洛阳市地处河南省西部，境内山川丘陵交错，地形复杂，西高东低的地势条件进一步加剧了暴雨风险。该地区夏季暴雨突发性强，破坏力大。对农业生产而言，夏季正处于夏收、夏种关键时期，暴雨导致的田间积水会淹没农作物根系，阻碍其呼吸作用，影响正常生长。此外，暴雨会引起田间病虫害多发，造成农作物大面积损失。深入研究暴雨的形成机理与活动规律，提升暴雨预报预警准确性，可为农业气象灾害防控提供参考，从而减少农业损失。
强对流引发的暴雨生消迅速、空间尺度较小、生命史短，是天气预报领域的重大挑战。通过对暴雨个例的统计分析和气象要素的综合研究，可以揭示不同天气系统影响下暴雨的分布特征与演变规律。张远[1]对比分析了河南地区2007年7月28—30日与2010年7月22—24日的2次区域性暴雨过程，指出其共同点为该地区处于副热带高压（以下简称“副高”）边缘，水汽与不稳定能量供应充沛；同时，低涡系统稳定少动导致降水持续时间长。栗晗等[2]强调中尺度地形辐合线的生消维持以及由多个地面中尺度气旋连续经过引发的“列车效应”，是造成极端局部地区特大暴雨的重要中尺度机制。苏爱芳等[3]基于郑州“7·20”极端暴雨洪涝灾害性过程的观测资料，从天气学角度对极端暴雨过程进行了初步分析和成因解释。贺哲等[4]诊断了2019年8月1日河南省的1次分散性对流暴雨过程，结果表明，副高边缘西南暖湿气流与西风槽携带的冷空气在河南上空交汇，构成了暴雨天气的大尺度环流背景；低空切变线和地面弱冷空气触发对流。除了天气系统的作用外，地形也是影响暴雨落区和强度的关键因素。丁一汇等[5]在针对河南特大暴雨的研究中指出，暴雨中心位于与东风气流正交的山脉迎风坡，且最大降水中心出现在三面环山的喇叭口地形中，揭示了中尺度地形对水汽辐合的聚焦作用。马月枝等[6]分析表明，太行山地形能够增强其东侧的辐合上升运动，对降水产生明显的增幅效应。综上所述，河南地区暴雨的发生发展是大尺度环流背景、中尺度系统活动、多尺度动力条件以及局部地区地形效应相互作用的结果。
2025年8月23—24日凌晨，河南省洛阳市出现强降水天气过程。此次降水发展迅速，大部分地区出现暴雨及以上量级降水，局部地区降水达大暴雨标准。本文以此次暴雨过程为例，结合数值模式预报、雷达监测及地面观测资料，综合分析此次天气过程成因，以提升强对流天气落区与强度等级的预报精准性，从而保障农业生产安全。
1 材料与方法
1.1 对流天气实况
2025年8月23日，研究区出现1次中到大雨、局部暴雨的天气过程。全市气象站监测数据显示，8月23日8：00至24日6：00，平均降水量22.4 mm。然而，降水空间分布极不均匀，具有典型的强对流特征。从站点数据来看，国家气象观测站最大降水量出现在偃师站，为46.5 mm；而区域自动站（乡镇站）最大降水量出现在洛宁县龙门店站，为131.8 mm。本次降水效率高、短时雨强大，部分区域因强降雨引发城市内涝、电力中断和农田积水等情况。
1.2 分析方法
1.2.1 大气环流背景
参考张小玲等[7]的中尺度天气分析方法，利用MICAPS气象数据资料逐高度分析了此次暴雨的高低空环流形势，主要包括西太平洋副热带高压、风场辐合、低空切变线和地面冷锋等天气系统，以及其位置变化情况。
1.2.2 物理量诊断
利用区域自动站的降水数据，通过EC数值预报物理量场中的温度、风场、气压、对流有效势能和涡度平流等产品，对降水过程中的水汽条件和抬升条件进行分析，判断强对流天气的成因。
1.2.3 雷达回波特征
基于研究区多普勒天气雷达资料，通过PUP软件反演雷达拼图，分析雷达回波的变化趋势，并结合地面观测实况，判断强对流系统的行动轨迹。
2 结果与分析
2.1 大气环流背景
本次暴雨天气发生的前7 d，研究区上空持续受大陆高压控制，天气以高温闷热为主。这种稳定的环流形势使近地层积累了大量的不稳定能量，为后续强对流天气的发生提供了有利的热力条件。
2.1.1 高空形势
2025年8月23日8：00的500 hPa高空形势分析表明，控制东部的西太平洋副高发生东退，其“588线”特征线南压至河南省以南，导致副高边缘强劲的西南暖湿气流向北推进，为华北地区输送了充沛的水汽。2025年8月23日20：00的500 hPa高空形势发现一道发展中的高空槽位于甘肃—宁夏—内蒙古一带，并逐步东移。研究区处于槽前强烈的正涡度平流区和上升运动区，大尺度动力抬升条件显著增强。随着高空槽进一步东移，其槽后的西北气流引导一股弱冷空气扩散南下，与盘踞在研究区的暖湿气流交汇，最终触发了此次强降水过程。在700 hPa等压面上，环流形势与500 hPa层面相似，研究区受西南气流控制，且该层相对湿度较高，大气湿层条件更为有利。850 hPa相较于700 hPa而言，风场辐合显著增强。23日午后，在研究区西南部山区上空，观测到西南风与东南风形成弱辐合并维持，这构成了中低层的初始抬升条件。来自西南方向的暖湿气流在此汇聚，形成一条低空切变线。该低空暖切北移，为近地层充沛的水汽输送和垂直抬升提供了持续且强劲的动力强迫，是触发此次中尺度对流系统的关键机制之一。
2.1.2 地面形势
地面天气形势分析表明，23日14：00，一条源于蒙古西部并沿西北路径东移南下的地面冷锋已抵达洛阳市西北侧。该冷锋后部为较强的冷高压，锋前则为受副热带高压边缘控制的暖湿气团，锋区两侧温差超过15 ℃，温度梯度显著，表明冷空气强度较大且锋面陡峭。受其影响，豫西地区已出现降水。在冷高压推动下，冷锋持续向东行进。于23日20:00到达洛阳区域时，触发了强烈的对流天气。说明冷锋自西北方向向研究区域移动，为暖湿不稳定能量提供了有效的触发机制。综合表明，从高层到地面的环流形势相互配合促成了本次暴雨天气的形成。
2.2 物理量诊断
2.2.1 水汽条件
水汽是产生降水的物质基础。此次研究区的主要水汽通道源自南海和孟加拉湾，在副热带高压西南侧的偏南气流引导下，源源不断地向北输送。这支偏南气流是此次暴雨过程最主要的水汽来源。此外，降水发生前，整个河南区域受暖湿气团控制，低层大气本身具有较高的可降水量和比湿，为降水提供了条件基础，而持续的偏南风水汽输送为持续性降水提供了有利的水汽支撑。
2.2.2 抬升作用
研究区夏季暴雨天气主要受中尺度天气系统影响，而中尺度天气系统的形成源于热力与动力2种基本强迫机制的共同作用。热力强迫表现为由大气层结不稳定和地表加热引起的自发性上升运动。其决定了大气中蕴藏的对流有效位能（CAPE）的多寡。在本次降水过程发生前，受副高控制研究区低空处于持续高温高湿，能量储备阶段。而中高层大气相对干燥，形成了“上冷下暖”“上干下湿”的典型不稳定层结。23日8：00研究区及其周边区域CAPE值均在1 500 J/kg以上，随着气温升高，11：00，CAPE值上升到2 000 J/kg左右。这说明大气已经处于对流敏感状态，储备了大量的不稳定能量。
动力强迫包括大尺度天气系统提供的背景抬升、水汽和风切变，地形抬升作用，以及低空辐合区对新生对流的触发等。地面冷锋抬升是本次暴雨过程中最重要、最直接的动力抬升机制。东移加深的高空槽是冷锋形成的根本动力来源，发展于高空的冷性低槽自西北方向东移，强劲的槽后西北气流引导干冷空气南下。这股冷空气在近地面层形成了冷高压，其前部的偏北风与副热带高压西北侧的暖湿西南气流形成了显著的气压梯度和温度对比。密度更大的冷空气楔入到原有的暖湿气团下方，迫使暖空气产生剧烈的辐合抬升。这种抬升作用范围广、效率高，直接触发了大范围的降水和对流。其次，高空槽前的正涡度平流和高空辐散场“抽吸”低层空气上升，进一步加强了整个垂直运动的发展。此外，地形抬升在此次大尺度过程中不起主导作用，但研究区西部的伏牛山和北部的太行山对迎风坡的东南气流仍有地形抬升的增幅作用，使降水强度有所加强。
综合表明，2025年8月23日的暴雨天气过程，热力抬升为其提供了初始的不稳定状态，动力抬升直接触发天气过程，有效释放不稳定能量；暖湿气团的存在决定了降水的强度和效率；而冷锋的入侵则决定了降水的开始时间、主要落区和组织形态。
2.3 雷达回波特征
基于雷达观测资料分析，2025年8月23日16：00（图1A），在研究区西部上空出现一条呈南北向分布的对流回波带，其由3个面积较大的块状对流回波组成，并整体向东移动；回波中心强度普遍超过55 dBz，在移动过程中维持较强强度。受其影响，对应强回波区域的洛阳西北部新安县、西侧洛宁县以及西南部栾川、嵩县等山区出现短时强降水天气。
3 结论与讨论
研究对2025年8月23日洛阳市暴雨过程进行综合分析，阐明此次天气是在副热带高压东退的环流背景下，由高空槽引导的弱冷空气与西南暖湿气流交汇所触发。地面冷锋及低空切变线等中小尺度系统是造成短时强降水的直接原因，而豫西复杂地形不仅影响了暴雨落区，还对降水强度起到了关键的增幅作用。以上研究结论有助于提升研究区强对流天气预报预警准确率。面对强对流天气带来的短时强降水和雷暴大风等灾害性天气，加强其监测及预报预警，有利于为农业生产防灾减灾提供科学支撑。农户可提前疏通沟渠，确保农田排水畅通，及时排涝降渍，同时加强病虫害防范。本研究后续可进一步借助高分辨率集合预报与数值模拟，深入探究中尺度系统演变的不确定性，提升对不同类型强对流天气的短临预报能力，为农业防灾减灾决策提供更精准的科学依据。