5.5.2 淮河流域集中强降水过程的环流分型
大范围暴雨往往出现在某种特定的大尺度环流形势下。在这种大尺度环流背景下，冷暖空气不断在淮河流域交绥，使得引起暴雨的天气尺度系统或中尺度系统发展，淮河流域低层形成强而持续的垂直上升运动和水汽输送，有利于暴雨形成。高低纬度不同尺度的天气系统相互作用是引起淮河流域暴雨的重要原因。欧亚大陆中高纬度出现的长波系统能使环流形势稳定，或者造成经向度很大的环流形势。副高的位置决定了从海洋向陆地的水汽通道路径，热带环流系统则是暴雨的主要水汽来源，因此，在暴雨大形势分型中主要的依据是副高脊线的位置、西风带流型和低纬度流型，另外还着重考虑了中低层影响暴雨的主要天气系统。
根据表5.5-2中26次强降水过程的环流形势归纳出7类典型的环流型：梅雨型、江淮气旋型、江淮切变线型、暖切变线型、深槽型、台风北上型和其他型。由于每一类暴雨过程可有多个实例，限于篇幅，每个环流型仅给出个例的图片，但统计分析结论不局限于图中的个例。
表5.5-2 淮河流域26次强降水过程的环流分型
1.梅雨型
梅雨型是淮河雨季暴雨的主要环流形势，通常发生在每年6月下旬至7月上旬，在26次强降水过程中共出现9次，过程中降水范围广，持续时间长，一般可达到1～2周。2003年6月29日—7月10日平均高度场及平均风场图是一例典型的梅雨型暴雨过程的大气环流形势图，如图5.5-10所示。梅雨型的共同点是500hPa平均高度场上东经120°附近副高584线稳定在北纬30°左右，副高584线的位置决定了暴雨的落区，它的稳定有利于暴雨的维持。500hPa平均高度场欧亚大陆中高纬度常常维持双阻形势，即乌拉尔山附近和鄂霍次克海附近分别有阻高或高压脊存在，它们之间有一个宽槽分布在巴尔喀什湖至雅库茨克之间的区域，我国东北低压槽底部可延伸至淮河流域。鄂霍次克海阻高能造成西风带分支，使得南支西风能影响到江淮地区，宽槽内不断有冷空气南下，一般有两条路径：一支冷空气由长波槽的槽底经我国河西走廊南下；另一支从贝加尔湖分裂南下。暖湿空气来自孟加拉湾和南海地区。700hPa平均高度场上陆续有西风带低槽东移，在移动过程中发展，影响淮河流域，或者是西南涡东移引起淮河流域强降水。200hPa高空急流[图5.5-10（a）中红色区域]和850hPa西南低空急流[图5.5-10（b）中红色区域]均非常活跃，淮河流域处于高空急流的入口区右侧和低空急流的出口区左侧，这种高低空急流的配置有利于低层气流的辐合以及上升运动，图5.5-11为2003年6月29日—7月10日200hPa高空急流、850hPa低空急流和地面暴雨区合成图，图中绿色区域为高空急流，红色区域为低空急流，蓝色区域为暴雨区。地面天气图上有静止锋配合，静止锋呈准纬向位于长江沿岸，暴雨落区呈纬向带状分布在淮河以南或者沿淮地区。有关研究曾指出，中高纬度阻高的存在是淮河流域持续性降雨的有利条件。在梅雨型强降水过程的逐时次500hPa高度场上可以观察到，中高纬度阻高的配置主要有三种情况：稳定双阻型、在单阻型与双阻型之间调整以及在多阻型与双阻型之间调整。
图5.5-10 2003年6月29日—7月10日平均高度场及平均风场
2.江淮气旋型
在26次强降水过程中江淮气旋型出现了2次，暴雨过程持续时间2～3天。在有利的大尺度环流背景条件下江淮气旋可连续发生。江淮气旋型的共同特征是：500hPa高度场上，欧亚大陆中高纬度从乌拉尔山到贝加尔湖之间存在强大的阻高，阻高的左右两侧乌拉尔山附近、贝加尔湖附近分别是一个长波槽，鄂霍次克海附近是弱高压脊；东经120°副高脊线位于北纬20°～23°。环流演变过程中贝加尔湖附近长波槽中分裂出低槽，并东移至我国东北地区，低槽后部冷空气南下影响淮河流域。700hPa高度场上中纬度西风带有高空槽经过河套地区向东移动，至黄淮地区时槽前有明显的暖平流，槽前产生减压形成江淮气旋。850hPa高度场上槽前、气旋东南侧存在显著的西南低空急流。从地面实况天气图上可观测到典型江淮气旋的生成、东移以及入海的过程。图5.5-12是2003年6月23日2时500hPa和700hPa高度场及风场。
图5.5-11 2003年6月29日—7月10日200hPa高空急流、850hPa低空急流和地面暴雨区合成图
3.江淮切变线型
江淮切变线型暴雨在26次强降水过程中共出现了4次。图5.5-13是2005年7月5—10日平均高度场及平均风场图。该环流型主要特点如下：①500hPa平均高度场欧亚大陆中高纬度呈东高西低的形势，乌拉尔山至西西伯利亚附近地区是长波槽，雅库茨克至鄂霍次克海附近地区是阻高，阻高的西南侧即我国东北地区是切断低压或者低压槽；②东经120°副高脊线位于北纬20°～25°之间；③700hPa平均高度场上我国西北地区是大陆高压，与副高对峙，两高压之间是狭长的低压带，我国东北地区是低压区，西南地区常有低涡生成，气压场上“两高两低”的分布，形成了典型的鞍型场，在低压带内有东北至西南向的冷切变线。淮河流域正处于200hPa高空急流的入口区，高空气流辐散有利于低层气流辐合，但850hPa上的低空急流在整个降水过程中都不活跃。如图5.5-13（b）所示，黑色圆圈标出的区域（A区）就是鞍型场鞍心所在位置，暴雨的落区位于鞍心的东南侧。
图5.5-12 2003年6月23日2时500hPa和700hPa高度场及风场
图5.5-13 2005年7月5—10日平均高度场及平均风场(https://www.daowen.com)
注：图中红色区域是急流区，蓝色区域是日均降水区。
4.暖切变线型
图5.5-14 2003年7月12—16日平均高度场及平均风场
注：图中红色区域是急流区，蓝色区域是日均降水区。
暖切变线型暴雨过程在26次强降水过程中出现了3次。暖切变线一般发生在副高北抬的形势下，因此一般在江淮梅雨期结束前后、副高脊线出现第二次北跳的情况下会出现暖切变线型环流形势。图5.5-14是2003年7月12—16日平均高度场及平均风场图，这是一个典型的暖切变线型大气环流形势。暖切变线型的共同特征是：500hPa高度场欧亚大陆中高纬度呈单阻形势，从贝加尔湖附近地区至鄂霍次克海附近是强大的阻塞高压稳定维持，乌拉尔山至西西伯利亚是长波槽。我国北方处于高压控制范围内，孟加拉湾地区季风低压偏强。700hPa高度场上我国华北地区是大陆小高压（脊），或者是反气旋环流，副高控制我国淮河以南的沿海地区，两高压南北对峙，大陆高压后部的东南气流与副高西北侧的西南气流形成东西向的暖切变线；另外青藏高原东侧常常形成西南低涡，暖切变线与低涡相连接。冷空气活动较弱，副高西北侧的西南暖湿气流不断向暴雨区输送。暴雨落区一般呈纬向带状分布在淮北地区，位于暖切变线的南侧。
5.深槽型
深槽型暴雨在26次强降水过程中共出现3次，持续时间为1周左右。历史上著名的“63·8”华北特大暴雨就是深槽型环流形势的典型代表，陶诗言等（1980）对该过程进行了详细的分析论述。图5.5-15为1963年7月25—30日平均高度场及平均风场图，该图为一个深槽型暴雨过程的大气环流形势图。该型的共同特征是：500hPa高度场雅库茨克附近地区是阻高或者高压脊，副高偏北，位于日本岛附近，两高压相连接，南北高压的经向型配置形成了强大的高压坝，对西风槽的东移起阻挡作用，使东移的西风槽在东经110°附近不断加深，这种深槽可引导西南涡北上造成北方大暴雨。700hPa高度场上我国东部是高压脊，东经95°～110°、北纬25°～45°是低压槽区，其中有一条南北向的深槽，槽前有西南低空急流，急流的位置与其他类型明显不同，急流轴从我国西南地区指向华北。暴雨发生在深槽前部，雨带一般呈西南至东北走向，暴雨区处于低空急流出口区，如图5.5-15（b）所示。
6.台风北上型
台风北上型在26次强降水过程中共出现了两次，这两次过程的500hPa高度场上分别在雅库茨克附近、贝加尔湖附近存在阻高，但伴随阻高存在的是我国东北地区的切断低压，这是它们的共同点。副高偏北偏强，位于日本岛以南海面，我国大陆沿岸东经115°附近是从东北低压延伸出的深槽，台风经过台湾东部海域，沿深槽槽前北上，冷空气从槽后侵入台风环流西部，图5.5-16是1991年7月28日14时高度场及风场图，图中表示的是低槽将要侵入台风环流时的天气形势。这是苏鲁沿海大暴雨的常见环流型。暴雨发生在槽前，暴雨落区位于山东境内或者江苏北部。
7.其他型
在26个强降水过程中，有3个强降水过程无法找出环流型的共同特点，将其归为其他型。其中，2005年7月15—23日的暴雨过程是由登陆台风引发的，在暴雨期间，副高异常强大，中心位于朝鲜半岛附近，位置稳定，有时加强西伸，使中纬度西风槽东移受阻。低纬有多个台风活动，台风从福建登陆后，沿西北路径深入内陆，台风低压移动到豫、皖、鄂附近地区时，与晋、陕、豫交界处的西风槽相遇，在台风北侧倒槽附近产生暴雨，台风北上受到副高加强西伸的阻挡，在原地停滞造成河南大暴雨。由于海上另有台风低压存在，副高南侧维持着强低空偏东急流，从海上输送大量水汽，有利于低压环流和暴雨的维持。
图5.5-15 1963年7月25—30日平均高度场及平均风场
注：图中红色区域是急流区，蓝色区域是日均降水区。
图5.5-16 1991年7月28日14时500hPa和700hPa高度场及风场
注：图中蓝色区域是日均降水区。