2001～2010年
图61971年～2010年某地区每10年平均的年降水量（mm）分布
第三章某地区暴雨过程的主要影响系统分析
暴雨的形成是多种尺度大气相互作用的结果。
大尺度环境场为暴雨的形成和发展提供有利的条件。
以下主要采用天气学分析的方法，对发生在某地区的9次暴雨过程进行综合分析，分析该地区暴雨过程的主要影响系统。
3.1西风槽
北半球中高纬度的平均经向环流（Ferrel）环流很弱，平均纬向环流在对流层盛行西风称为西风带。
西风带中常常产生波动，形成槽和脊，槽为低压，脊为高压。
西风带中的槽线，称为西风槽，多为东北—西南走向，西风槽的槽前（东面）盛行暖湿的西南气流，多阴雨天气，西风槽的槽后（西面）盛行干冷的西北气流，天气晴好。
某暴雨多数是由于副热带系统与西风带系统相互作用所造成的。
因此，西风槽和切变线的活动对某地区暴雨的形成起着十分重要的作用。
对某地区暴雨资料的分类统计表明，由西风槽造成的暴雨，发生率占暴雨总数的41％左右（表3）。
表31971年～2010年某西风槽暴雨统计表
暴雨时间
暴雨
站数
700hPa系统
850hPa系统
地面系统
24h最大降水量（mm）
1973.08.14—08.15
1
偏南气流
西南气流
（槽前）
暖锋（倒槽）
51.5
1975.08.10—08.11
1
西南气流
（槽前）
偏北风（槽后）
冷锋
62.1
1975.08.25—08.26
2
西南气流
（槽前）
偏南（槽前）
冷锋
61.5
1988.07.17—07.18
1
低涡
切变线
冷锋（倒槽）
65.0
1998.07.05—07.06
3
低涡
东南气流
冷锋（倒槽）
77.0
1998.07.12—07.13
1
西南气流
偏南气流
冷锋（倒槽）
62.1
1999.08.05—08.06
1
西南气流
（槽前）
低涡
冷锋（倒槽）
57.9
2001.07.24—07.25
1
西南气流
（槽前）
偏南气流
冷锋
61.9
2010.08.07—08.08
1
西南气流
（槽前）
东南气流
冷锋（倒槽）
58.6
西风槽在暴雨过程中的作用，主要是自巴尔喀什湖及新疆东移的西风槽（图7）。
在形成暴雨的过程中，西风槽是将不同纬度间的冷暖空气相互输送的通道。
西南气流随着西风槽的逼近不断加强，从而将较低纬度的水汽和能量输送到暴雨区。
而槽后冷平流随着低槽东移入侵又使暖湿空气动力抬升，促使有效位能释放，成为造成暴雨的一个重要触发机制。
因此，经向发展较强的西风槽在中、低纬相互作用中起到纽带作用。
在条件适宜时，西风槽还促使低空或地面系统强烈发展，使降水加强而产生暴雨。
图7西风槽类暴雨过程的概念模型，图中蓝色线为等高线，白色箭头为冷空气方向，红色圆点代表某地区的位置
受西风槽影响的某地区暴雨，容易出现在某地区东部有副高或较强高压脊控制的形势下的中纬度西风带锋区在43°N～53°N一带。
此时，较高纬度的冷空气从亚洲大陆西部分裂南下，并沿中纬度向东扩散，极易在冷空气南侧的咸海到巴尔喀什湖一带形成短波槽，在中纬西风带的引导下，西风槽迅速移至河套一带，并在东部高值系统的阻挡下减速停滞，影响某地区并产生暴雨。
当这种大范围环流形势处于稳定阶段时，由于连续生成的短波槽所携带的冷空气一次次侵入并与东部持续存在的暖湿西南气流不断交汇，有时可导致暴雨的重复发生。
一旦有低涡等其它影响系统配合时，降水量会比较大。
1998年7月4日～7月5日的降水过程主要影响系统为西风槽，从500hPa的天气形势图（图8）上可以看到：
500hPa不断有西风槽向东南方推进，贝加尔湖西北侧有冷中心伴着西风槽不断向东南方向移动，将冷空气移入河套上空的西风槽，而随西风槽东移入侵河套地区的冷平流是暖湿空气动力抬升的主要机制，有利于有效位能释放和暴雨的产生。
（a）
（b）
图81988年7月4日00时（a）和5日00时（b）500hPa的天气形势，图中红线为等温线（间隔4℃），黑线为等高线（间隔，40gpm），D和G分别为低压和高压中心，N和L分别为暖和冷中心，红色圆点代表某地区的位置
3.2切变线
切变线是在风场上明显表现出气旋性切变的不连续线，主要出现在850hPa或700hPa上，是冷暖两支气流间的强烈辐合上升运动地带，也是夏季造成某地区出现暴雨的主要影响系统之一。
切变线可以分为冷性切变线和暖性切变线。
对某地区暴雨资料的分类统计表明，由切变线直接造成的暴雨，占暴雨总数的30％左右（表4）。
表41971年～2010年某切变线暴雨统计表
暴雨时间
暴雨站数
700hPa急流走向
850hPa急流走向
切变类型
24h最大降水量（mm）
1978.08.30—08.31
2
西南
西南转东南
暖切
72.0
1981.08.05—08.06
2
西南
东北转东南
暖切
80.6
1992.08.07—08.08
1
西南
偏南
冷切
90.6
2002.06.21—06.22
2
偏东转西南
南
暖切
67.8
2002.08.03—08.04
1
西南
东南
暖切
57.7
2003.09.26—09.27
1
东南转西南
东南
暖切
55.9
2006.08.06—08.07
1
西南
东南
暖切
67.0
2006.08.07—08.08
1
西南
偏南
冷切
67.7
2008.07.31—08.01
1
西南
偏南
冷切
50.7
3.2.1冷式切变型暴雨
冷式切变主要是指偏北风与西南风（或偏西风）之间的切变。
其中以偏北风占支配地位，自北向南移动。
在夏季，冷式切变有可能产生暴雨。
影响某地区的冷性切变线是由西来槽东移演变而成的，这时副高稳定少动，切变线方向多呈东北西南向。
冷性切变线降水常常带有阵性，降水区与切变线平行，暴雨出现在700hPa切变线到地面锋线或850hPa切变线之间（图9）。
图9冷切变型暴雨的基本形势，图中蓝线为等高线，棕线为切变线，D和G分别为低压和高压中心
3.2.2暖式切变型暴雨
暖式切变主要是指西南风与东南风或偏南风与偏东风之间的切变。
其中以西南风或偏南风占支配地位，自南向北移动。
夏半年，暖式切变附近往往有暴雨产生。
暖性切变线的形成有两类[]，一类由冷性切变演变而来，这类暖性切变在形成前期已有近东西向的冷性切变存在，并有低涡或小波在其缓慢移动过程中在其西段产生，使其西段北抬，从而由冷性切变演变为暖性切变。
这类切变线的特点是两侧冷暖空气分明，降水则常以由于暖空气爬升造成的稳定性降水为主，且在700hPa和850hPa切变线南侧有较强的低空急流配合。
另一类则是由于位于副高后部暖区中的切变线或西南气流上不稳定扰动的北上而形成的切变线。
在这类切变线附近，低空有明显的暖锋结构，但温度梯度不明显，切变线南侧有强而稳定的低空急流，同时副高常常明显增强西伸、北抬，暴雨区多发生在切变线北侧（图10）。
图10暖切变型暴雨基本形势，图中蓝线为等高线，棕线为切变线，D和G分别为低压和高压中心
1981年8月5日的暴雨过程在对流层低层为暖切边系统。
在850hPa天气图（图11）上可以看到：
某地区存在明显的暖式切变，暴雨落区出现在700hPa切变线和850hPa切变线之间。
图111981年8月5日00时850hPa天气形势，图中单红线为等温线（间隔4℃），双红线为切变线，黑线为等高线（间隔，40gpm），D和G分别为低压和高压中心，N和L分别为暖和冷中心，红色圆点代表某地区的位置
3.3低涡
低涡一般指出现于大气中低层的水平和垂直范围都较小的低压涡旋。
对中国天气变化影响较大的低涡有两类:
一类是气流经青藏高原特殊地形作用后产生的动力低涡,如产生于四川西南部的西南涡和青海湖附近的西北涡；另一类是从高空西风带的深槽中切断出来的冷性涡旋，如北方冷涡。
某地区夏季产生暴雨的重要天气系统之一就是低涡，由于低涡过程引起的暴雨约占某暴雨的26％左右（表5）。
低涡的雨带与其移动路径之间有关，最大雨量中心多位于低涡移动路径前1个至2个纬距内。
低涡暴雨的落区与低空急流的活动和演变有密切的关系，在低空急流轴左前侧有水汽通量的辐合区，对应温度露点差较小的湿中心，易产生暴雨。
当出现西南（偏南）急流与强偏东气流汇合时，在汇合区内，水汽通量辐合区增强扩大，温度露点差小的湿中心区域也扩大，则易形成暴雨。
表51971年～2010年某地区低涡暴雨统计表
暴雨时间
暴雨站数
系统类型
700hPa
系统
850hPa
系统
地面系统
24h最大降水量（mm）
1981.08.14—08.15
2
蒙古冷涡
西南急流
东南急流
冷锋（倒槽）
61.1
1985.08.24—08.25
2
北槽南涡
西南急流
切变线
冷锋（倒槽）
80.3
1988.08.09—08.10
1
北槽南涡
东南急流
切变线
冷锋（倒槽）
57.4
1997.08.13—08.14
1
北槽南涡
西南低涡
偏南气流
冷锋（倒槽）
60.8
1999.08.05—08.06
1
蒙古冷涡
偏南气流
河套低涡
冷锋（倒槽）
67.8
2006.08.11—08.12
1
蒙古冷涡
偏南气流
切变线
冷锋
（蒙古气旋）
62.6
2006.09.20—09.21
1
蒙古冷涡
偏南气流
切变线
冷锋
（蒙古气旋）
63.3
图12为1985年8月24日00时700hPa的天气形势图，从图中可以看到：
700hPa低涡位于某地区，在其前部存在明显的低空西南急流，低空急流轴左前侧的水汽通量辐合区与温度露点差较小的湿中心相对应，产生此次暴雨过程。
图121985年8月24日00时700hPa天气形势，图中红线为等温线（间隔4℃），黑线为等高线（间隔，40gpm），棕线为切变线，棕色尖头为急流，D和G分别为低压和高压中心，N和L分别为暖和冷中心，红色圆点代表某地区的位置
3.4低空急流
低空急流指对流层低层（700hPa或850hPa）风速≥12m/s的强风速带。
低空急流的作用有下列几点：
①提供暴雨区所需水汽，建立并维持暴雨区低空对流不稳定层结；②建立暴雨区低空天气尺度上升气流，触发对流不稳定能量释放；③暴雨区的移动和强度变化与低空急流的变化密切相关，暴雨落区一般出现在700hPa低空急流前部0～3个纬距之间。
由于某地处高原，拔海高度大多在1000m以上，在业务预报实践中把700hPa等压面图上至少相邻两个测站风速≥12m/s的区域称为低空急流区。
按照内蒙古天气预报手册规定：
暴雨过程发生当天及前一天，暴雨区与急流轴之间距离不超过5个纬距的配置，认为两者之间存在关系。
对1971年～2010年6～9月某地区暴雨过程的统计分析表明，该地区90％以上的暴雨过程在850hPa或700hPa上有西南风或偏南风低空急流（表6）。
表61971年～2010年某暴雨与低空急流统计表
暴雨时间
暴雨站数
700hPa急流
850hPa急流
24h最大降水量（mm）
1973.08.14—08.15
1
偏南
西南
51.5
1975.08.25—08.26
2
西南
偏南
61.5
1978.08.30—08.31
2
西南
西南转东南
72.0
1981.08.05—08.06
1
西南
东北转东南
80.6
1992.08.07—08.08
1
西南
偏南
90.6
1998.07.12—07.13
1
西南
偏南
62.1
2001.07.24—07.25
1
西南
偏南
61.9
2002.06.21—06.22
2
偏东转西南
偏南
67.8
2002.08.03—08.04
1
西南
东南
57.7
2003.09.26—09.27
1
东南转西南
东南
55.9
2006.08.06—08.07
1
西南
东南
67.0
2006.08.07—08.08
1
西南
偏南
67.7
2008.07.31—08.01
1
西南
偏南
50.7
2010.08.07—08.08
1
西南
东南
58.6
图13为2008
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