上饒縣6月22—25日的暴雨天氣過程分析

[摘要]本文針對6月22-25日連續(xù)性暴雨天氣過程進行一次分析，此次暴雨過程主要受高空低槽、中低層切變線和西南急流的共同影響。通過物理量、雷達、中尺度診斷分析得出，（1）高空地槽東移及中低層切變線形成配合物理量特征促發(fā)了暴雨區(qū)垂直環(huán)流發(fā)展；（2）強盛的西南急流給暴雨提供了源源不斷的水汽；（3）長波槽緩慢東移與中低層切變的穩(wěn)定維持，為降水的持續(xù)提供了充足的時間。

[關(guān)鍵詞]暴雨 水汽 中尺度分析 物理量 時間

上饒縣位于江西省東北部，上饒市南部，常常因氣象災(zāi)害造成各種損失，尤其是受南北氣流交匯影響，暴雨、雷雨大風(fēng)、冰雹等強對流天氣多發(fā)，其中以暴雨造成的災(zāi)害最為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計江西省汛期集中的暴雨帶有2條：一條是浙贛鐵路沿線；另一條是武夷山西北側(cè)，兩雨帶重疊區(qū)的上饒地區(qū)暴雨最多。本文利用綜合觀測資料和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品，分析提取該次特大暴雨的中尺度對流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展的環(huán)境場“潛勢”條件及特征量，以提高縣級臺站預(yù)報業(yè)務(wù)人員綜合應(yīng)用氣象資料能力。

一、天氣實況

2012年6月22日中午至25日，受高空低槽和中層切變低渦共同影響，上饒縣出現(xiàn)一次連續(xù)暴雨過程（圖1），當(dāng)?shù)貧庀蟛块T超前服務(wù)，發(fā)布了預(yù)警信號。據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T監(jiān)測，22日08：00至25日20：00，平均降水量達200mm，以揭家站348.9mm為最大。該縣農(nóng)業(yè)、水利受災(zāi)嚴(yán)重，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通中斷。此次洪災(zāi)有2.7萬人受災(zāi)，有2處河堤被沖垮，倒塌房屋80余間。當(dāng)?shù)卣e極組織搶險和緊急轉(zhuǎn)移安置人口1000人，無人員傷亡。

二、環(huán)流形勢

1.500hpa環(huán)流形勢

此次特大暴雨過程發(fā)生前的2012年6月22日08：00，500hpa中高緯地區(qū)表現(xiàn)為“兩脊一槽”形勢：沿著烏拉爾山的高壓脊前不斷有冷空氣南下，西太副高脊線大致維持在15°N以北地區(qū)，其西側(cè)有急流出現(xiàn)，將有更多水汽向江南輸送。江西位于于西南氣流之中，是副高氣流和西風(fēng)帶的耦合區(qū)，低層有冷鋒對應(yīng)。隨著高空槽東移，長波槽蛻變成短波槽，引領(lǐng)冷空氣南下，與西南氣流冷暖交匯，從而造成持續(xù)的降水天氣（圖略）。

2.低空環(huán)流形勢

22日08：00，850hpa層西南氣流穩(wěn)定維持發(fā)展，在川、貴、湘3省交界處有一低窩東移，20時填塞消失；從上饒到贛州有一條東北－西南向切變線，濕區(qū)范圍較大，其切變影響我省東北、東南部一帶，在低槽前部，地面處于高壓后部，氣流輻合上升。受高空低槽、中層切變和西南低空急流的共同作用，促使了這次暴雨過程的形成（圖略）。

3.中尺度分析

2012年6月22日20：00時實況（圖2）降水發(fā)生條件綜合分析表明：上饒縣受低空切變線影響，低層輻合，高層輻散。在850hpa圖上江淮流域與長江沿線有明顯的干區(qū)，地面有一靜止鋒穩(wěn)定在江西北部，干冷、暖濕交匯，促使熱力不穩(wěn)定。700hpa、850hpa切變線基本重疊，并持續(xù)穩(wěn)定在江西贛東北地區(qū)，低空急流為其地區(qū)提供了充沛的水汽，高空槽緩慢東移，提供充足時間。綜上所述，有利于持續(xù)降水的發(fā)生。

三、物理量診斷分析

1.水汽通量散度

水汽通量散度：指的是在單位時間里，單位體積（底面積1平方厘米，高1百帕）內(nèi)匯合進來或輻散出去的水汽質(zhì)量，暴雨的出現(xiàn)與其關(guān)系非常密切。圖2給出了水汽通量散度分布，從上面可以看出上饒南部處于負散度中心附近，850hpa水汽輸送帶從西南向東北形成一條水汽輸送帶，強的水汽堆積區(qū)位于上饒南部，從22至25日一直維持，為暴雨提供了充足的水汽條件。

2.垂直速度場

垂直上升運動是強對流天氣發(fā)生發(fā)展的一個重要條件。從實況看，整個天氣過程未出現(xiàn)強降水、雷暴一些對流性天氣，22至23日垂直速度一直維持在0pa／s，24日晚開始增強，并隨著高空槽緩慢東移。對其分析發(fā)現(xiàn)，前期的底層增溫不明顯，中尺度位溫擾動也不明顯，導(dǎo)致大氣層結(jié)未出現(xiàn)強烈的位勢不穩(wěn)定，氣流的垂直運動的減弱，能量向上傳遞受阻，通過衛(wèi)星云圖分析，云頂亮溫高，云層高度不高，為層結(jié)較穩(wěn)定的積云，而無法形成強對流性天氣。

3.穩(wěn)定度分析

這里選取了沙氏指數(shù)（ＳI）、濕對能有效能位能（CAPE）和K指數(shù)等強對流潛勢預(yù)報參數(shù)來考察層結(jié)穩(wěn)定狀況：當(dāng)ＳI<0時，大氣層結(jié)不穩(wěn)定，且負值越大，不穩(wěn)定程度越大；而K與CAPE指數(shù)越大，表明層結(jié)越不穩(wěn)定。從TlogP圖上可以看到，22日20：00邵武至贛州一帶SI在-1左右，A指數(shù)在20左右，對應(yīng)邵武CAPE為44.4，贛州CAPE為0，層結(jié)穩(wěn)定度一直處于相對不穩(wěn)定狀態(tài)（對比其他地區(qū)），從假相對位溫圖上（圖5），從上饒至贛州一線處于假相對位溫舌區(qū)，看從降水實況看這一帶正處于強降水中心。上述情況表明：大氣不穩(wěn)定度的增加最有利于降水天氣的持續(xù)。對比天氣實況，20時后本站降水明顯增強。

4.局地螺旋度分析

旋轉(zhuǎn)性和上升運動是對流系統(tǒng)最重要的共同特征，而螺旋度把這兩個特征綜合在一起。利用WRF中尺度模式局地螺旋度（LOCAL HELICITY）預(yù)報產(chǎn)品對這次強降雨過程的降水強度變化進行了初步分析（圖略），分析發(fā)現(xiàn)：暴雨產(chǎn)生在低層螺旋度中心和中低層有不穩(wěn)定能量儲存的高能區(qū)中。暴雨發(fā)生時，局地螺旋度往往較大，其中低層局地螺旋度對應(yīng)著大值區(qū)，若某一區(qū)域一定范圍的螺旋度大值中心存在高低層耦合疊加且持續(xù)狀態(tài)，該區(qū)域地可能出現(xiàn)暴雨或大暴雨，對預(yù)報降水落區(qū)有一定指示意義。

四、雷達回波

1.雷達回波分析

雷達能確定風(fēng)暴的強弱和結(jié)構(gòu)、估測降水、降水回波的移動、未來降水回波的發(fā)展趨勢，在短時臨近預(yù)報中利用上述產(chǎn)品能夠有效識別、推斷中尺度對流系統(tǒng)的移動和發(fā)展，有利提前發(fā)布預(yù)報預(yù)警。在此次雷達圖上（圖6）可以看出，整個回波走向為東北——西南走向，其運動過程是典型的“列車效應(yīng)”。在高空槽與低層切變的共同影響下，沿切變線附近不斷形成在40-45dBZ回波帶東移，并且移速緩慢。

五、結(jié)語

1.在這次降水過程中，高空低槽、中低層切變線與強盛的西南氣流共同影響下促使了降水的產(chǎn)生。

2.中低層切變線的維持與西南氣流的水汽輸送帶不斷的輸送水汽為此次暴雨過程提供了充足的水汽條件與時間。

3.從物理量場上看，由于垂直運動不強，前期能量積累不夠，未能產(chǎn)生強對流天氣的主要原因。

4.局地螺旋度對暴雨的預(yù)報有指示意義，暴雨產(chǎn)生在中低層螺旋度中心和不穩(wěn)定能量儲存的高能區(qū)中，此次特別大暴雨發(fā)生時，該區(qū)域局地螺旋度大值中心出現(xiàn)高低層耦合疊加且持續(xù)狀態(tài)，對強降水量級及落區(qū)的預(yù)報有一定指示意義。

5.雷達對降水預(yù)報、估測降水、風(fēng)暴單體追蹤、強回波區(qū)域報警和追蹤等短臨預(yù)報產(chǎn)品能夠有效識別、推斷中尺度對流系統(tǒng)的移動和發(fā)展，提前發(fā)布預(yù)報預(yù)警。