2014年6月19—20日婁底市強(qiáng)降水天氣過(guò)程分析

王 萍，蔡海朝，肖妙妮，李志強(qiáng)，王艷青

(湖南省婁底市氣象局，湖南婁底 417000)

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2014年6月19—20日婁底市強(qiáng)降水天氣過(guò)程分析

王 萍，蔡海朝，肖妙妮，李志強(qiáng)，王艷青

(湖南省婁底市氣象局，湖南婁底 417000)

利用ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式以及常規(guī)氣象觀測(cè)資料，對(duì)湖南省婁底市2014年6月19—20日強(qiáng)降水天氣過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)、模式進(jìn)行對(duì)比分析，試圖揭示這次強(qiáng)降水天氣的成因。結(jié)果表明，500 hPa亞歐中高緯為一槽一脊形勢(shì)，中緯度高空多波動(dòng)，西安到重慶有低槽東移，影響婁底市西部發(fā)生較強(qiáng)降水；850 hPa切變線和低空急流之間對(duì)應(yīng)強(qiáng)降水落區(qū)，其維持是造成強(qiáng)降水天氣的主要原因；數(shù)值模式預(yù)報(bào)與實(shí)況有一些差異，對(duì)于19日的強(qiáng)降水落區(qū)和強(qiáng)度，主要表現(xiàn)為ECMWF模式和JAPAN模式預(yù)報(bào)偏小，T639模式預(yù)報(bào)偏大，對(duì)于湘中一線的強(qiáng)降水落區(qū)僅T639模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，但對(duì)湘北的預(yù)報(bào)出現(xiàn)明顯空?qǐng)?bào)現(xiàn)象；20日強(qiáng)降水的強(qiáng)度和落區(qū)預(yù)報(bào)，ECMWF模式無(wú)論是強(qiáng)度還是落區(qū)上都是吻合的，而T639模式和JAPAN模式強(qiáng)度相對(duì)也吻合，但落區(qū)上有偏差，較實(shí)況偏東偏南。

強(qiáng)降水；環(huán)流形勢(shì)；模式檢驗(yàn)；成因

婁底市地處中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，既具季風(fēng)性，又兼具大陸性，境內(nèi)地勢(shì)西高東低，呈階梯狀傾斜，屬云貴高原向江浙丘陵遞降的過(guò)渡帶，全年降水多集中在4—7月。暴雨是婁底市主要的災(zāi)害性天氣之一，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市交通以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全均影響較大。因此，暴雨預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確與否對(duì)防災(zāi)減災(zāi)工作的成敗顯得尤為重要。近年來(lái)，氣象工作者對(duì)湖南省的暴雨進(jìn)行了大量的研究[1-3]，且多是基于同化資料、衛(wèi)星及雷達(dá)資料對(duì)暴雨過(guò)程中的特征進(jìn)行了深度分析，但對(duì)氣象業(yè)務(wù)所使用的數(shù)值模式資料的檢驗(yàn)較少。筆者利用常規(guī)氣象觀測(cè)資料與多家數(shù)值模式資料，對(duì)2014年6月19—20日婁底市強(qiáng)降水天氣過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行分析，對(duì)ECMWF、T639及JAPAN等數(shù)值模式形勢(shì)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)，并探討各家模式降水預(yù)報(bào)的指示意義，以期為今后的暴雨預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

1 天氣實(shí)況

1.1 降水實(shí)況 19日08：00—21日11：00全市出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣，過(guò)程總降雨量分別為婁底59.9 mm、新化60.2 mm、冷水江81.9 mm、漣源87.4 mm、雙峰81.1 mm，均達(dá)到暴雨標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)區(qū)域自動(dòng)站資料顯示，強(qiáng)降雨主要集中在雙峰東南部，共100 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雨量超過(guò)50.0 mm，其中 32 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雨量超過(guò)100.0 mm，漣源有12個(gè)區(qū)域鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過(guò)100.0 mm，雙峰有10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過(guò)100.0 mm，雙峰荷葉降水量最大，為195.3 mm。此次暴雨天氣過(guò)程主要有2個(gè)強(qiáng)降水階段：第1階段為19日12：00—14：00，2 h降雨量達(dá)中雨(10.0～24.9 mm)有11站，大雨(25.0～49.9 mm)有4站，主要在新化西部，最大降雨量為半山水庫(kù)的34.9 mm；第2階段為20日01：00—05：00，4 h降雨量達(dá)大雨(25.0～49.9 mm)有10站，暴雨(50.0～99.9 mm)有4站，大暴雨(100.0～199.9 mm)有4站，主要在雙峰東南部，最大降雨量為雙峰荷葉的150.9 mm。

1.2 災(zāi)情 截至21日08：00，新化縣受災(zāi)人口20 000人，緊急轉(zhuǎn)移120人，農(nóng)作物受災(zāi)面積600 hm2，絕收40 hm2，倒塌房屋26間，損壞151間，直接經(jīng)濟(jì)損失13 00萬(wàn)元；雙峰縣62 000人不同程度受災(zāi)，強(qiáng)暴雨及山體滑坡造成緊急轉(zhuǎn)移安置人口650人，需緊急生活救助人口530人，受災(zāi)農(nóng)作物640 hm2，部分農(nóng)作物被淹沒(méi)，其中絕收面積78 hm2，房屋倒塌和嚴(yán)重?fù)p壞房屋158間，戶數(shù)73戶，一般損壞房屋85間，受損戶數(shù)46戶，直接經(jīng)濟(jì)損失5 000萬(wàn)元。

2 大尺度環(huán)流演變特征分析

2.1 500 hPa環(huán)流形勢(shì) 6月19日08：00 500 hPa(圖1a)，西太平洋副高位于南海，亞歐中高緯為一槽一脊形勢(shì)，分別處于烏拉爾山脈和貝加爾湖以北地區(qū)，且中緯度高空多波動(dòng)，西安到重慶有低槽東移，影響婁底市西部發(fā)生較強(qiáng)降水。19日20：00，副高中心略有南退，華西低槽在副高頂托下逐漸變淺，但槽后有明顯冷舌，婁底市處于槽前，伴隨冷空氣的進(jìn)入，該市降水進(jìn)一步加強(qiáng)，造成婁底市東南部的強(qiáng)降水。20日08：00(圖1b)，副高進(jìn)一步減弱東撤至臺(tái)灣以東，湘西仍有淺槽存在，婁底市降水持續(xù)。到20：00，西太平洋副熱帶高壓再次加強(qiáng)，但婁底市逐漸轉(zhuǎn)為槽后偏北氣流，強(qiáng)降水逐漸減弱。

2.2 700和850 hPa環(huán)流形勢(shì) 由圖2可見(jiàn)，19日08：00中低層西南氣流較為旺盛，急流風(fēng)速達(dá)12～14 m/s，有風(fēng)速輻合，重慶到貴陽(yáng)一線有低槽，到20：00低槽略有東移，并在低槽東北側(cè)沿吉首—常德—岳陽(yáng)一線形成一切變線，婁底市處于切變線上，降水也主要集中發(fā)生在這一階段；到20日08：00，低渦移至婁底市附近，隨著能量進(jìn)一步釋放，急流已經(jīng)不明顯，但700 hPa仍有低渦存在，850 hPa低槽切變明顯南壓，婁底市降水開(kāi)始逐漸減弱；20日20：00中低層低槽切變東移全部南壓，降水緩慢移出婁底市。

圖1 2014年6月19日08：00(a)和20日08：00(b)500 hPa環(huán)流形勢(shì)Fig.1 500 hPa circulation situation at 08:00(a) on June 19 and 08:00(b) on June 20 in 2014

注：a1為19日08：00；a2、b1為19日20：00；b2為20日08：00。Note：a1.08：00 on June 19；a2，b1.20：00 on June 19；b2.08：00 on June 20.圖2 2014年6月19—20日700 hPa(a)和850 hPa(b)環(huán)流形勢(shì)Fig.2 700 hPa(a)and 850 hPa(b)circulation situation during June 19-20 in 2014

2.3_left地面氣壓場(chǎng) 由圖3可見(jiàn)，從19日開(kāi)始，我國(guó)秦嶺以北有冷空氣聚積，20：00冷空氣前鋒過(guò)秦嶺進(jìn)入武漢—長(zhǎng)沙—貴陽(yáng)一線，并與南部暖濕空氣結(jié)合形成準(zhǔn)靜止鋒，婁底市處于均壓場(chǎng)控制當(dāng)中，20日20：00又有冷空氣補(bǔ)充南下，鋒面進(jìn)一步南壓，婁底市氣溫略有下降。

3 模式檢驗(yàn)與對(duì)比分析

3.1 模式形勢(shì)對(duì)比 分別對(duì)ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式的24 h 500 hPa形勢(shì)場(chǎng)預(yù)報(bào)與實(shí)況(19日08：00、20日08：00)進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(圖4)，19日08：00，3家模式中ECMWF預(yù)報(bào)模式與實(shí)況吻合度最高，T639模式與JAPAN模式對(duì)南北系統(tǒng)的預(yù)報(bào)上各有優(yōu)缺點(diǎn)；對(duì)于北支兩槽一脊位置的預(yù)報(bào)而言，ECMWF模式和T639模式的預(yù)報(bào)極為吻合，而JAPAN模式完全沒(méi)有反映；對(duì)于中緯度環(huán)流及副高位置的預(yù)報(bào)，ECMWF和JAPAN的預(yù)報(bào)與實(shí)況較吻合，而T639模式與實(shí)況對(duì)比差異較大，尤其是副高位置預(yù)報(bào)明顯偏東。20日08：00，對(duì)中高緯的天氣系統(tǒng)把握最準(zhǔn)確的仍然是ECMWF模式和T639模式，JAPAN模式最差；對(duì)于中緯度環(huán)流的預(yù)報(bào)ECMWF最吻合，其次是T639模式、JAPAN模式；對(duì)于副高位置的預(yù)報(bào)，T639較前期有較大的調(diào)整，3家模式與實(shí)況對(duì)比均十分吻合。由此可見(jiàn)，對(duì)于2個(gè)時(shí)次3家模式的預(yù)報(bào)，ECMWF模式吻合度最高，其次是T639模式，JAPAN模式最差；而對(duì)副高位置預(yù)報(bào)方面，ECMWF模式和JAPAN模式吻合度較高，T639模式較差。

圖3 2014年6月19日08：00(a)和20日20：00(b)地面形勢(shì)Fig.3 Ground situation at 08：00 on June 19(a)and 20：00 on June 20(b)in 2014

注：a1、b1為ECMWF模式；a2、b2為T(mén)639模式；a3、b3為JAPAN模式。藍(lán)色線代表實(shí)況；紅色線代表ECMWF模式；綠色線代表T639模式；橙色線代表JAPAN模式。Note：a1，b1.ECMWF model；a2，b2.T639 model；a3，b3.JAPAN model.The blue line indicates live situation；the red line represents ECMWF model；the green line represents T639 model；the orange line represents JAPAN model.圖4 2014年6月19日08：00(a)和20日08：00(b)各家數(shù)值模式500 hPa高度場(chǎng)對(duì)比Fig.4 Comparison of 500 hPa height situation by each numerical mode at 08：00 on June 19(a)and 08：00 on June 20(b) in 2014

3.2 模式降水產(chǎn)品對(duì)比 分別對(duì)ECMWF模式、T639模式以及JAPAN模式的24 h降水量預(yù)報(bào)[4]與實(shí)況(19日08：00—20日08：00和20日08：00—21日08：00)進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(圖5)，19日08：00—20日08：00強(qiáng)降水沿湘中一線貫穿湖南東西，在懷化中部、吉首南部、邵陽(yáng)、常德西北部、長(zhǎng)沙東部、株洲南部、衡陽(yáng)北部及湘潭南部等地普降暴雨，其中，懷化中部及邵陽(yáng)西北部普降大暴雨。3家模式對(duì)應(yīng)時(shí)段24 h降水預(yù)報(bào)中，ECMWF模式預(yù)報(bào)強(qiáng)降水落區(qū)位于湘中以北地區(qū)，較實(shí)況位置偏北，強(qiáng)度偏弱，大暴雨落區(qū)漏報(bào)；T639模式對(duì)強(qiáng)降水落區(qū)預(yù)報(bào)的范圍明顯大于實(shí)況，預(yù)報(bào)張家界南部、懷化北部、常德西南部、邵陽(yáng)中部及永州北部為大范圍大暴雨區(qū)，因此，無(wú)論是對(duì)強(qiáng)降水落區(qū)還是強(qiáng)度方面均偏大和偏強(qiáng)；JAPAN模式對(duì)強(qiáng)降水落區(qū)和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)上較實(shí)況偏小和偏弱，大暴雨全部漏報(bào)。隨著中低層切變的東移南壓，19日08：00—20日08：00湘西地區(qū)的強(qiáng)降水減弱趨于結(jié)束，主要強(qiáng)降水分布在湘東、湘西南及湘南，強(qiáng)度較前期減弱，3家模式的預(yù)報(bào)強(qiáng)度較實(shí)況偏強(qiáng)，強(qiáng)降水落區(qū)均反映出了東移南壓的趨勢(shì)，ECMWF模式較吻合，而T639模式和JAPAN模式的強(qiáng)降水落區(qū)預(yù)報(bào)位置偏東偏南。由此可見(jiàn)，在強(qiáng)降水強(qiáng)度預(yù)報(bào)上，T639模式較ECMWF和JAPAN模式偏強(qiáng)，與實(shí)況較為吻合；而強(qiáng)降水落區(qū)預(yù)報(bào)上，ECMWF模式前期位置偏北，后期吻合，T639模式前期準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出湘中地區(qū)強(qiáng)降水，但同時(shí)也造成湘北大范圍的空?qǐng)?bào)區(qū)，后期強(qiáng)降水落區(qū)位置偏東偏南；JAPAN模式前期強(qiáng)降水明顯漏報(bào)，后期強(qiáng)降水落區(qū)位置偏南。

注：a1、b1為實(shí)況；a2、b2為ECMWF模式；a3、b3為T(mén)639模式；a4、b4為JAPAN模式。Note：a1，b1.Live；a2，b2.ECMWF model；a3，b3.T639 model；a4，b4.JAPAN model.圖5 2014年6月19日08：00—20日08：00(a)和20日08：00—21日08：00(b)實(shí)況與各家模式24 h降水量Fig.5 The actual precipitation and monitored precipitation by each model during 08：00 June 19-08：00 June 20(a)，08：00 on June 20-08：00 on June 21(b) in 2014

4 小結(jié)

(1)此次強(qiáng)降水天氣過(guò)程是在亞歐中高緯為一槽一脊大尺度環(huán)流背景下，中低層西南氣流較為旺盛，急流風(fēng)速達(dá)12～14 m/s，有風(fēng)速輻合，重慶到貴陽(yáng)一線切變東移，地面冷空氣南下，并與南部暖濕空氣結(jié)合在武漢—長(zhǎng)沙—貴陽(yáng)一線形成準(zhǔn)靜止鋒，均是導(dǎo)致此次強(qiáng)降水天氣過(guò)程的直接原因。

(2)此次過(guò)程對(duì)19日的預(yù)報(bào)有些偏弱，20日預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，導(dǎo)致19日預(yù)報(bào)不十分理想的原因主要有：數(shù)值模式預(yù)報(bào)與實(shí)況有一些差異，對(duì)于19日強(qiáng)降水的落區(qū)和強(qiáng)度主要表現(xiàn)為ECMWF模式和JAPAN模式預(yù)報(bào)偏小、T639模式預(yù)報(bào)偏大，對(duì)于湘中一線的強(qiáng)降水落區(qū)僅T639模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，但對(duì)湘北的預(yù)報(bào)出現(xiàn)明顯空?qǐng)?bào)現(xiàn)象；20日強(qiáng)降水的強(qiáng)度和落區(qū)預(yù)報(bào)，ECMWF模式無(wú)論是強(qiáng)度還是落區(qū)上均是吻合的，而T639模式和JAPAN模式強(qiáng)度相對(duì)也吻合，但落區(qū)上有偏差，較實(shí)況偏東偏南。

[1] 蔡海朝，毛文書(shū)，楊群，等.湘中一次大暴雨天氣的綜合診斷分析[J]． 成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，26(2)：215-222．

[2] 黃小玉，陳媛，顧松山，等.湖南地區(qū)暴雨的分類及回波特征分析[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，29(5)：635-643.

[3] 彭雙姿，劉從省，李文明，等.湖南湘中一次大暴雨天氣的螺旋度分析[J].貴州氣象，2008，32(1)：15-17.

[4] 肖紅茹，王燦偉，周秋雪，等.T639、ECMWF細(xì)網(wǎng)格模式對(duì)2012年5～8月四川盆地降水預(yù)報(bào)的天氣學(xué)檢驗(yàn)[J].高原山地氣象研究，2013，33(1)：80-85.

Analysis on a Heavy Rainfall Process in Loudi City during June 19-20 in 2014

WANG Ping, CAI Hai-chao, XIAO Miao-ni et al

(Loudi Meteorological Bureau in Hunan Province, Loudi, Hunan 417000)

By using ECMWF model, T639 model, JAPAN model and conventional meteorological observation data, the circulation situation and modes of a heavy rainfall process during June 19-20 in 2014 in Loudi, Hunan Province were analyzed to reveal the causes. The results showed that there are more fluctuations in middle altitude and a low trough eastward from Xi’an to Chongqing; 850hPa shear line and low level jet stream is the main cause of the heavy rainfall process; there are some differences between numerical model prediction and live, as for heavy rainfall falling area and intensity on June 19, ECMWF model and JAPAN model prediction is small, T639 model prediction is too large, forecast of falling area in central Hunan is accurate by T639 model; as for heavy rainfall intensity and falling area forecast on June 20, ECMWF mode is consistent with both the intensity and the area. The T639 mode and JAPAN mode, the intensity is relatively consistent, but there is a deviation in the area.

Heavy rainfall; Circulation situation; Model examination; Causes

王萍(1972- )，女，湖南雙峰人，工程師，從事中短期天氣預(yù)報(bào)工作。

2016-08-10

S 161.6

A

0517-6611(2016)29-0192-04