大新縣2013年9月24-25日暴雨過程初步分析

計(jì)鳳妮，梁俊聰

（大新縣氣象局，廣西大新，532300；2.廣西梧州市氣象局，廣西梧州，543000）

大新縣2013年9月24-25日暴雨過程初步分析

計(jì)鳳妮1，梁俊聰2

（大新縣氣象局，廣西大新，532300；2.廣西梧州市氣象局，廣西梧州，543000）

利用Micaps常規(guī)資料，自動(dòng)站資料、常規(guī)的觀測資料以及物理量場等資料，對大新縣2013年9月24-25日暴雨過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：熱帶風(fēng)暴“天兔”殘余低壓環(huán)流、地面弱冷空氣影響是造成此次強(qiáng)降水的主要天氣過程。

低壓環(huán)流；地面冷空氣；暴雨過程分析

1　過程概述

2013年9月24-25日，受“天兔”殘余低壓環(huán)流和弱冷空氣影響，大新縣出現(xiàn)了一次大部暴雨的強(qiáng)降雨天氣過程。據(jù)自動(dòng)氣象觀測站的記錄，24日15時(shí)至25日15日（24小時(shí)）累計(jì)雨量：50～99.9mm有18個(gè)站點(diǎn)，25～49.9mm有10個(gè)站點(diǎn)。

2　地面資料實(shí)況分析

9月24日10時(shí)后，觀測站點(diǎn)每小的時(shí)水汽壓一直維持在30hPa，最高達(dá)到33hPa，從歷年的資料來看，9月下旬水汽壓出現(xiàn)30hPa以上是少有的。在沒有霧的情況下，自動(dòng)站數(shù)據(jù)記錄全天相對濕度100%。說明本站上空水汽條件充足，有利于強(qiáng)降水天氣的發(fā)生。

地面變壓方面，根據(jù)大新站72小時(shí)變壓預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，在汛期72小時(shí)變壓出現(xiàn)負(fù)變壓中心后，一般其后1-2天或4天或略推后有明顯降水過程（大雨以上），72小時(shí)變壓負(fù)變壓中心越大，出現(xiàn)強(qiáng)降水的概率越大。9月23日有一個(gè)負(fù)變壓值為-8.8hPa中心值，配合充足的濕度條件，24-25日（距負(fù)變壓中心2天）有暴雨天氣過程。

3　環(huán)流背景及形勢特征分析

3.1500hPa形勢分析

9月24日08時(shí)，500hPa高空呈現(xiàn)出“兩槽一脊”的形勢，在陜西—山西太原境內(nèi)有一明顯小槽，副熱帶高壓控制華南東部。9月24日20時(shí)，陜西—山西太原境內(nèi)小槽和東北大槽東移疊合，形成華北槽。隨后華北槽加快東移，引導(dǎo)冷空氣南下。副熱帶高壓往西南向移動(dòng)。25日08時(shí)，深槽消失，副熱帶高壓維持。

3.2850hPa形勢分析

9月23日起，熱帶風(fēng)暴“天兔”殘余低壓環(huán)流影響進(jìn)入廣西，9月24日08時(shí)，“天兔”殘余低壓環(huán)流位于南寧，在副高和低壓環(huán)流的共同作用下，桂、粵沿海海面上的暖濕水汽不斷輸送到廣西上空，形成南北向切變線。由于海面上不斷輸送的暖濕上升氣流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低壓環(huán)流西北側(cè)下沉，加大了廣西上空輻合上升運(yùn)動(dòng)，24日20時(shí)，切變線北抬，出現(xiàn)了一對人字形切變線，利于水汽在廣西西南地區(qū)堆積（圖1左，見彩圖）。

3.3地面形勢分析

從地面氣壓場分析，24日開始弱冷高壓開始南落東移，西側(cè)偏北氣流倒動(dòng)冷空氣往南輸送。25日早上開始，北方的弱冷空氣南下，與低壓環(huán)流相互作用，冷暖空氣交匯，大氣斜壓性加強(qiáng)釋放，觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放，使廣西西南部地區(qū)的云系強(qiáng)烈發(fā)展，產(chǎn)生暴雨，局部大暴雨天氣（圖1右，見彩圖）。從地面流場可以看到，24日晚20時(shí)，在廣西西南部維持著一個(gè)流線輻合區(qū)，輻合中心正好位于大新縣上空，輻合主要以北風(fēng)與東南風(fēng)的輻合為主。24日23時(shí)后，輻合中心依舊在廣西西南部維持，但其輻合轉(zhuǎn)變?yōu)槠珫|風(fēng)與偏西風(fēng)的輻合（圖略）。

圖2　2013年9月24日20時(shí)K指數(shù)（圖左）以及850hPa假相當(dāng)位溫（圖右）

4　物理場分析

4.1K指數(shù)

從K指數(shù)分布圖可以看到，23日20時(shí)在云南西南部維持這一個(gè)44℃的K指數(shù)極值中心，在湖南東北部亦存在著一個(gè)40℃的極值中心，廣西則主要處于兩極值中心之間的K指數(shù)大值區(qū)中。24日08時(shí)，云南西南部的K指數(shù)極值中心開始出現(xiàn)東擴(kuò)，至24日20時(shí)，極值中心的位置基本不變，但其36℃線已經(jīng)延伸至廣西的西南部，即大新縣附近。這種演變表明，大新縣的K指數(shù)一致處于較高范圍，在24日晚起K指數(shù)還呈現(xiàn)出增高的現(xiàn)象，說明大新處于對流不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，且不穩(wěn)定能量在逐步加大，因此當(dāng)受弱冷空氣觸發(fā)時(shí)，不穩(wěn)定能量釋放，對流云團(tuán)發(fā)展，產(chǎn)生暴雨（圖2左）。

4.2假相當(dāng)位溫

23日20時(shí)850hPa假相當(dāng)位溫場上，云南西南部存在著一個(gè)100℃的假相當(dāng)位溫極值中心，大新則位于告知中心延伸出的≧72℃高能舌區(qū)內(nèi)；24日08時(shí)，極值中心有所減弱，強(qiáng)度降至90℃以下，同時(shí)高能舌亦有所減弱；24日20時(shí)，極值中心再次加強(qiáng)，中心強(qiáng)度接近100℃，同時(shí)高能舌也隨之加強(qiáng)，大新上空850hPa假相當(dāng)位溫值接近80℃，表明大新上空的對流不穩(wěn)定狀態(tài)正在加強(qiáng)，25日08時(shí)不穩(wěn)定能量釋放，對流云團(tuán)發(fā)展，產(chǎn)生暴雨（圖2右）。4.3水汽通量散度和垂直速度分析

通過水汽通量散度場分析，水汽通量輻合主要出現(xiàn)在低層，源源不短的水汽輸送和強(qiáng)烈的水汽輻合，使大新上空水汽含量很高，濕層深厚。由分析可見，25日08時(shí)，大新處于850hPa的負(fù)值中心區(qū)，與暴雨落區(qū)一致。垂直速度方面，分析中低層垂直速度的分布與演變情況，可以看到，700hPa的垂直速度在24日08時(shí)至25日08時(shí)大新均為上升速度，維持在-20m.s-1～-40m.s-1。到25日20時(shí)大新已處于在下沉氣流區(qū)，強(qiáng)降水結(jié)束（圖略）。

4.4物理量場的單點(diǎn)剖面分析

分析大新縣20日20時(shí)至27日20時(shí)水汽通量散度、垂直速度以及假相當(dāng)位溫三個(gè)物理量的單點(diǎn)時(shí)間剖面。

水汽通量散度場中，自21日起，925hPa至700hPa高度層開始出現(xiàn)水汽通量散度負(fù)值區(qū)，但強(qiáng)度不強(qiáng)；23日20時(shí)前，925hPa以下甚至出現(xiàn)了較強(qiáng)的水汽通量散度正值區(qū)。在23日20時(shí)后，925hPa以下的正值區(qū)迅速消失，同時(shí)在850hPa高度層附近，水汽通量散度負(fù)值區(qū)明顯加強(qiáng)，形成一個(gè)強(qiáng)的負(fù)值層，而負(fù)值層的負(fù)值中心主要位于850hPa高度層，中心強(qiáng)度達(dá)到40g/（cm*hPa*s）以上，強(qiáng)的負(fù)值層自23日20時(shí)起維持至25日20時(shí)，而在24日20時(shí)至25日08時(shí)，負(fù)值層最強(qiáng)，甚至延伸至1000hPa。通過分析同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)負(fù)值層出現(xiàn)的同時(shí)，對應(yīng)700hPa高度層以上則出現(xiàn)水汽通量散度的正值區(qū)，且在接近700hPa高度出現(xiàn)了強(qiáng)度為10g/（cm*hPa*s）的正值中心。由此可見，在23日晚至25日白天，大新縣上空850hPa存在著十分明顯的水汽輻合，而在700hPa以上則為水汽輻散區(qū)，低層輻合、中高層輻散的水汽分布對強(qiáng)降水的產(chǎn)生十分有利（圖3左）。

左圖為水汽通量散度（僅顯示負(fù)值區(qū)），中圖為垂直速度（僅顯示負(fù)值區(qū)），右圖為水汽通量散度

圖3　2013年9月20日20時(shí)至27日20時(shí)大新縣水汽通量散度、垂直速度以及假相當(dāng)位溫單點(diǎn)時(shí)間剖面

垂直速度場分析中，僅把其中的負(fù)值區(qū)顯示出來。圖中明顯看到（圖3中），23日20時(shí)起，在700hPa附近開始出現(xiàn)明顯的垂直速度負(fù)值區(qū)，隨時(shí)間推移，負(fù)值區(qū)不斷發(fā)展，24日08時(shí)至25日20時(shí)前，垂直速度負(fù)值區(qū)發(fā)展至最旺盛，向上延伸至接近200hPa，向下延伸至925hPa，而在700hPa附近則為負(fù)值中心，其強(qiáng)度達(dá)到30m·s-1以上。同時(shí)應(yīng)注意到，對應(yīng)前文分析的低層強(qiáng)水汽通量散度負(fù)值區(qū)，垂直速度的負(fù)值等值線在這個(gè)區(qū)域相當(dāng)密集，強(qiáng)度從925hPa的5m.s-1增加至700hPa的30m.s-1。由此可見，在水汽條件最好的高度層，對應(yīng)著出現(xiàn)了最明顯的上升運(yùn)動(dòng)，而且此處的上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)得最快，這對強(qiáng)降雨的出現(xiàn)十分有利。

從假相當(dāng)位溫場可以看到，22日20時(shí)至25日20時(shí)，大新縣上空的假相當(dāng)位溫場出現(xiàn)了明顯的漏斗狀結(jié)構(gòu)。漏斗狀的結(jié)構(gòu)表明，這個(gè)位置的要素場，其數(shù)值變化更為劇烈，梯度更大。高層的高值區(qū)開始往低層下沉，76℃線由22日20時(shí)的300hPa，至23日20時(shí)下沉至700hPa附近。假相當(dāng)位溫的漏斗狀結(jié)構(gòu)，表明在24日至25日，大新縣上空存在著明顯的對流不穩(wěn)定層結(jié)，對強(qiáng)降水的出現(xiàn)十分有利（圖3右）。

綜合上述分析可知，在24日至25日，大新縣上空850hPa附近存在著明顯的水汽輻合，而對應(yīng)水汽輻合最強(qiáng)烈的位置，存在著明顯的上升運(yùn)動(dòng)，同時(shí)此處存在著明顯的不穩(wěn)定能量，這與24日至25日大新縣出現(xiàn)的強(qiáng)降水十分有利。

5　云圖

從24日晚至25日白天的云圖中可以看到，24日晚起，在大新縣上空維持著一塊中尺度對流云團(tuán)（圖4，見彩圖），云團(tuán)呈近似橢圓的塊狀結(jié)構(gòu)，其東面邊緣較為光滑，西面邊緣粗糙。整個(gè)云團(tuán)覆蓋了廣西西南地區(qū)，云頂?shù)腡BB亮溫最低達(dá)到-70℃。隨著時(shí)間的推移，云團(tuán)呈現(xiàn)出反時(shí)針的旋轉(zhuǎn)。

6　小結(jié)

（1）“天兔”殘余低壓環(huán)流與副高配合，不斷把水汽輸送到廣西上空，為強(qiáng)降雨提供了充沛的水汽和能量。

（2）暴雨發(fā)生前，廣西上空存在大氣層結(jié)條件性不穩(wěn)定，有不穩(wěn)定能量推積，地面弱冷空氣的入侵，有利于強(qiáng)降雨的發(fā)生。

（3）在汛期72小時(shí)變壓出現(xiàn)負(fù)變壓中心后，一般其后1-2天或4天或略推后有明顯降水過程（中雨以上），72小時(shí)變壓負(fù)變壓中心越小，出現(xiàn)強(qiáng)降水的概率越大。

（4）高空形勢場以及地面流場的配置均與大新縣的暴雨過程相當(dāng)吻合。

（5）物理量場分析表明，參考文獻(xiàn)：

暴雨發(fā)生時(shí)段，大新縣上空700hPa-850hPa存在著顯著的水汽輻合，同時(shí)亦存在著顯著的上升運(yùn)動(dòng)以及對流不穩(wěn)定條件。

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Analysis of rainstorm in Daxin County on Sept.24th-25th in 2013

Ji Feng-ni，Liang Jun-cong

（1.Daxin County Meteorological Service，Daxin Guangxi，532300；2.Wuzhou Municipal Meteorological Service，Wuzhou Guangxi，543000）

Based on Micaps data，automatic station data，the conventional observation data and the physical quantity，the torrential rain process appearing in Daxin County were analyzed on September 24 to 25 in 2013.Results show that the residual low pressure circulation of tropical storm＂（USAGI）＂and the influence of weak cold air are the main weather process of the rainstorm.

circulation of vortex；surface cold air；rainstorm analysis

P458.1+21.1

A

1673-8411（2015）02-0047-05

2014-12-11

計(jì)鳳妮（1981-），女，工程師，本科，主要從事天氣預(yù)報(bào)，氣象服務(wù)工作。