2020年5月6—7日福建中北部暴雨過程分析

林珠應(yīng) 鄭中凱 林麗萱

摘要 利用常規(guī)氣象資料、自動站資料、EC再分析資料和雷達資料，從環(huán)流背景、物理量場等方面分析2020年5月6日福建中北部暴雨過程。結(jié)果表明：500 hPa中低緯多短波槽活動，福建上空低層切變?nèi)踺椇?、中高層強輻散，動力抬升作用明顯;低層西南急流提供豐富水汽，存在風(fēng)速輻合，暴雨區(qū)水汽層結(jié)深厚;地面倒槽北抬過程;高K值、CAPE值顯示層結(jié)不穩(wěn)定;高低層系統(tǒng)配合，結(jié)合地面倒槽影響，是此次暴雨產(chǎn)生的主要原因。

關(guān)鍵詞 暴雨;分析方法;環(huán)流;物理量

中圖分類號：P458.121.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）08–0–02

Abstract Based on conventional meteorological data， automatic weather station data， EC reanalysis data and radar data， the rainstorm process in central and Northern Fujian on May 6， 2020 was analyzed from circulation background and physical quantity field. The results show that： 500 HPA mid low latitude multi short wave trough activity， low-level shear weak convergence， high-level strong divergence over Fujian， dynamic uplift effect is obvious; low-level southwest jet provides rich water vapor， there is wind speed convergence， heavy water vapor stratification in the rainstorm area; surface inverted trough northward lifting process; high K value， CAPE value shows stratification instability; high-level system cooperation， combined with the influence of surface inverted trough， is the cause of the rainstorm The main reason for this.

Key words Rainstorm; Analysis method; Circulation; Physical quantity

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.036

暴雨是我國主要氣象災(zāi)害之一，常導(dǎo)致山洪暴發(fā)，房屋被沖塌、農(nóng)田被淹沒、交通和電訊中斷等，給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)帶來嚴重危害[1-3]。福建暴雨集中在春夏季，5—6月為雨季，暴雨降水量占年總降水量的41.3%。福建前汛期暴雨影響天氣系統(tǒng)復(fù)雜，觸發(fā)機制不同，加上地形影響，導(dǎo)致暴雨空間分布和量級差異，形勢場變化、初始特征和動力抬升條件微小變動對暴雨預(yù)報準(zhǔn)確與否影響重大。目前，暴雨預(yù)報準(zhǔn)確率還難以滿足地方政府部門決策和民眾防災(zāi)需求，這就要求氣象工作者加強總結(jié)暴雨發(fā)生發(fā)展大氣物理機制，提升暴雨預(yù)報準(zhǔn)確率。對于2020年5月6—7日福建中北部暴雨過程，擬從高空環(huán)流形勢、物理量場方面進行分析，為強降水研究提供參考。

1 過程實況

2020年5月6日福建中北部和東南部自東向西出現(xiàn)雷雨大風(fēng)及暴雨過程，大范圍降水區(qū)域集中于中北部，全省降水量≥50 mm有31個縣市126個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其中有4個縣市11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)降水量>100 mm，降水時段集中在5月6日夜間到7日早晨。24 h最大降水量在建歐東峰鎮(zhèn)143.9 mm，最大小時雨量74.3 mm，為三明梅列區(qū)。伴隨強降水過程，各地出現(xiàn)強雷雨大風(fēng)，全省20個縣市31個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)7級以上最大瞬時極大風(fēng)，其中10級以上有3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，最大為上杭舊縣鎮(zhèn)35.3 m/s（12級），可見強大風(fēng)區(qū)局地性明顯。

2 環(huán)流形勢分析

福建前汛期暴雨與副熱帶高壓、高空槽和低層低渦切變位置及西南急流建立有著密切關(guān)系。5月6日8∶00 500 hPa上副高脊線偏南，588線位于福建南部—廣東北部—廣西中部一帶，福建整體處于副高邊緣，上空多短波槽活動，850 hPa四川盆地上空西南低渦建立，東段切變沿貴州湖南北部自西向東伸至閩浙交界處，急流軸位于廣西中部至湘粵交界，閩西一帶處于強風(fēng)速輻合區(qū)，配合的925 hPa切變位置偏南，東段切變沿貴州中部湖南中南部自西向東延至福建中部沿海。20∶00 850 hPa、925 hPa切變位置仍穩(wěn)定少動，但福建上空有所西縮，配合福建東部雨勢較弱。

地面場上，11∶00福建上空為低壓環(huán)流控制，倒槽由湖南東南部經(jīng)江西南部、福建南部至海峽中南部，14∶00福建上空段北抬至福建中部，午后地面增溫明顯，高能舌自廣東西南東北向伸向福建。綜合925 hPa、850 hPa形勢特征及地面場，發(fā)現(xiàn)有明顯后傾結(jié)構(gòu)特征，暴雨落區(qū)與形勢場吻合，為地面倒槽和850 hPa切變之間（圖1）。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件

此次暴雨過程中，桂中部至湘粵交界有低空急流，福建中西部風(fēng)速輻合明顯，持續(xù)水汽輸送至暴雨區(qū)上空，為暴雨發(fā)生發(fā)展提供了必要的水汽條件。5月6日08∶00，925 hPa、850 hPa福建上空比濕達14 g/kg，主雨區(qū)高空三層均為高濕區(qū)（≥80%），整個降水時段，降水區(qū)都保持較高相對濕度。華南上空為水汽能量高值區(qū)，6日08∶00水汽通量散度場，水汽通量散度強中心位于四川盆地西北部，負值區(qū)向東延伸值至臺灣以東洋面，形成東西向水汽輻合帶，福建中北部為負值區(qū)，為此次強降水提供充足水汽，其強度分布空間上與本次降水基本一致。

3.2 動力條件

3.2.1 渦度 渦度場上，5月6日20∶00，500 hPa江西北部有一24×10-5/s正渦度中心，福建中北部正渦度為（12～20）×10-5/s，且東南向西北負值增大，200 hPa最強負渦度中心位于四川盆地西部，達60×10-5/s以上，福建上空均為負渦度區(qū)控制。中低層正渦度、高層負渦度配置有利于低層氣旋和對流產(chǎn)生發(fā)展。隨著時間推移、降水發(fā)展，200 hPa負渦度最強中心東移，而福建上空負渦度也在加強，因而夜間降水強度增強。

3.2.2 垂直速度場 omega<0，表明有上升運動;omega>0，表明有下沉運動。所以負值區(qū)域為上升區(qū)域，亦對應(yīng)著地面降水區(qū)域。分析大暴雨區(qū)建陽站上空omega分布情況，過程前期，由于大氣層結(jié)極度不穩(wěn)定，在低空西南風(fēng)急流最大風(fēng)速出口區(qū)輻合、下墊面午后增溫及地形抬升共同作用下，對流發(fā)展旺盛，上升氣流伸至對流層中高層，強對流降水特征明顯。6日14∶00—7日08∶00從1 000 hPa到250 hPa，omega都是負值，上升運動明顯，6日18∶00后底層等值線密集，底層上升運動更強烈，滿足暴雨發(fā)生的基本條件，7日08∶00后上升運動減弱，雨勢也明顯減弱?？梢姳┯陞^(qū)附近垂直環(huán)流與暴雨啟動、維持存在密切關(guān)系，暴雨區(qū)常出現(xiàn)在垂直環(huán)流上升運動區(qū)。

4 穩(wěn)定度條件

此次暴雨主要分布于福建中北部，分析邵武和福州站探空資料：5月6日晚至7日清晨，邵武站CAPE、K指數(shù)、SI、LI值都存在明顯變化的過程，6日20∶00，CAPE值高達2 596.3 J/kg，K指數(shù)高達41℃，SI值為-6.18℃，LI為-8.43，各項指數(shù)值都表明福建西北部6日夜間大氣處于極度高能不穩(wěn)定狀態(tài)，在存在觸發(fā)機制的條件下，不穩(wěn)定能量爆發(fā)產(chǎn)生強對流天氣，對應(yīng)實況，福建西北部6日夜到7日早晨出現(xiàn)暴雨到大暴雨強降水，且伴有強雷暴;高能量大量釋放，7日08∶00 CAPE值降為0，SI指數(shù)降低，LI指數(shù)由負轉(zhuǎn)正，降水趨于停止;福州站5月5日20∶00—7日08∶00 SI指數(shù)均為負值，6日08∶00達最大，但CAPE值是減弱過程，6日20∶00則為0，說明福州地區(qū)6日白天處于不穩(wěn)定狀態(tài)，夜間隨倒槽北抬和低層切變西縮，大氣恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)（表1）。

5 結(jié)論

此次暴雨天氣過程是在副熱帶高壓邊緣不穩(wěn)定環(huán)流形勢背景下，中高層低緯多短波槽活動，低層切變穩(wěn)定少動，西南急流、地面倒槽發(fā)展北抬等導(dǎo)致的。

中低層正渦度、高層負渦度很好地配置利于低層氣旋和對流產(chǎn)生發(fā)展，在低空西南風(fēng)急流最大風(fēng)速出口區(qū)輻合、下墊面午后增溫及地形抬升共同作用下，促使對流發(fā)生發(fā)展。

分析穩(wěn)定度指數(shù)表明：大暴雨區(qū)域各項穩(wěn)定度指數(shù)CAPE、K指數(shù)、SI、LI值存在明顯的變化過程，6日夜間各項指數(shù)值顯示福建西北部大氣處于極度高能不穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定度指數(shù)在本次暴雨過程有很好的指示意義。

參考文獻

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[3] 林麗，李榮，張霞，等.一次短時暴雨天氣的穩(wěn)定度和能量參數(shù)分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2007，30（4）：45–48.

責(zé)任編輯：黃艷飛