江西北部地區(qū)一次暴雨過程分析

張全　張韋唯

摘 要：2013年6月6-8日江西北部地區(qū)普降大到暴雨。文章利用常規(guī)觀測資料、探空資料以及NCEP/NCAR再分析資料（2.5o×2.5o）對此次暴雨過程的形勢背景、低空急流、物理量場、中小尺度系統(tǒng)和對流云團進(jìn)行診斷分析，結(jié)果表明：①在有利環(huán)流條件下，α中小尺度系統(tǒng)（西南渦）發(fā)生、發(fā)展、移動和演變是這次暴雨產(chǎn)生的直接原因；②東移西南渦及低空急流為本次暴雨提供了充足的水汽和能量來源；③β中尺度強對流云團的生成、移動與強降水的發(fā)生密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞：暴雨；西南渦；淺槽東移；低空急流；β中尺度對流云團

1 引言

暴雨預(yù)報作為當(dāng)今世界氣象科學(xué)的難題之一，也是國內(nèi)氣象學(xué)者攻克的主要目標(biāo)。在我國天氣預(yù)報中，西南渦被認(rèn)為是最強烈的暴雨系統(tǒng)之一，就它所造成的暴雨天氣強度、頻數(shù)和范圍而言，其重要性僅次于臺風(fēng)及殘余低壓[1]。西南渦對我國暴雨的影響已有一些分析和研究，鄧雯[2]分析多年鄂南（29-31oN、114～116oE）西南渦暴雨的氣候特征和環(huán)流形勢認(rèn)為：鄂南受西南渦影響而生成的暴雨占該地區(qū)暴雨總數(shù)的比例較高，5月為40%，6月達(dá)68%。韋統(tǒng)健等[3]研究發(fā)現(xiàn)：中低層有兩支不同性質(zhì)的氣流流入低渦區(qū)，降水區(qū)主要發(fā)生在低渦移動方向右側(cè)的兩象限。在西南渦東移誘發(fā)的低空急流是引發(fā)暴雨的重要中尺度系統(tǒng)，陶詩言[4]曾利用低空急流的位置作暴雨預(yù)報，指出兩者有固定的配置，即暴雨通常發(fā)生在低空急流的左前側(cè)。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[5-6]，高低空急流耦合對長江中下游梅雨暴雨存在重要影響，高守亭等[6]指出，我國暴雨往往發(fā)生于高空西南急流右后方。近年來，衛(wèi)星云圖和多普勒雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步，為暴雨預(yù)報，特別是暴雨時期的短時臨近預(yù)報提供了更可靠的支撐。

2 降水實況

2013年6月6日開始江西出現(xiàn)一次強降雨，6日08時～8日08時全省平均降雨31.5毫米。降雨主要出現(xiàn)在贛北北部、萍鄉(xiāng)北部和撫州南部，15個縣（市、區(qū)）的121個站點累計雨量超過100毫米，其中彭澤、都昌、浮梁、鄱陽、靖安等5縣的10個站點超過200毫米，以彭澤上十嶺301.2毫米為最大。降雨強度大，對流性強，期間先后有57個縣市出現(xiàn)雷暴，靖安、都昌、鄱陽等3縣的8個站點3小時雨量超過100毫米。

3 環(huán)流背景分析

暴雨發(fā)生前，從2013年6月4日開始，500hPa上西太平洋副熱帶高壓開始西伸北抬增強，同時有一高原槽發(fā)展東移，700-850hPa上，有一較為深厚的西南渦位于四川盆地并發(fā)展東移；6日08時，500hPa（圖1a）115oE副高脊線位于20oN左右，588線呈近東北-西南向，115oE北界點位于24oN左右，西脊點位于106oE附近，江西北部地區(qū)位于588～584線之間，處高空槽前西南氣流中，700-850hPa（圖略）上西南渦沿長江流域東移至湖北境內(nèi)，江西北部地區(qū)處西南渦東南側(cè)西南暖濕切變線附近。6日20-7日08時，副高逐漸呈近東西向分布（圖1b和圖1c），脊線有所南壓，西脊點位置穩(wěn)定少動，江西北部地區(qū)處副高西側(cè)、高空槽底前部西南氣流中，有冷空氣沿脊前部的偏北氣流南下，700-850hPa西南渦逐漸東移，位于江西北部地區(qū)西南風(fēng)風(fēng)速明顯加大。8日08時以后（圖略），副高穩(wěn)定少動，高空槽逐漸東移入海，江西北部地區(qū)處高壓脊控制，西南渦也發(fā)展入海，江西北部地區(qū)降水過程結(jié)束。

4 低空急流與物理量分析

4.1低空急流分析

低空急流是暴雨發(fā)生的重要機制，不僅可以為暴雨提供大量水汽輸送，對不穩(wěn)定能量的積累和對流的發(fā)展也起到加強作用。從700、850hPa風(fēng)場（圖2和圖3）可見，從5日20時-8日08時，西南急流（圖中陰影所示）強度經(jīng)歷了增強、減弱、再增強、再減弱的過程。

西南急流的第一個增強階段出現(xiàn)在5日20時-6日08時，低空急流到達(dá)沿江以南地區(qū)，江西北部地區(qū)處急流西北側(cè)輻合區(qū)內(nèi)，700-850hPa上西南風(fēng)風(fēng)速≥20m/s，該時段江西北部地區(qū)自西向東開始出現(xiàn)暴雨；從6日08-14時，低空西南急流位置有所偏南，江西北部地區(qū)上空西南風(fēng)風(fēng)速降至16m/s以下，偏西風(fēng)分量加大，偏南風(fēng)分量減小；6日14-20時，低空西南風(fēng)急流緩慢增強東伸，江西北部地區(qū)降水強度顯著增強，普降大到暴雨。7日08時以后，低空急流南壓減弱，到8日08時降水結(jié)束。

4.2物理量分析

4.2.1不穩(wěn)定能量

5日20時-8日08時，K指數(shù)（圖略）經(jīng)歷了一個增大、減小、再增大、再減小的演變過程，≥32℃的兩個大值分布分別出現(xiàn)在6日02-08時和6日20時-7日02時，反映大氣穩(wěn)定度的變化和低空西南急流的演變基本一致。低空急流越強，大氣層結(jié)越不穩(wěn)定，越有利于對流的形成和發(fā)展。

4.2.2垂直速度

從500、700、850hPa的垂直速度分布圖看出，6日08時（圖略），江西北部地區(qū)為較弱的垂直上升運動區(qū)，垂直速度<1Pa·s-1，此時上升運動大值中心仍位于湖南-湖北地區(qū)，且從低空-高空向東南方向傾斜；6日20時（圖2），上升運動中心向東移動至江西北部地區(qū)，中心向上、向下同時發(fā)展，使其從低空-高空傾斜度減小，近乎垂直，此時江西北部地區(qū)上升運動強勁，垂直速度≥2Pa·s-1，對流深厚，降水明顯增強；7日08時（圖略），上升運動有所減弱，中心東移，此時江西北部地區(qū)仍有雷雨天氣，但強度明顯減弱；8日08時，江西北部地區(qū)轉(zhuǎn)為下沉運動區(qū)，降水隨之結(jié)束。

5 中小尺度系統(tǒng)分析

5.1 中小尺度低渦

從700-850hPa（圖略）上知，有α中尺度渦旋即西南渦發(fā)展沿長江流域發(fā)展東移，850hPa上直徑約400km，且在700hPa上渦旋直徑有所增加，約500km。6日08時，中尺度渦位于湖北西部，江西北部地區(qū)處其東南側(cè)正渦度區(qū)，造成了第一階段強降水；6日20時，中尺度渦東移至湖北東部，此時700hPa與850hPa中心幾乎重合，江西北部地區(qū)處渦旋中心附近大的正渦度區(qū)，造成了該地區(qū)第二階段的強降水天氣。7日08時，中尺度渦繼續(xù)東移至安徽地區(qū)，江西北部地區(qū)處低渦南部，仍為正渦度區(qū)，但明顯減弱，此時降水量和降水時間都有明顯減弱和縮短。

5.2 中小尺度云團

從FY-2E紅外（IR1）衛(wèi)星云圖分析（圖略）知，與α中尺度西南低渦配合，有明顯呈氣旋性分布的對流云團，西南低渦向西南方向伸展的切變附近有一條對流云帶，在此對流云帶上有多個云頂亮溫<200k的β中尺度強對流云團生成并隨西南低渦東移而不斷發(fā)展演變。

6日08時，西南低渦西南側(cè)有兩個β尺度對流云團開始影響江西北部地區(qū)，該地區(qū)出現(xiàn)強降水過程，由于位置偏離，云團1偏西，云團2偏東，降水落區(qū)也主要集中在該地區(qū)的西部和東部；6日14-20時（圖略），云團1和2云團減弱，江西北部地區(qū)降水也隨之減弱；6日20-18時，西南低渦東移，中心西南側(cè)出現(xiàn)一較強β尺度對流云團且位于江西北部上空，該云團云頂亮溫較之前兩個云團更低，造成該地區(qū)雨勢明顯增強，大部普降大到暴雨；7日08時，主體云團東移，降水隨之東移。

6 結(jié)論

2013年6月6-8日江西北部地區(qū)普降大到暴雨。本文利用常規(guī)觀測資料、探空資料以及NCEP/NCAR再分析資料（2.5o×2.5o）對此次暴雨過程的形勢背景、低空急流、物理量場、中小尺度系統(tǒng)和對流云團進(jìn)行診斷分析，得出以下結(jié)論：

6.1在有利環(huán)流條件下，α中小尺度系統(tǒng)（西南渦）發(fā)生、發(fā)展、移動和演變是這次暴雨產(chǎn)生的直接原因；

6.2東移西南渦及低空急流為本次暴雨提供了充足的水汽和能量來源；

6.3β中尺度強對流云團的生成、移動與強降水的發(fā)生密切相關(guān)。

6.4K指數(shù)與垂直速度分布與演變與降水區(qū)有很好的對應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王作述.一次西南低渦暴雨的數(shù)值試驗研究.85～906～O8課題組，暴雨科技、業(yè)務(wù)試驗和天氣動力學(xué)理論的研究.北京：氣象出版社，1986，257-267.

[2]鄧雯，西南渦與鄂南暴雨的關(guān)系及其預(yù)報.河南氣象，2003（1）：18-19.

[3]韋統(tǒng)健，薛建軍.影響江淮地區(qū)的西南渦中尺度結(jié)構(gòu)特征.高原氣象，1996，15（4）：456-463.

[4]陶詩言.中國夏季副熱帶天氣系統(tǒng)若干問題的研究[M].北京：科學(xué)出版社，1965.

[5]朱乾根，周偉燦，張海霞.高低空急流耦合對長江中游強暴雨形成的機理研究[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報，2001，24（3）：308—3l4.

[6]高守亭，陶詩言.高空急流加速和低層鋒生[J].大氣科學(xué)，1991，15（2）：11—21.

作者簡介：

張全（1988— ），男，江西南昌人，學(xué)士，主要從事中短期天氣預(yù)報研究；

通訊作者：張韋唯（1986— ），女，廣西宜州人，講師，碩士，主要從事城市發(fā)展研究。

（作者單位：1.民航江西空管分局氣象臺

2.廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院）