鄂東暴雨天氣過程分析

葉永

摘 要：利用常規(guī)地面觀測資料、地面加密觀測資料和衛(wèi)星、雷達(dá)等，對2016年發(fā)生在湖北東部的一次暴雨天氣過程進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：此次暴雨天氣過程前期湖北回暖明顯，聚集了不穩(wěn)定能量，因此天氣劇烈，伴有強(qiáng)雷電、雷暴大風(fēng)，局部地區(qū)還出現(xiàn)了冰雹；東北路冷空氣的擴(kuò)散對暴雨和強(qiáng)對流天氣的發(fā)生起重要作用；切變線東移南壓較快，但高空槽移動較慢，后傾槽降水持續(xù)時間較長。

關(guān)鍵詞：暴雨過程；切變線；后傾槽；急流

中圖分類號：P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180631055

1 暴雨實(shí)況及影響

2016年4月2—3日，湖北省東部出現(xiàn)了中到大雨，部分地區(qū)暴雨，并伴有強(qiáng)雷電、雷暴大風(fēng)，崇陽縣局地還出現(xiàn)了冰雹。主要強(qiáng)降雨區(qū)位于興山、荊州東部、咸寧、黃石、鄂州、黃岡南部等地。據(jù)統(tǒng)計，這次過程累計雨量湖北省有20縣市出現(xiàn)50～100mm。

此次強(qiáng)降水和強(qiáng)對流天氣造成陽新、興山、當(dāng)陽、黃州、鄂州、通山6縣（市、區(qū)）及神農(nóng)架林區(qū)等地局部地區(qū)受災(zāi)：局部地區(qū)出現(xiàn)漬澇，部分房屋進(jìn)水，部分農(nóng)作物被淹或倒伏，少數(shù)房屋及基礎(chǔ)設(shè)施受損。據(jù)民政部門統(tǒng)計，截止4月4日13：00，此次暴雨、強(qiáng)對流天氣過程共造成5.8萬人受災(zāi)，緊急轉(zhuǎn)移安置198人，農(nóng)作物受災(zāi)面積6700hm2，90間房屋不同程度受損，直接經(jīng)濟(jì)損失4958萬元。

2 暴雨天氣成因分析

2.1 環(huán)流形勢和主要天氣系統(tǒng)

從4月2日20：00和3日20：00 500hPa高度場合成圖看出，中高緯為兩槽兩脊經(jīng)向環(huán)流形勢，中低緯為緯向環(huán)流型，低緯南支槽穩(wěn)定。4月2日08：00，從高原有低槽東移；2日20：00，高原槽移至川東，湖北受槽前西南氣流影響，2日白天在湖北中東部產(chǎn)生雷雨天氣；隨后低槽緩慢東移并加深，3日08：00位于重慶；由于低槽北段迅速東移帶動地面冷空氣迅速南下，3日20：00低槽壓至鄂東南至湖南北部。

4月2日08：00，500hPa低槽位于川西，溫度槽落后于高度槽，湖北有地面暖倒槽發(fā)展，850hPa暖脊自湘北經(jīng)湖北伸向陜南，湖北回暖明顯，1日高溫大部26～28℃，2日早晨低溫鄂東17～19℃。2日20：00，低槽東移至川東，溫度槽疊加于低槽之上；受冷空氣影響，925hPa有東北顯著氣流吹向湖北中北部，配合超低空南風(fēng)急流吹向湖北南部；同時850hPa冷切位于湖北中部，西南急流發(fā)展，向湖北東部和南部源源不斷輸送水汽；黃岡20：00—21：00降水量達(dá)25.7mm/h。3日08：00，低槽穩(wěn)定維持，溫度槽移至重慶，冷暖空氣在湖北中南部對峙，低層冷切和中低層西南急流穩(wěn)定少動，造成強(qiáng)降水天氣；陽新07：00—08：00降水量達(dá)36.3mm/h。3日20：00，隨著冷空氣東移南壓，高空槽、切變線等影響系統(tǒng)移至鄂東南，此后降水逐漸減弱結(jié)束。

2.2 衛(wèi)星云圖特征

4月2日13：30，重慶地區(qū)的對流云團(tuán)東移進(jìn)入湖北省，呈東西帶狀，影響恩施地區(qū)，帶來微量降水，隨后向東移動并逐漸減弱，18：30在武漢地區(qū)有中尺度β對流云團(tuán)生成，在向東移動過程中發(fā)展加強(qiáng)，云頂亮溫降低，范圍擴(kuò)大，南部有指狀特征，給湖北省東北部帶來降水。19：30在武漢地區(qū)中尺度β云團(tuán)發(fā)展加強(qiáng)的同時，湖南東北部出現(xiàn)中尺度γ對流云團(tuán)，迅速向東北方向移動加強(qiáng)，影響咸寧地區(qū)，給咸寧地區(qū)帶來冰雹、大風(fēng)、短時強(qiáng)降水等強(qiáng)對流天氣。同時貴州北部的云團(tuán)迅速發(fā)展為α中尺度對流云團(tuán)，向東北方向移動，影響湖北省江漢平原地區(qū)，22：30與鄂東北的中尺度β云團(tuán)合并，繼續(xù)向東北方向移動，湖南北部不斷有云團(tuán)生成，向東北方向移動，與此云團(tuán)合并，給東部地區(qū)帶來短時強(qiáng)降水。21：00湖北省西部帶狀回波在神農(nóng)架地區(qū)增強(qiáng)，不斷有云團(tuán)生成，向東移動，給興山、夷陵區(qū)、南漳等地帶來短時強(qiáng)降水。到4月3日11：00，東部云團(tuán)逐漸移出湖北省，西部云團(tuán)逐漸減弱，湖北省降水開始減弱。

2.3 雷達(dá)回波特征

4月2日12：00開始，鄂東南出現(xiàn)了多單體對流回波，最大回波強(qiáng)度超過45dBz，此時強(qiáng)回波處在旺盛發(fā)展的西南氣流中，向東北方向移動，范圍逐漸增大，且強(qiáng)回波范圍增大，回波強(qiáng)度超過50dBz的回波面積增大，18：00此回波移出湖北省，在江漢平原東部出現(xiàn)多單體回波，主體回波呈東北西南走向，回波前部有小的對流單體生成，最大回波強(qiáng)度約45dBz，回波向東北方向移動，影響武漢及鄂東北地區(qū)。19：00在湖南東北部出現(xiàn)2塊強(qiáng)對流回波，最大回波強(qiáng)度超過60dBz，強(qiáng)回?fù)鼙辈砍隽鬟吔缂ぐl(fā)新的對流，強(qiáng)度超過55dBz，向東北方向移動，21：00進(jìn)入咸寧地區(qū)，給咸寧地區(qū)帶來冰雹及雷雨大風(fēng)天氣。22：00鄂西北地區(qū)東西帶狀多單體回波加強(qiáng)，最大回波強(qiáng)度為55dBz，向東移動，由于列車效應(yīng)，給神農(nóng)架、興山、夷陵區(qū)等地帶來短時強(qiáng)降水。00：00鄂東南和鄂西北的回波進(jìn)一步加強(qiáng)，同時湖南西北部有新的回波生成，迅速向東北方向移動，在石首、監(jiān)利加強(qiáng)，05：00回波合并，呈東西向帶狀回波橫貫全省，隨著南風(fēng)氣流發(fā)展，強(qiáng)回波繼續(xù)向東北方向移動，07：00湖南北部回波加強(qiáng)，湖北省回波開始減弱東移，到09：00強(qiáng)回波移出湖北省。

3 暴雨成因診斷分析

3.1 熱力條件

4月2日白天湖北省西部為多云到陰天，東部以多云轉(zhuǎn)陣雨天氣為主，白天湖北省處于地面低壓暖倒槽中，西部溫度較高（興山高溫達(dá)29.3℃），中東部以偏東氣流為主， k指數(shù)>35℃，不穩(wěn)定能量集聚，14：00后北方冷空氣南下開始影響湖北省北部，中東部k指數(shù)繼續(xù)上升，夜間江漢平原南部及鄂東南達(dá)到37℃以上，不穩(wěn)定能量繼續(xù)得到累積，θSE穩(wěn)定維334K左右。02：00后鋒面南壓到湖北省南部地區(qū)，冷暖空氣交匯，有利于在鄂東南產(chǎn)生強(qiáng)降水。值的注意的是，4月3日02：00在興山附近有局地k指數(shù)>35℃，可能是導(dǎo)致興山局地強(qiáng)降水的原因。

3.2 水汽條件

對流層低層850hPa以下有高濕舌（850hPaTd≥

14℃， 925hPaTd≥16℃）具備一定的水汽條件。850hPa 以下濕舌2日白天穩(wěn)定維持在江漢平原南部及鄂東南，為強(qiáng)降水提供了較為穩(wěn)定及充足的水汽；925hPa水汽通量散度負(fù)值中心沿著低渦切變從湖南東北部向北伸展到湖北省東部地區(qū)；700hPa、850hPa強(qiáng)的西南低空急流將暖濕氣流輸送到暴雨區(qū)，急流厚度大、強(qiáng)度強(qiáng)，為鄂東南暴雨的發(fā)生提供了充沛的水汽（圖2）。

3.3 動力條件

中低層的西南低空急流從2日上午開始迅速發(fā)展增強(qiáng)，700hPa西南急流風(fēng)速由2日08：00的10m/s發(fā)展至3日02：00的16m/s并在2日夜間至3日凌晨穩(wěn)定維持。與此同時北方冷空氣緩慢滲透南下，與不斷增強(qiáng)的暖濕氣流交匯，在鄂東南一帶產(chǎn)生明顯的氣旋性輻合（925hPa渦度8×10-5s-1）加之200hPa高空急流入口區(qū)右側(cè)的輻散抽吸作用（200hPa散度值達(dá)12×10-5s-1）共同觸發(fā)了對流不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動，造成此次暴雨天氣。

4 強(qiáng)對流天氣成因分析

4.1 中尺度天氣分析

4月2日20：00—3日08：00，影響湖北省的主要天氣系統(tǒng)有500hPa低槽、南支槽、700hPa、850hPa切變線以及深厚強(qiáng)盛的西南急流。4月2日20：00500hPa低槽位于陜西，南支槽位于川東， 湖北省位于南支槽前強(qiáng)盛的西南氣流中。鄂東南位于700西南急流左側(cè)和850hPa西南急流出口。4月3日08：00500hPa低槽東移至湖北北部，700hPa和850hPa切變線東移南撤，冷空氣快速從湖北省移出，強(qiáng)對流迅速減弱。

從中尺度分析可以發(fā)現(xiàn)，4月2日20：00冷空氣還在華北，尚未影響湖北省，湖北省受暖倒槽影響，中低層西南急流強(qiáng)盛，增溫增濕明顯，積累了不穩(wěn)定能量， 東部的K指數(shù)達(dá)到了35℃，850hPa假相當(dāng)位溫達(dá)到了330℃，850hPa急流出口位于湖南北部，強(qiáng)對流最先出現(xiàn)在湖南北部，在湖南北部出現(xiàn)了冰雹大風(fēng)天氣，在引導(dǎo)氣流西南風(fēng)的作用下，強(qiáng)對流回波向東北方向移動，進(jìn)入湖北省咸寧地區(qū)，由于4月2日白天鄂東北有降水，地面為弱北風(fēng)，湖南北部雷暴出流在通城、崇陽、咸寧等地形成輻合，激發(fā)新的對流發(fā)展。4月3日05：00后，冷空氣進(jìn)入湖北省，強(qiáng)對流回波南壓東移，到08：00強(qiáng)回波已基本移出湖北省。

4.2 T-logp圖分析

從武漢站實(shí)況探空可以發(fā)現(xiàn)，4月2日20：00整層處于飽和狀態(tài)，濕度非常高，K指數(shù)達(dá)到36℃，但是對流有效位能僅為125，700hPa西南急流風(fēng)速為12m/s，底層為偏東風(fēng)，符合短時強(qiáng)降水天氣發(fā)生的層結(jié)特點(diǎn)，到4月3日08：00，只有850hPa以下濕度較大，降水減弱。從湖南北部馬坡嶺站的實(shí)況探空可以發(fā)現(xiàn)，850～700hPa之間濕度很大，其他層次較干，850hPa和700hPa西南急流風(fēng)速達(dá)到16m/s，925hPa西南急流風(fēng)速達(dá)到10m/s，底層為偏南風(fēng)，K指數(shù)達(dá)到38℃，對流有效位能為487.6，具有雷雨大風(fēng)等強(qiáng)天氣出現(xiàn)的層結(jié)特點(diǎn)。

5 總結(jié)

本次暴雨過程先是地面暖倒槽發(fā)展，湖北回暖明顯，不穩(wěn)定能量集聚；隨后有東北路冷空氣向南擴(kuò)散，南方有西南急流穩(wěn)定維持，造成湖北東部的冷切兩側(cè)風(fēng)速加大，配合中層干空氣侵入，強(qiáng)對流天氣發(fā)生。地面倒槽發(fā)展階段，湖北省大部處在南風(fēng)氣流中，東部處于高溫高濕區(qū)，水汽和能量不斷積累，在暖區(qū)中有陣性降水發(fā)生，但強(qiáng)度不大；中層干冷空氣的侵入對暴雨和強(qiáng)對流天氣的發(fā)生起重要作用，4月2日20：00冷空氣影響湖北省后，降水才開始發(fā)展加強(qiáng)；切變線東移南壓較快，但高空槽移動較慢，后傾槽降水持續(xù)時間較長。

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