暴雨過程分析
——以2010年7月11日至13日浦口區(qū)暴雨為例

吳自越,于 勇

1.浦口區(qū)氣象局,江蘇南京 211800

2.南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院,江蘇南京 210044

暴雨過程分析
——以2010年7月11日至13日浦口區(qū)暴雨為例

吳自越1,于 勇2

1.浦口區(qū)氣象局,江蘇南京 211800

2.南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院,江蘇南京 210044

本文利用MICAPS形勢(shì)場(chǎng)和物理量場(chǎng)分析得出2010年7月11日～13日發(fā)生在浦口區(qū)的暴雨過程是由北方冷空氣和副高相互作用，配合低空切變線共同造成的，且這次過程的水汽、動(dòng)力、不穩(wěn)定條件都很完備。

暴雨；形勢(shì)分析；物理量診斷分析

受北方冷空氣與副高邊緣的西南暖濕氣流共同作用，配合低空切變線影響，11日夜到13日浦口區(qū)普降大暴雨。平均降水量達(dá)180mm，最大的泰山站高達(dá)236mm。全區(qū)11個(gè)站皆大于100mm，大于150mm的有10個(gè)，大于200mm的有3個(gè)。本文試著從形勢(shì)場(chǎng)和物理量場(chǎng)分析這次暴雨的成因，以期為今后預(yù)報(bào)提供些參考。

1 天氣形勢(shì)和影響系統(tǒng)

1.1 高空環(huán)流

從500hPa圖分析11日8時(shí)～20時(shí)烏拉爾山東側(cè)有一個(gè)穩(wěn)定的冷低壓，貝加爾湖附近高壓脊前的偏北氣流引導(dǎo)冷空氣深入南下到東部沿海地區(qū)，低槽位于河套地區(qū)。副高11日開始北抬，20時(shí)陸地上588hPa線到達(dá)30°N以北，592hPa線西伸至127°E，27°N。從孟加拉灣到江蘇省存在有西南向水汽通道，暖濕氣流源源不斷被輸送至浦口區(qū)上空，并與北方冷空氣匯合形成連續(xù)降水。13日8時(shí)槽東移出海，降水過程結(jié)束。

1.2 中低層切變線和低空急流

從700hPa圖分析11日在湖北到安徽中部以及江蘇西部地區(qū)存在切變，切變線南側(cè)的低空急流中心風(fēng)速高達(dá)20m/s，且較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在。浦口區(qū)位于急流的左前方，從風(fēng)速和風(fēng)向來分析，有明顯的輻合聚集，為暴雨提供了充沛的水汽來源。850hPa切變線位置與700hPa基本一致，西南氣流也較強(qiáng)。受低槽東移影響，切變線東段緩慢南壓至安徽南部和江淮一帶，并在浦口區(qū)上空維持了較長(zhǎng)時(shí)間，形成了本次暴雨過程。

2 物理量診斷

形成暴雨必不可少的條件：水汽供應(yīng)要充足，上升運(yùn)動(dòng)要?jiǎng)×?，大氣層結(jié)要不穩(wěn)定。這次暴雨過程就發(fā)生在這種有利的配置下[1]。

2.1 水汽條件

2.1.1 水汽通量分析

約90%的水汽在500hPa以下，其中50%的水汽集中在850hPa以下，中低層水汽通量場(chǎng)能較好反映空氣中所含水汽的多少[1]。在11日20時(shí)850hPa水汽通量場(chǎng)上可以看出，從湖南到江蘇有一水汽通量強(qiáng)區(qū)，在江蘇省東部有一個(gè)中心為24的水汽通量中心，南京浦口區(qū)上空水汽通量值為13，也處于6以上的高值區(qū)，而暴雨區(qū)就出現(xiàn)在閉合中心周圍。這個(gè)寬厚的水汽通道的建立，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了水汽條件。

2.1.2 水汽通量散度分析

水汽通量散度表示水汽的積聚和流失[2]。11日20時(shí)850hPa水汽通量散度場(chǎng)，南京浦口區(qū)東西各有一水汽強(qiáng)輻合區(qū)，12日兩中心相互打通，浦口區(qū)水汽通量散度達(dá)到-10以上，兩側(cè)中心值更高達(dá)-30，這表明水汽在源源不斷進(jìn)行補(bǔ)充，這為暴雨所需要的長(zhǎng)時(shí)間的水汽條件奠定了基礎(chǔ)。

2.2 動(dòng)力條件

2.2.1 渦度分析

渦度是衡量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的物理量，根據(jù)渦度的變化，可了解系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展[2]。從11日20時(shí)850hPa渦度場(chǎng)上可知，南京浦口區(qū)附近渦度達(dá)到20，上升氣流旺盛。700hPa和500hPa來看，都為正值區(qū)，中低空輻合明顯。200hPa上渦度為-35，為明顯的反氣旋環(huán)流。這種底層輻合、高層輻散形勢(shì)，使近地層的暖濕空氣和能量得以傳輸?shù)綄?duì)流層的高層，造成濕層加厚，有利于中小尺度系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展。

2.2.2 散度分析

散度是衡量速度場(chǎng)輻散、輻合強(qiáng)度的物理量[2]。與渦度不同的是，渦度正值代表輻合，而散度卻恰恰相反。從12日8時(shí)850hPa散度圖上來分析，南京浦口區(qū)正處于-10低值區(qū)，東西各有一個(gè)-20的低值中心，這表示低空有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。但到了200hPa卻是30～40的強(qiáng)輻散中心。這與渦度分析所顯示的如出一轍，南京浦口區(qū)處于底層輻合、高層輻散的形勢(shì)，為暴雨的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了動(dòng)力條件。

2.2.3 垂直速度分析

垂直速度可以反映水汽凝結(jié)的速度，是形成暴雨的關(guān)鍵因子[2]。從12日8時(shí)垂直速度場(chǎng)可以分析出，850hPa、700hPa、500hPa都為負(fù)值中心區(qū)，這表明南京浦口區(qū)上空中低層有極為強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，這為水汽的快速凝結(jié)乃至成雨提供了極佳的條件。

2.3 層結(jié)穩(wěn)定條件

2.3.1 假相當(dāng)位溫

假相當(dāng)位溫θse表征著大氣的暖濕能量特征[2]。用于暴雨預(yù)報(bào)的θse場(chǎng)，有以下兩個(gè)要求：θse850≥330K，約57℃；θse85-θse500在 0℃ ～15℃之間[3]。從 11日 20時(shí) 850hPa和 500hPaθse場(chǎng)上可以看出，θse850高達(dá)72℃，說明低空聚集了很強(qiáng)的不穩(wěn)定能量，θse85-θse500的值稍大于0℃，這說明暴雨發(fā)生前，我區(qū)存在強(qiáng)烈的層結(jié)不穩(wěn)定。

2.3.2 k指數(shù)

k指數(shù)是對(duì)大氣不穩(wěn)定層結(jié)的綜合型指數(shù)，值越大說明越不穩(wěn)定[2]。當(dāng)k≥35時(shí)，極易誘發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。分析11日20時(shí)和12日8時(shí)k指數(shù)場(chǎng)可以看出，浦口區(qū)在暴雨發(fā)生前就一直處于k≥28的高值區(qū)，12日8時(shí)更高達(dá)36以上，這說明從暴雨前一直到暴雨時(shí)，整層大氣都處于極為不穩(wěn)定狀態(tài)，即使是極微小的擾動(dòng)也可以誘發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。

3 結(jié)論

1）本次暴雨過程是在東移南下的冷空氣與副高邊緣西南暖濕氣流相互影響下產(chǎn)生的，我區(qū)上空有明顯的水汽輸送通道，并且北方冷空氣與南方暖濕系統(tǒng)勢(shì)力相當(dāng)，造成降水區(qū)域少動(dòng)；

2）水汽分析反映出降雨前水汽含量充足，降雨后依然有不斷地補(bǔ)充，這為長(zhǎng)時(shí)間維持高強(qiáng)度的降水提供了條件；

3）動(dòng)力分析反映出我區(qū)低空存在強(qiáng)烈的輻合上升運(yùn)動(dòng)，高空存在強(qiáng)輻散區(qū)，這種形勢(shì)的配置有利于暴雨的產(chǎn)生；

4）層結(jié)指數(shù)分析反映出暴雨前我區(qū)上空積聚著較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量，極易受到擾動(dòng)，誘發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。

[1]朱乾根，林錦瑞，壽紹文，唐東昇.天氣學(xué)原理與方法 [M].北京：氣象出版社，1992：319-399.

[2]劉建文，郭虎，李耀東，劉還珠，吳寶俊.天氣分析預(yù)報(bào) 物理量計(jì)算基礎(chǔ)[M].北京：氣象出版社，2005：32-69.

[3]章國(guó)材，矯梅燕，李延香，等.現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)技術(shù)和方法 [M].北京：氣象出版社，2007：114-129.

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A

1674-6708（2010）25-0073-02