湖南省冬汛期兩次暴雨天氣過程對(duì)比分析

黃娟 范紹佳 周莉

摘要：利用NCEP/NCAR分辨率1°×1°的再分析資料，從環(huán)流形勢(shì)、水汽、動(dòng)力以及不穩(wěn)定層結(jié)4個(gè)方面，對(duì)比分析2015年11月發(fā)生在湖南省兩次秋冬季暴雨天氣過程。結(jié)果表明，兩次暴雨過程與異常的大尺度環(huán)流背景有關(guān)。副高面積偏大強(qiáng)度偏強(qiáng)有利于水汽沿著副高西南側(cè)匯入湖南省，極渦的強(qiáng)度較常年平均異常偏強(qiáng)，使得冷空氣強(qiáng)度偏強(qiáng)，南下的強(qiáng)冷空氣與北上的暖濕氣流交匯，引發(fā)強(qiáng)降水天氣過程。地面倒槽和中低層低渦切變是兩次強(qiáng)降水過程的主要影響系統(tǒng)，過程2地面倒槽強(qiáng)度較強(qiáng)、范圍較廣且移動(dòng)緩慢，對(duì)應(yīng)中低層低渦切變強(qiáng)度較大，過程1地面倒槽和中低層低渦切變無(wú)論是強(qiáng)度、范圍還是持續(xù)時(shí)間都不及過程2。700 hPa的水汽是兩次區(qū)域性暴雨的主要輸送源，過程1水汽主要來(lái)源于南海，過程2來(lái)源于孟加拉灣，且水汽條件強(qiáng)于過程1。過程1垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)向上延伸的高度更高，低層輻合層深厚，鋒區(qū)較強(qiáng)，有不穩(wěn)定能量積累。過程2主要以穩(wěn)定性降水為主，垂直上升運(yùn)動(dòng)、輻合輻散配置較淺薄，主要集中在中低層。

關(guān)鍵詞：冬汛期暴雨; 對(duì)比分析; 天氣過程;湖南省

中圖分類號(hào)：P458.3 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020）10-0044-009

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.10.009 ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： Based on the NCEP/NCAR reanalysis data with resolution of 1°×1° and from four aspects of circulation situation， water vapor， dynamics and unstable stratification， a comparative analysis of the two rainstorms in Hunan province in November 2015 is maked. The results show that the two rainstorms are related to the abnormal large-scale circulation background. The province large area and strong intensity of subtropical high are beneficial for water vapor to converge into Hunan province along the southwest side of subtropical high. The intensity of polar vortex is stronger than the annual average， which makes the intensity of cold air stronger. The strong cold air in the south intersects with the warm and wet air in the north， causing the heavy precipitation weather process. Ground inverted trough and low-level eddy shear are the main influence systems of the two heavy precipitation processes. In process 2， the ground inverted trough has strong intensity， wide range and slow movement， and corresponds to the low-level eddy shear intensity. In process 1， the ground inverted trough and the low-level eddy shear intensity， range and duration are lower than those in process 2. The water vapor of 700 hPa is the main transport source of the two regional rainstorms. The water vapor of process 1 is mainly from the South China Sea and process 2 is from the Bay of Bengal， and the water vapor condition is stronger than that of process 1. In process 1， the vertical upward motion zone extends upward at a higher altitude， with deep convergence layer in the lower layer， strong frontal zone and unstable energy accumulation. In process 2， stable precipitation is dominant， vertical upward motion， convergence and divergence are shallow， mainly concentrated in the middle and low levels.

Key words： rainstorm in winter flood season; comparative analysis; weather process; Hunan province

暴雨是常見的災(zāi)害性天氣之一。在夏季由于大氣的動(dòng)力、熱力、水汽等條件更有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生，因而多數(shù)暴雨產(chǎn)生在夏季[1-8]。近年來(lái)，湖南省頻繁出現(xiàn)秋季持續(xù)性暴雨天氣[9，10]，這樣的災(zāi)害性天氣較汛期暴雨更容易引發(fā)滑坡、山洪和泥石流等次生災(zāi)害，且其發(fā)生發(fā)展機(jī)制也有著自身不同的特點(diǎn)[11-13]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)秋冬季暴雨的形成機(jī)理已經(jīng)進(jìn)行了很多研究。賀哲等[14]利用常規(guī)觀測(cè)資料、加密觀測(cè)資料對(duì)2011年河南省連續(xù)兩個(gè)暴雨日進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明這兩次暴雨的落區(qū)均呈狹長(zhǎng)帶狀，副熱帶高壓與低槽的相互作用使冷暖氣團(tuán)在河南省上空交匯。張芳華等[15]基于觀測(cè)資料和NCEP再分析資料，并結(jié)合中尺度數(shù)值模擬，對(duì)2012年中國(guó)江南和華南冬季暴雨過程中的鋒生與條件對(duì)稱不穩(wěn)定進(jìn)行診斷分析，發(fā)現(xiàn)南支鋒區(qū)上短波槽東移配合低層冷空氣活動(dòng)，在江南南部到華南地區(qū)形成了明顯的鋒生過程，構(gòu)成了有利于暴雨過程的天氣尺度環(huán)流背景;來(lái)自孟加拉灣異常充沛的水汽輸送形成了冷季暴雨所必需的水汽條件，異常強(qiáng)盛的高空急流入口區(qū)右側(cè)的強(qiáng)輻散區(qū)也有利于暴雨的形成。周慧等[16]綜合利用多源資料及NCEP/NCAR再分析資料，對(duì)2015年11月10―12日湘江流域冬季罕見的暴雨過程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)孟加拉灣低槽東移、西太平洋副高強(qiáng)度偏強(qiáng)、脊線穩(wěn)定維持在20°N附近、近地面東部冷高壓與向東移動(dòng)的暖低壓在湘江流域?qū)χ艦榇舜螐?qiáng)降水的發(fā)生提供了有利的環(huán)流背景。強(qiáng)降水發(fā)生在大氣層結(jié)穩(wěn)定的狀態(tài)，旺盛的西南暖濕氣流與冷空氣在湘江流域交匯，配合持續(xù)穩(wěn)定的輻合上升運(yùn)動(dòng)等條件，造成了湘江流域罕見的冬季暴雨天氣過程。何芬等[17]利用氣象觀測(cè)站1960年12月至2008年2月的暴雨資料，分析了福建省冬季暴雨的時(shí)空特征及主要影響天氣系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)冬季暴雨主要是受南支槽東移、切變線維持和冷空氣南下影響所致，冬季暴雨的產(chǎn)生與充沛的水汽、對(duì)流不穩(wěn)定和輻合上升運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，但大氣層結(jié)比汛期暴雨要穩(wěn)定得多，冬季暴雨異常與500 hPa大氣環(huán)流和赤道中東太平洋海溫異常關(guān)系密切。陸秋霖等[18]利用自動(dòng)站雨量資料以及NECP FNL分析資料，分別對(duì)廣西冬季2次農(nóng)業(yè)致災(zāi)暴雨2016年1月27―28日和2013年12月13―16日進(jìn)行實(shí)況分析、天氣學(xué)分析和濕位渦診斷分析，發(fā)現(xiàn)暴雨發(fā)生在MPV1正值區(qū)前側(cè)的負(fù)值區(qū)或0值附近和MPV2負(fù)值中心南側(cè)的低值區(qū)內(nèi)。唐振飛等[19]分析了2015年1月13日發(fā)生在福建省的1次罕見暴雨過程，發(fā)現(xiàn)冬季暴雨發(fā)生的水汽主要來(lái)自西北太平洋，低空東南急流的建立和高空弱的輻散形勢(shì)穩(wěn)定維持對(duì)暴雨的發(fā)生發(fā)展起到重要作用。Yokoi等[20]通過個(gè)例發(fā)現(xiàn)越南秋季大暴雨是由于寒潮過程的東北風(fēng)與熱帶的南風(fēng)輻合引起的。但對(duì)湖南省秋季暴雨的發(fā)生發(fā)展機(jī)制鮮有研究。本研究對(duì)比分析2015年11月發(fā)生在湖南省的兩次秋冬季暴雨天氣過程，以揭示此次暴雨的特征及其成因，為減輕洪澇災(zāi)害和提高秋冬季暴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提供參考依據(jù)。

1 ?資料與方法

2015年自11月以來(lái)湖南省出現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)1個(gè)多月的連陰雨天氣，其中，11月7―8日（簡(jiǎn)稱過程1）和15―17日（簡(jiǎn)稱過程2）發(fā)生了兩次典型的秋冬季暴雨天氣過程。本研究利用NCEP/NCAR分辨率1°×1°的再分析資料，從環(huán)流形勢(shì)、水汽、動(dòng)力以及不穩(wěn)定層結(jié)4個(gè)方面，對(duì)2015年11月發(fā)生在湖南省的兩次秋冬季暴雨天氣過程進(jìn)行對(duì)比分析。

2 ?天氣實(shí)況與環(huán)流背景分析

2.1 ?降水實(shí)況

兩次暴雨過程降水量隨時(shí)間的演變?nèi)鐖D1所示，過程1持續(xù)時(shí)間為2 d，湖南省全省平均降水量分別為3.9和13.2 mm，過程2持續(xù)時(shí)間為3 d，全省平均降水量分別為12.5、22.5和10.7 mm，過程2降水強(qiáng)度較過程1更大。

兩次暴雨過程中降水量最大一天（分別為11月8日和16日）的降水量空間分布見圖2。由圖2可以看出，8日的降水主要分布在湘中及以南地區(qū)，湘中一帶以小到中雨為主，湘東南地區(qū)降水量較大，以大到暴雨為主，有7個(gè)臺(tái)站的24 h降水量超過50 mm，達(dá)到暴雨級(jí)別，其中永州大部、郴州西南部降水量最強(qiáng)。16日湖南省全省都有降水發(fā)生，強(qiáng)降水大值區(qū)主要位于湘中偏南一帶，以大到暴雨為主，其中有6個(gè)站點(diǎn)降水量超過50 mm，達(dá)到暴雨級(jí)別，其他地區(qū)降水量較少，且降水量向湘北和湘南逐漸遞減，湘北和湘南地區(qū)以小雨為主。對(duì)比兩次強(qiáng)降水過程不難發(fā)現(xiàn)，過程1為局地性降水，而過程2降水范圍更廣，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，強(qiáng)度也更大。

2.2 ?環(huán)流背景分析

2015年11月中上旬，湖南省暴雨天氣頻發(fā)，主要與異常的大尺度環(huán)流背景有關(guān)。西太平洋副熱帶高壓（簡(jiǎn)稱副高）是東亞地區(qū)最重要的環(huán)流系統(tǒng)，并且此次連陰雨過程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，本研究就反映副高的兩個(gè)主要指數(shù)即西太平洋副高面積指數(shù)和西太平洋副高強(qiáng)度指數(shù)進(jìn)行了分析，從相對(duì)于30年的氣候平均態(tài)的距平值不難發(fā)現(xiàn)，西太平洋副高面積（圖3a）和強(qiáng)度變化（圖3b）一致，皆是近35年中的極大值，可見當(dāng)副高面積偏大，強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，有利于水汽沿著西太平洋副高西南側(cè)匯入湖南省，引發(fā)強(qiáng)降水。從2015年11月北半球500 hPa高度場(chǎng)（圖4a）及其相對(duì)于氣候平均態(tài)的距平（圖4b）也進(jìn)一步驗(yàn)證，副高強(qiáng)度較常年平均異常偏大，而極渦的強(qiáng)度同樣較常年平均異常偏強(qiáng)，使得冷空氣強(qiáng)度偏強(qiáng)，南下的強(qiáng)冷空氣與北上的暖濕氣流交匯，引發(fā)強(qiáng)降水天氣過程。

分析兩次過程500 hPa高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)的分布，由圖5可以看出，對(duì)于過程1烏拉爾山的東亞大槽強(qiáng)度較大，厚度較深，而歐亞大陸的脊強(qiáng)度也較強(qiáng)，同時(shí)在中國(guó)青藏高原東部有弱槽出現(xiàn)并向東移，槽西部的西北氣流能夠?qū)⒗淇諝庀蚝鲜≥斔?。?duì)于過程2，東亞地區(qū)表現(xiàn)為兩脊一槽的環(huán)流形勢(shì)，烏拉爾山和中國(guó)東北部是兩個(gè)強(qiáng)度較強(qiáng)的槽，而之間為一個(gè)弱脊，同樣在青藏高原東部有一個(gè)弱槽向湖南省移動(dòng)，將暖濕氣流輸送到湖南省。兩次強(qiáng)降水過程副高的脊線位置都比較固定，維持在20°N―22°N，脊線位置較平均態(tài)偏北，使得副高西側(cè)的西南暖濕氣流源源不斷地由南海和西太平洋向湖南省輸送水汽，因此11月的兩次強(qiáng)降水過程與副高的強(qiáng)度和面積在特定位置上的周期震蕩有關(guān)。進(jìn)一步驗(yàn)證當(dāng)副高面積偏大，強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，更容易引發(fā)強(qiáng)降水。不同的是過程2的西伸脊點(diǎn)在15日達(dá)到70°E附近，較過程1偏西。

兩次過程的海平面氣壓形勢(shì)、925 hPa高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)如圖6、圖7所示，對(duì)于過程1而言，在7日8時(shí)湖南省的西北處有一低壓倒槽，此低壓倒槽一直向東南方向移動(dòng)并且經(jīng)過湘南地區(qū)，至8日8時(shí)，低槽已經(jīng)移動(dòng)到與湘南地區(qū)同一緯度的地區(qū)。此倒槽的存在是此次強(qiáng)降水發(fā)生的主要環(huán)流背景。對(duì)應(yīng)925 hPa高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)，7日8時(shí)還未出現(xiàn)明顯的輻合區(qū)，到8日8時(shí)在湘南地區(qū)出現(xiàn)弱的輻合切變，為此次過程提供輻合抬升條件。過程2與過程1類似，在青藏高原東部有一低槽向東南地區(qū)移動(dòng)，影響湖南省，但此次過程的低槽強(qiáng)度較強(qiáng)、范圍較廣且移動(dòng)緩慢，對(duì)應(yīng)925 hPa高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)，15日8時(shí)，湘中偏北存在一條弱的切變線，且逐漸加強(qiáng)南壓，到16日8時(shí)在湘中偏南地區(qū)出現(xiàn)一個(gè)閉合低渦，因此過程2強(qiáng)降水的范圍較過程1廣，持續(xù)時(shí)間也較過程1長(zhǎng)。

3 ?物理量診斷分析

3.1 ?水汽條件

兩個(gè)過程850 hPa相對(duì)濕度、水汽通量和水汽通量散度的分布如圖8所示。從水汽條件來(lái)看，對(duì)于過程1，7日8時(shí)，有一水汽通量輻合大值區(qū)位于湘西北，且存在一條從南海向其輸送水汽的水汽輸送帶，最大輻合區(qū)強(qiáng)度小于-6×10-7 g/（cm2·hPa·s），配合湘北地區(qū)的濕區(qū)，為降水提供水汽輻合條件，到8日8時(shí)相對(duì)濕度大于95%的濕區(qū)范圍擴(kuò)大，輻合中心東移影響湘西南地區(qū)， 且強(qiáng)度加深， 達(dá)-7×10-7 g/（cm2·hPa·s），這與降水落區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)。對(duì)于過程2，15日8時(shí)，來(lái)自南海的水汽輸送帶較弱，大部分水汽來(lái)源于孟加拉灣地區(qū)，整個(gè)湘中及其以北地區(qū)都被相對(duì)濕度大于95%的濕區(qū)覆蓋，水汽通量輻合區(qū)面積與過程1相比更大，到16日8時(shí)，盡管濕區(qū)范圍縮小，但水汽輻合增強(qiáng)，在湘中偏西一帶形成強(qiáng)的水汽通量輻合大值區(qū)，強(qiáng)度達(dá)-6×10-7 g/（cm2·hPa·s）。

2個(gè)過程700 hPa相對(duì)濕度、水汽通量和水汽通量散度的分布如圖9所示。對(duì)于過程1，7日8時(shí)，有一水汽通量輻合大值區(qū)位于湘東，且存在一條從孟加拉灣向其輸送水汽的水汽輸送帶，最大輻合區(qū)強(qiáng)度小于-3×10-7 g/（cm2·hPa·s），同時(shí)湘東地區(qū)的相對(duì)濕度也較大，達(dá)90%，到8日8時(shí)相對(duì)濕度大于90%的濕區(qū)范圍擴(kuò)大，輻合中心東移影響湘南地區(qū)，且強(qiáng)度加深，達(dá)-5×10-7 g/（cm2·hPa·s），這與降水落區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)。對(duì)于過程2，15日8時(shí)，整個(gè)湘中及其以北地區(qū)都被相對(duì)濕度大于90%的濕區(qū)覆蓋，水汽通量輻合區(qū)面積與過程1相比更大，到16日8時(shí)，水汽輻合增強(qiáng)，在湘中偏西一帶形成強(qiáng)的水汽通量輻合大值區(qū)，強(qiáng)度達(dá)-5×10-7 g/（cm2·hPa·s）。這與強(qiáng)暴雨發(fā)生的時(shí)間一致，表明充足的水汽給此次暴雨的發(fā)生提供了必要條件?？偟膩?lái)說(shuō)，盡管低層850 hPa水汽輻合較強(qiáng)且相對(duì)濕度值較大，但700 hPa水汽輻合的時(shí)空分布特征與強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征基本吻合，可見700 hPa的水汽是兩次區(qū)域性暴雨的主要輸送源。

3.2 ?動(dòng)力條件

動(dòng)力抬升是暴雨發(fā)生的觸發(fā)條件，系統(tǒng)性的上升運(yùn)動(dòng)有利于暴雨天氣的發(fā)生和維持[8]，從渦度、垂直螺旋度和散度來(lái)分析此次過程的動(dòng)力條件，沿著兩次過程的強(qiáng)降水中心3個(gè)物理量的時(shí)間高度剖面如圖10所示。對(duì)于過程1（圖10a），從散度場(chǎng)可以看到在強(qiáng)降水發(fā)生期間，700 hPa以下為輻合層，但強(qiáng)度較弱，500 hPa以上為顯著的散度正值區(qū)，其中8日8時(shí)的散度能夠達(dá)4×10-5 g/（cm2·hPa·s），表明有強(qiáng)烈的輻散。這種低層輻合高層輻散的配置有利于垂直上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。同時(shí)，垂直螺旋度的指標(biāo)也與暴雨的發(fā)生高度吻合，垂直螺旋度是表征大氣環(huán)境風(fēng)場(chǎng)氣流沿運(yùn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)程度和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，垂直螺旋度是垂直速度和垂直渦度決定的，能反映出大氣在垂直空間上的旋轉(zhuǎn)上升和運(yùn)動(dòng)特征，在500～600 hPa有正的垂直螺旋度，在高層550 hPa處出現(xiàn)-60×10-6 m/s2的大值中心，垂直螺旋度的正值中心能夠很好地對(duì)應(yīng)地面氣旋和低層切變線的移動(dòng)和變化，高層存在強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)下沉氣流，而低層有旋轉(zhuǎn)上升氣流，這為暴雨發(fā)生提供了強(qiáng)大的動(dòng)力條件[8，21-23]。對(duì)于過程2（圖10b），從散度場(chǎng)可以看到在強(qiáng)降水發(fā)生期間，850 hPa以下為輻合層，強(qiáng)度較過程1明顯加強(qiáng)，700 hPa以上為顯著的散度正值區(qū)，這種低層輻合高層輻散的配置有利于垂直上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。同時(shí)，垂直螺旋度在強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)刻都表現(xiàn)為明顯的正值，尤其是在16日8時(shí)前后，整層都表現(xiàn)為顯著的垂直螺旋度正值區(qū)，在600 hPa處出現(xiàn)-100×10-6 m/s2的大值中心，強(qiáng)度明顯大于過程1。兩次過程的動(dòng)力條件分析表明，暴雨期間的低層輻合有旋轉(zhuǎn)上升氣流、高層輻散存在強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)下沉氣流，對(duì)暴雨的發(fā)展和維持起重要作用。

3.3 熱力條件和不穩(wěn)定能量特征

由大氣層結(jié)△θse（500～850 hPa）的時(shí)間經(jīng)向剖面（圖11）可以看出，2個(gè)過程的強(qiáng)降水大氣層結(jié)相似，30°N以北△θse（500～850 hPa）>0 ℃，表明大氣層結(jié)處于對(duì)流穩(wěn)定狀態(tài)，在低層沒有明顯的不穩(wěn)定能力存在，大氣層結(jié)穩(wěn)定，這種穩(wěn)定的大氣層結(jié)不利于對(duì)流的發(fā)展，30°N以南，△θse（500～850 hPa）都小于0 ℃，過程1△θse（500～850 hPa）達(dá)-12.5 ℃，過程2△θse（500～850 hPa）達(dá)-10 ℃，表明大氣都處于對(duì)流不穩(wěn)定的狀態(tài)，這種不穩(wěn)定的大氣層結(jié)極易發(fā)生強(qiáng)降水。值得一提的是，兩次過程△θse（500～850 hPa）的負(fù)值中心皆位于暴雨最強(qiáng)時(shí)段之前，表明△θse（500～850 hPa）小于0 ℃這一指標(biāo)對(duì)兩次暴雨過程的預(yù)報(bào)預(yù)警有較好的指示意義。

熱力條件是對(duì)流性降水發(fā)生的有利因子，而系統(tǒng)性的暴雨過程往往伴隨強(qiáng)的對(duì)流降水[8]，結(jié)合假相當(dāng)位溫（θse）和垂直速度沿112°E的垂直剖面（圖12）來(lái)分析兩次過程的熱力條件。對(duì)于過程1，在25°N以北θse等值線相當(dāng)密集，能量鋒區(qū)較強(qiáng)，在湖南省呈隨高度的增加而減少的趨勢(shì)，表明有不穩(wěn)定能量在積累。鋒前為一致偏南風(fēng)，但強(qiáng)度不強(qiáng)，有一定的上升運(yùn)動(dòng)，一方面將暖濕氣流帶到高空，積累不穩(wěn)定能量，另一方面還能夠?yàn)閺?qiáng)降水的發(fā)生提供動(dòng)力條件。對(duì)于過程2，同樣在25°N以北有θse等值線密集區(qū)，但密集程度不如過程1，表明能量鋒區(qū)較過程1弱。鋒前偏南風(fēng)強(qiáng)盛，伴有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)的上升中心值高達(dá)-3 Pa/s，將暖濕氣流帶到高空，積累不穩(wěn)定能量，為強(qiáng)降水的發(fā)生提供動(dòng)力條件。

K指數(shù)[K=（T850 hpa-T500 hpa）+Td850 hpa-（T-Td）700 hpa]能夠反映大氣的層結(jié)穩(wěn)定狀況，K指數(shù)越大表明層結(jié)越不穩(wěn)定。兩次過程K指數(shù)的時(shí)間演變?nèi)鐖D13所示，對(duì)于過程1，在暴雨發(fā)生區(qū)域（24.5°N―27.0°N）K指數(shù)在全降水時(shí)段皆超過了36 ℃， 7日20時(shí)至8日20時(shí)K指數(shù)超過37 ℃，表明過程1層結(jié)不穩(wěn)定，能量條件較好。對(duì)于過程2，K指數(shù)明顯小于過程1，全降水時(shí)段K指數(shù)都未超過36 ℃，大部分地區(qū)K指數(shù)較小，說(shuō)明盡管大氣中一定的不穩(wěn)定層結(jié)為暴雨的發(fā)生、發(fā)展提供了一定的能量基礎(chǔ)，但不穩(wěn)定能量較弱，主要還是以穩(wěn)定層結(jié)為主。

4 ?小結(jié)

本研究利用NCEP/NCAR分辨率1°×1°的再分析資料，從環(huán)流形勢(shì)、水汽、動(dòng)力以及不穩(wěn)定層結(jié)4個(gè)方面，對(duì)2015年11月發(fā)生在湖南省兩次典型秋冬季暴雨天氣過程進(jìn)行對(duì)比分析，得到以下結(jié)論。

1）兩次暴雨過程與異常的大尺度環(huán)流背景有關(guān)。副高面積和強(qiáng)度指數(shù)皆是近35年中的極大值，當(dāng)副高面積偏大強(qiáng)度偏強(qiáng)時(shí)，有利于水汽沿著副高西南側(cè)匯入湖南省，極渦的強(qiáng)度較常年平均異常偏強(qiáng)，使得冷空氣強(qiáng)度偏強(qiáng)，南下的強(qiáng)冷空氣與北上的暖濕氣流交匯，引發(fā)強(qiáng)降水天氣過程。

2）地面倒槽和中低層低渦切變是兩次強(qiáng)降水過程的主要影響系統(tǒng)，但強(qiáng)度、范圍和持續(xù)時(shí)間有差異。過程2地面倒槽強(qiáng)度較強(qiáng)、范圍較廣且移動(dòng)緩慢，對(duì)應(yīng)中低層低渦切變強(qiáng)度較大，過程1地面倒槽和中低層低渦切變無(wú)論是強(qiáng)度、范圍還是持續(xù)時(shí)間都不及過程2，因此過程2強(qiáng)降水的范圍與過程1相比更廣，持續(xù)時(shí)間也較過程1長(zhǎng)。

3）在水汽方面，盡管低層850 hPa水汽輻合較強(qiáng)且相對(duì)濕度較大，但700 hPa強(qiáng)的水汽輻合的時(shí)空分布特征與強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征基本吻合，可見700 hPa的水汽是兩次區(qū)域性暴雨的主要輸送源。過程1水汽主要來(lái)源于南海，過程2來(lái)源于孟加拉灣，且水汽條件強(qiáng)于過程1。

4）兩次過程的動(dòng)力條件分析表明，暴雨期間的低層輻合有旋轉(zhuǎn)上升氣流、高層輻散存在強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)下沉氣流，對(duì)暴雨的發(fā)展和維持起重要作用。對(duì)比兩次過程的動(dòng)力條件，過程1垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)向上延伸的高度更高，低層輻合層深厚，過程2垂直上升運(yùn)動(dòng)、輻合輻散配置較淺薄，主要集中在中低層。

5）過程1能量鋒區(qū)較強(qiáng)，有不穩(wěn)定能量在積累，鋒前為一致偏南風(fēng)，但強(qiáng)度不強(qiáng)，有一定的上升運(yùn)動(dòng)，上升運(yùn)動(dòng)一方面將暖濕氣流帶到高空，積累不穩(wěn)定能量，此外能夠?yàn)閺?qiáng)降水的發(fā)生提供動(dòng)力條件。過程2主要以穩(wěn)定性降水為主，不穩(wěn)定能量條件較過程1弱。

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