萍鄉(xiāng)地區(qū)一次春季暴雨過程分析

樊佳明

摘 要：利用MICAPS3.1軟件系統(tǒng)、多普勒雷達、衛(wèi)星紅外云圖以及常規(guī)物理量要素等資料對2015年3月29日～30日萍鄉(xiāng)地區(qū)春季局地性暴雨過程進行了分析。分析結果表明：由于烏拉爾山阻塞高壓的存在，在巴爾喀什湖以西切斷低壓不斷分裂小槽引導冷空氣南下，西太平洋副高位于南海穩(wěn)定少動，其西北側的強盛西南暖濕氣流在湘贛中北部上空劇烈交匯，在中低層輻合線及低渦切變的作用下，暖濕氣流攜帶源源不斷的水汽進入我市上空，降水云團在切變線附近不斷的生成、發(fā)展并向東北移動，循環(huán)重復，造成萍鄉(xiāng)地區(qū)少見的春季暴雨過程。由于過程前期預報模式的不穩(wěn)定性，讓預報變得較為困難，同時由于各個模式對于此次暴雨落區(qū)的預報和分析，也有一定的出入和分歧，暴雨落區(qū)的預報還有待進一步的研究和發(fā)展。

關鍵詞：春季暴雨;形勢穩(wěn)定;切變線

一、 暴雨實況

2015年3月29日08時—30日08時萍鄉(xiāng)市出現(xiàn)了一次局地性的暴雨過程，暴雨出現(xiàn)在我市中部地區(qū)，主要降水時段為29日夜間至30日早上，4個國家站中蘆溪站24小時降水達80.3mm，萍鄉(xiāng)站為54.6mm，上栗站22.1mm，蘆溪站12mm。58個區(qū)域站中有1站大暴雨（湘東區(qū)龍頭站102.3mm）、8站暴雨、23站大雨，大雨以上降水主要分布在我市的中部一線（如圖1）。萍鄉(xiāng)地區(qū)地勢復雜，加上此次過程數(shù)值預報的不穩(wěn)定性，對此次暴雨的準確預報有較大難度。

二、 天氣形勢特征分析

通常而言，暴雨的形成條件是：一、充分的水汽供應，二、強烈的上升運動，三、較長的持續(xù)時間。此三者是產(chǎn)生暴雨的最基本條件，而降水的較長持續(xù)時間只有在特定的天氣形勢下才能出現(xiàn)的，因此暴雨的形成和大型的環(huán)流背景有著密切的聯(lián)系。大型環(huán)流背景主要決定于行星尺度系統(tǒng)和天氣尺度系統(tǒng)。由此可知，副高（西太平洋副熱帶高壓）、長波槽脊、切變線和大型冷渦等大尺度天氣系統(tǒng)的長期穩(wěn)定是造成持續(xù)性暴雨的必要前提。

高層（200HPa）：副熱帶西風急流較為強盛，在華南北部達到40m/s，西風帶擾動低槽位于華西地區(qū)，我市處在槽前西南急流控制之下，低槽緩慢東移，槽前有正渦度平流輸送，水平流場輻散，這種高空急流的“抽吸作用”有利于中低層上升氣流的加強和維持，有利于降水的加強。

中層（500HPa）：在高緯度地區(qū)，烏拉爾山附近有一高壓暖脊，并逐漸發(fā)展增強，至30日08時，暖脊增強成阻塞高壓，巴爾喀什湖以西有一切斷低壓，期間不斷有弱冷空氣從低壓中分裂東移南下，我國東北地區(qū)為一正在發(fā)展的暖脊，東亞大槽正在重新建立。在中緯度地區(qū)，29日20時到30日08時，西風帶低槽位于華西東部，引導高空弱冷空氣不斷南下，槽前西南氣流強盛，達到了20m/s，我市處在槽前西南氣流控制，低槽移動緩慢。低緯度地區(qū)，副高（西太平洋副熱帶高壓）基本呈現(xiàn)為緯向型，副高北界（588位勢什米線）位于20°N，副高脊線位于12°N，584位勢什米線位于華南沿海一帶。在分析的三個時次中，副高穩(wěn)定少動;在南壓地區(qū)，為比較深厚穩(wěn)定的南支槽。從上述分析中可知，此次暴雨過程有比較穩(wěn)定的有利的環(huán)流形勢。由于南壓地區(qū)南支槽較為穩(wěn)定，槽前西南暖濕氣流有利于將孟灣地區(qū)及南海地區(qū)的水汽輸送水汽我市上空，為持續(xù)性暴雨提供源源不斷的水汽。

低層（700HPa、850HPa）：29日20時的700HPa上從湖南西北部地區(qū)伸展出兩條切變線，一條位于長江沿岸，一條位于貴州東部至廣西西部一線。低空西南急流最大風速達到20m/s（長沙站），我市處于西南急流控制，位于切變南側，西南急流左側。850HPa低渦中心位于湖南北部，暖切位于湖南至江西北部一線，西南急流最大風速達16m/s，我市位于西南急流的出口區(qū)的左側。低渦北側有弱冷空氣侵入。由于西南急流的強盛以及副高的穩(wěn)定少動，低渦及低渦切變的主要移動方向為東移發(fā)展，因此低渦切變的南段將東移掃過我市，引起降水的發(fā)生。

邊界層及地面（925HPa及地面）：29日20時，925HPa上有一倒T字型切變，其中切變的東段在我市南部附近擺動。切變南部南風強盛，超低空急流最大速度達到12m/s（郴州站），贛北地區(qū)為一致的東南氣流，兩支氣流分別從南海和東海輸送源源不斷的水汽，并且在湘贛中北部一帶發(fā)生強烈匯合，造成了強烈的水汽輻合和上升運動。在地面圖上，29日23時，與925HPa切變線相對應的是東北-西南走向的倒槽，地面輻合線在我市南部地區(qū)擺動，高空低槽東移，地面倒槽鋒生發(fā)展，地面氣流輻合加強，上升氣流加強，有利于降水的加強和維持。

三、中尺度分析和不穩(wěn)定條件分析

圖1 2013年5月8日20時500 hPa位勢高度場與850 hPa風場的中尺度分析，圖中灰色為925 hPa系統(tǒng) ，紅色為850 hPa系統(tǒng)，棕色為700 hPa系統(tǒng)，藍色為500 hPa系統(tǒng)

從29日20時的中尺度分析（圖1）來看，各層西南氣流強盛，500HPa西風帶擾動（低槽）對于此次過程具有指示作用。500HPa干區(qū)位置與低槽位置相配合，當?shù)筒蹡|移時，伴隨著弱冷空氣的南下，造成上干下濕、上冷下暖的形勢，增強了大氣不穩(wěn)定，有利于形成對流性降水天氣。低層（700HPa和850HPa）濕區(qū)（T-Td<5℃）較為深厚且范圍較大，伴隨著強盛的西南氣流對水汽的強烈輸送，給此次暴雨過程提供了充足的水汽。我市處在低層西南急流軸上，急流出口位于位于湘北及贛北一帶，西南急流對我市低空對流不穩(wěn)定層結有這建立和維持的作用，西南急流從南海輸送水汽到湘贛地區(qū)，萍鄉(xiāng)地區(qū)處在水汽輸送帶上，在低空形成高濕區(qū)，有利于降水的形成與加強。850HPa低渦中心位于湘北，在穩(wěn)定環(huán)流形勢下，沿著長江東移發(fā)展，因此造成此次過程主體暴雨落區(qū)偏北。當湘北低渦逼近西南急流，在急流的左側強氣旋性切變區(qū)，引起較強的天氣尺度上升氣流，并進而出發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放產(chǎn)生小尺度的強烈上升運動。在925HPa，輻合線在轄區(qū)中南部地區(qū)擺動，配合風速達12m/s的超低空南風急流以及輻合線北側的東南氣流，將造成強烈的水汽輻合和強烈的上升運動。從各層切變位置來看，500HPa低槽移動緩慢，各層切變與低槽垂直方向距離較近，坡度陡，層結非常不穩(wěn)定，在切變線與急流之間將產(chǎn)生較強的雷暴、短時強降水等強對流天氣，但結合環(huán)流形勢來安，此次強對流天氣落區(qū)整體位置偏北。

受西南暖濕氣流影響，3月29日轄區(qū)各測站的最高氣溫蓮花27.5℃、萍鄉(xiāng)23.7℃、蘆溪22.4℃、上栗21.8℃均較常年平均偏高，有利于地面不穩(wěn)定能量的累積。萍鄉(xiāng)地區(qū)處于西南暖濕氣流的控制之下，在急流的上游測站郴州站的有關對流參數(shù)對萍鄉(xiāng)地區(qū)的天氣預報具有一定的指示作用。從郴州站探空資料（表1）來看，從29日08時至30日08時，CAPE值急劇上升，K指數(shù)由34上升到36，SI指數(shù)由正值轉為負值且絕對值在快速增加，說明不穩(wěn)定能量在9日白天有一定的累積，但仍處于偏小的范圍，從K指數(shù)（大于35）、SI指數(shù)（-3

四、雷達回波分析

上圖是長沙多普勒雷達在29日至30日不同時次的雷達回波組合反射率因子（四個時次）。從上述四圖可以看到，切變線附近的對流云團主體為積狀和層狀混合云降水回波組成，系統(tǒng)的上游不斷有新的對流云團生成、東移、發(fā)展、與回波主體合并?？梢郧宄目匆姡绊懳沂械倪@次暴雨，是以積狀和層狀混合云降水回波為主（0.5°仰角）。從29日20時開始，從湖南中南部一帶就不斷有分散的對流回波向東北移入萍鄉(xiāng)境內(nèi)，至30日午夜，降水主要是由回波東南部邊緣的混合降水回波引起，落區(qū)集中在轄區(qū)中北部地區(qū)，此時間段內(nèi)降水強度較小。30日03時對流云團開始合并，此時回波主體也東移南壓到境內(nèi)，形成了大片的以積狀回波為主混合云降水回波，其最大組合反射率因子達到55dBZ以上，此后的約3-4個小時內(nèi)，降水強度明顯加強。

五、衛(wèi)星云圖分析

根據(jù)29日20時與30日04時的紅外云圖。從a圖中可以看到，29日20時在兩湖地區(qū)有一個明顯的槽前云系，高空低槽帶來的弱冷空氣南下與西南暖濕氣流在湘贛皖一帶相遇形成高空槽前盾狀云系，呈現(xiàn)為東北-西南走向帶狀分布，此時主要的降水云團分布在兩湖及鄂皖交界地區(qū)，萍鄉(xiāng)地區(qū)處在云帶南端，主要由層狀云系覆蓋，從云系類型來看，此階段降水較緩，降水強度較小。隨著冷空氣南下以及低渦東移發(fā)展，低渦中心云團有一高亮云區(qū)，發(fā)展為MCC（中尺度云團），切變云系呈現(xiàn)為東北-西南走向的狹長的對流云帶，從湖南南部延伸至江西北部的MCC，對流云帶后邊界光滑清晰，云帶上有對流云團的發(fā)生發(fā)展，萍鄉(xiāng)地區(qū)處在對流云帶軸上，雖然對流云帶非常狹窄，但是由于“列車效應”明顯，不斷的有對流云團發(fā)生發(fā)展，并沿著西南氣流移動，經(jīng)過境內(nèi)并產(chǎn)生降水。華南至東南地區(qū)隨著西南急流的加強，急流云系的范圍增大，云系略有增多。

六、預報檢驗

從降水實況來看，主要的暴雨落區(qū)位于萍鄉(xiāng)地區(qū)中部地區(qū)，南北部均只有小到中雨量級的降水。從28日20時起報的數(shù)值預報場來看，兩家模式差異比較大，由于副高的穩(wěn)定及西南氣流的強大，整體降水落區(qū)偏北移動。EC模式給出大雨量級的預報，與實況更為接近，而T639模式只預報了小雨量級的降水。

從降水過程來看，此次暴雨過程主要的主要降水時段在切變線南壓（30日03時）之后，由于對流性云團沿切變線自西南向東北方向移動，基本覆蓋了境內(nèi)所有區(qū)域，但只在中部地區(qū)形成暴雨過程，與本地較為獨特的地形有密切的關系。

七、結語

1.在此次春季暴雨過程中，中高緯度環(huán)流形勢穩(wěn)定，西風帶擾動低槽東移南下引導弱冷空氣南下，低緯副高西北側的暖濕氣流為長江中下游地區(qū)提供源源不斷的水汽輸送。因此，北方的弱的干冷空氣和南方的強盛暖濕氣流劇烈交匯，使得暴雨有了持續(xù)性的基本形勢。

2.暴雨過程是需要一定的熱力、動力條件。熱力條件包括水汽的輻合上升和不穩(wěn)定層結的存在，前期的升溫及對流參數(shù)的變化，可以看到暴雨過程前是有明顯的不穩(wěn)定能量累積，不穩(wěn)定能量越高，釋放不穩(wěn)定能量時天氣也會伴隨越劇烈的現(xiàn)象。動力條件有低槽、切變線、低渦等各種尺度系統(tǒng)，對暴雨過程有觸發(fā)作用，

3.多普勒雷達和衛(wèi)星云圖資料對暴雨的預報有著明顯的指示意義。從這次過程來看，急流左側不斷有對流云團的生成發(fā)展，并與切變線云團合并，使得云團增強并且降水持續(xù)時間較長，而當切變線云團東移南下經(jīng)過我市時，較強的降水造成了此次暴雨過程。

4.對于此次暴雨過程，數(shù)值預報具有一定不確定性，由于萍鄉(xiāng)地區(qū)地勢復雜，造成了我市暴雨過程的預報難點。

參考文獻：

[1].朱乾根，林錦瑞，壽紹文，唐東昇，天氣學原理和方法，北京：氣象出版社.

[2].李侃，2013年5月萍鄉(xiāng)地區(qū)一次局地暴雨過程分析，萍鄉(xiāng)市氣象臺.

[3].梅婷，一次“標準型”阻塞高壓造成持續(xù)性暴雨的分析，九江市氣象臺.