山西大暴雨为什么

大气环流背景

1. 副热带高压异常
   • 副热带高压位置和强度对降雨影响显著，在此次山西大暴雨过程中，副热带高压较常年同期位置偏北、强度偏强，这使得其西侧的西南气流能够将大量暖湿空气源源不断地输送到山西地区，暖湿空气富含水汽,为暴雨的形成提供了充足的水汽条件。
   • 当副高稳定维持在特定位置时，西南气流犹如一条水汽输送带，将低纬度地区的暖湿水汽持续输送至山西上空，使得该地区水汽含量不断增加，一旦遇到合适的抬升条件,就极易形成降雨。
2. 西风带系统影响
   • 西风带环流形势出现异常波动，在山西上空，西风带槽脊活动频繁，槽前的上升运动较强，槽前的上升气流能够将低层暖湿空气抬升至高空，促使水汽冷却凝结,从而形成降雨。
   • 西风带的波动使得冷空气不断南下与暖湿空气在山西地区交汇，冷空气作为一种强迫抬升机制，与暖湿空气在特定区域形成强烈的对流不稳定层结，有利于暴雨云团的发展和维持,进而导致大暴雨的出现。

地形因素

1. 山脉地形阻挡
   • 山西地形复杂，山脉众多，西侧的吕梁山和东侧的太行山对天气系统有明显的阻挡作用，当携带水汽的暖湿气流遇到山脉阻挡时,气流被迫抬升。
   • 暖湿空气在向山西移动过程中，遇到山脉后，就像遇到一堵墙一样，只能向上爬升，随着高度升高，气温降低，水汽达到饱和后凝结成云致雨，这种地形强迫抬升作用使得气流中的水汽迅速冷却凝结，增加了降水的强度,在山脉迎风坡更容易形成大暴雨。
2. 河谷地形影响
   • 山西境内有众多河谷地形，如汾河谷地等，河谷地区往往形成相对狭窄的通道，当暖湿气流进入河谷后，会在河谷内堆积、聚集。
   • 堆积的暖湿空气在一定条件下更容易产生上升运动，同时河谷地形也限制了水汽的扩散，使得水汽在局部地区高度集中，一旦有冷空气入侵或者其他抬升条件触发，这些高度聚集的水汽就会迅速释放，形成较强的降水,甚至大暴雨。

水汽条件

1. 水汽来源丰富
   • 此次山西大暴雨的水汽来源十分广泛，来自低纬度地区的暖湿气流沿着副热带高压西侧的西南气流源源不断地输送到山西，这些暖湿气流来自热带海洋地区,水汽含量极高。
   • 偏南方向的水汽输送也为山西带来了充足的水汽，孟加拉湾的水汽可以通过西南气流远距离输送至山西，与其他水汽源汇合，进一步增加了该地区的水汽总量,丰富的水汽供应为大暴雨的形成奠定了坚实的物质基础。
2. 水汽持续汇聚
   • 大气环流形势使得水汽能够持续稳定地汇聚到山西地区，暖湿气流在输送过程中，没有受到明显的阻碍或分流,保证了水汽在山西上空的不断积累。
   • 稳定的环流形势也使得水汽能够在一定时间内持续供应，维持了暴雨云团的发展，这种持续的水汽汇聚使得云层中的水汽含量不断增加，当水汽达到过饱和状态时，就会通过凝结、碰并等过程形成雨滴，并且随着水汽的持续供应，降雨强度不断加大,最终导致大暴雨的出现。

不稳定能量积累

1. 对流不稳定层结
   • 在大暴雨来临前，山西地区的大气层结处于不稳定状态，暖湿空气位于冷空气之上,形成了上暖下冷的不稳定层结结构。
   • 这种不稳定层结使得暖湿空气具有较强的对流上升潜力，一旦有外界的抬升作用触发，暖湿空气就会迅速上升，形成强烈的对流运动，在对流过程中，水汽冷却凝结释放潜热，进一步加剧对流运动，使得不稳定能量不断释放，促进了暴雨云团的发展和增强,从而引发大暴雨。
2. 不稳定能量的持续激发
   • 大气环流的持续调整和地形的强迫抬升作用不断激发不稳定能量，西风带系统的波动带来的冷空气与暖湿空气的交汇，以及山脉地形的阻挡抬升,都持续为不稳定能量的释放提供动力。
   • 这些因素使得不稳定能量在山西地区不断积累和激发，使得对流运动能够持续发展，降雨不断增强，持续的不稳定能量激发保证了大暴雨过程能够持续较长时间，造成较大的降水量。