連續(xù)性暖區(qū)暴雨過程的診斷分析

邱鉅燎 薛宇峰 陳寶連

摘要 ? ?利用常規(guī)氣象觀測資料和ERA5逐時再分析資料，對2019年4月18—19日華南地區(qū)出現(xiàn)的一次連續(xù)性暖區(qū)暴雨過程進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明，此次暴雨過程主要是受氣旋性環(huán)流切變、西南低空急流影響而形成的暖區(qū)對流性強降水天氣過程。500 hPa副高呈帶狀分布，強度偏弱，位置偏南。氣旋性環(huán)流自西向東影響了江南地區(qū)。華南地區(qū)地面呈東高西低的形勢，廣東始終處在地面低壓前部偏南風(fēng)的控制下。850 hPa和700 hPa受西南低空急流的影響，配合以風(fēng)速或切變形成的低層輻合，高空200 hPa對應(yīng)強的輻散流場;華南至江南一帶南低北高的地勢，對地面偏南風(fēng)或西南風(fēng)起到了很好的抬升作用，這些因素共同作用，形成了此次連續(xù)性暖區(qū)暴雨過程。

關(guān)鍵詞 ? ?暖區(qū)暴雨;診斷分析;天氣形勢;物理量場

中圖分類號 ? ?P458.3 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）17-0174-04 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Abstract ? ?Using meteorological observation data and hourly reanalysis data of ERA5， a diagnostic analysis was made on the process of a continuous warm-sector torrential rain in south China during April 18-19， 2019. The results showed that the rainstorm process was mainly convective heavy rainfall in warm area under the influence of cyclonic circulation shear and southwest jet stream. The subtropical height of 500 hPa showed a zonal distribution with weak intensity and southerly position. The cyclonic circulation effected the regions south of the Yangtze River from west to east. The ground in south China was high in the east and low in the west， Guangdong was always under the control of southerly wind ahead of the ground low pressure. The 850 hPa and 700 hPa were influenced by the southwest jet stream and combined with the convergence of the lower layer formed by wind speed or shear， and the high altitude of 200 hPa corresponds to a strong divergence flow field. The south low and north high terrain from south China to the south of the Yangtze River plays a good role in lifting the southerly wind or southwest wind on the ground， and these factors work together to form the continuous rainstorm process in the warm sector.

Key words ? ?warm-sector torrential rain; diagnostic analysis; weather situation; physical quantity field

暖區(qū)暴雨是華南前汛期降水的一個重要特色，降水強度大、局地性強、時效短、具有β中尺度、斜壓強迫不明顯的特點。劉瑞鑫[1]指出，切變線型、低渦型、南風(fēng)型和回流型是產(chǎn)生華南暖區(qū)暴雨的主要天氣形勢。何立富[2]揭示出華南暖區(qū)暴雨有邊界層輻合線型、強西南急流型、偏南風(fēng)風(fēng)速輻合型等3種天氣系統(tǒng)配置及觸發(fā)因子。張亞妮等[3]分析了高層動力強迫對華南暖區(qū)暴雨的影響。吳亞麗等[4]通過EOF和數(shù)值模擬對暖區(qū)暴雨的空間分布和可預(yù)報性進(jìn)行分析。周兆丁等[5]做了暖區(qū)暴雨觸發(fā)機制研究。每次暖區(qū)暴雨過程都不相同，有必要更加全面地探究華南暖區(qū)暴雨的形成機制。

2019年4月18—19日，華南地區(qū)經(jīng)歷了一次連續(xù)性強降水的過程，2 d的降水過程又可以分為3個不同階段，均具有典型的暖區(qū)暴雨特征。此次連續(xù)性降水過程始于4月18日8：00（北京時，下同），止于19日20：00，先后出現(xiàn)了3個不同的對流系統(tǒng)影響了華南地區(qū)。因此，降水時段對應(yīng)分為3段：18日8：00—24：00、19日2：00—8：00和19日11：00—20：00。

19日8：00（圖4d、e），江西出現(xiàn)閉合的氣旋環(huán)流，切變線伸向粵北，廣東全境都持續(xù)在西南低空急流的控制下。這種低空、超低空西南急流的建立與維持，為降水系統(tǒng)的發(fā)展與維持提供了能量與動力條件，對暴雨的形成與持續(xù)具有重要作用。14：00（圖4f），江西的氣旋性環(huán)流消失，在貴州-湖南-江西-浙江一線形成暖式切變線，廣東處在切變線以南西南氣流控制下，西南風(fēng)中有脈動，在陽江、珠江口兩地均出現(xiàn)氣旋性渦度區(qū)，有利于局地對流系統(tǒng)發(fā)展。到20：00，貴州-湖南-江西一帶暖式切變線稍有南壓，廣東在西南氣流的控制下，氣旋性渦度明顯減弱，風(fēng)速也有所減小，對流開始減弱、消散。由此可見，18—19日的強降水是在低空急流影響下形成的暖區(qū)暴雨。

在700 hPa流場和渦度場圖上，18日8：00，安徽、江西、福建一帶受弱脊控制，廣西、貴州到湖南地區(qū)受西風(fēng)槽影響，廣東全域是偏西風(fēng)。因此，廣西北部到湖南中南部一帶形成較強的氣旋性渦度區(qū)，槽前的湖南-湖北一帶西南風(fēng)很大，有利于低層輻合抬升。14：00，安徽-江西-福建脊緩慢東移，廣西-貴州-湖南一帶大范圍地區(qū)出現(xiàn)西南風(fēng)，在江西一帶受到脊的阻擋，轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，氣旋性渦度增大，有利于湖南、江西、粵北交界處氣流輻合抬升、對流發(fā)展。20：00，環(huán)流系統(tǒng)整體緩慢東移，由于受到安徽-江蘇-浙江東移脊的阻擋，經(jīng)西南、華南地區(qū)的西南氣流在江西到廣東、福建交界地區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)折，由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)。因此，在江西、粵東北到福建西北部地區(qū)形成氣旋性渦度，有利于這一帶對流發(fā)展。

19日8：00 700 hPa流場圖上，兩廣地區(qū)主要受偏西氣流形成的低空急流控制，在這股急流上有一些脈動，廣西西部、粵西南、江西東南部都有正渦度產(chǎn)生，有利于輻合抬升形成對流。14：00，清遠(yuǎn)-佛岡、陽江一帶都有正渦度產(chǎn)生，局地對流發(fā)展。20：00，廣東全省轉(zhuǎn)受弱脊反氣旋流場控制，對流系統(tǒng)減弱消亡，降水結(jié)束。

3.2 ? ?200 hPa散度場

4月18日8：00 200 hPa散度場上（圖5a），廣西、湖南、廣東三省交界的地區(qū)存在非常強的輻散流場（中心最大散度值超過10×10-5/s），形成強的高空抽吸作用，極有利于該地區(qū)對流的形成和發(fā)展。20：00（圖5b），輻散區(qū)東移、稍有減弱，江西全境、廣東東北部、廣東與福建交界區(qū)域都出現(xiàn)高空輻散流場，最強散度中心分散在粵北與江西交界、粵東與福建交界的地區(qū)。

19日8：00，200 hPa高空的最強輻散中心出現(xiàn)在粵東與福建交界的沿海地區(qū)，以及珠江口以西到粵西沿海一帶，前者的強度比18日20：00有所減弱，后者促進(jìn)了廣東西部新一輪強降水的發(fā)展。14：00（圖5c），粵東到福建交界的輻散中心入海減弱，珠三角以西的強輻散流場東移，影響到汕尾到珠江口一帶。20：00，江西、廣東、福建地區(qū)上空沒有出現(xiàn)強的高空輻散，流場較為平直。

3.3 ? ?垂直運動

18日8：00 500 hPa垂直速度圖上，廣西-廣東-湖南三省交界的區(qū)域，出現(xiàn)強烈上升運動，最大垂直速度達(dá)-180 Pa/s以上，對應(yīng)該地區(qū)此時刻正在發(fā)展的強對流天氣。19日14：00，出現(xiàn)2個強的上升運動區(qū)：一是在粵東到福建沿海一帶，二是位于珠三角地區(qū)，2個對流系統(tǒng)強度都顯著加強，上升速度都超過了-180 Pa/s，這表明又一波強降水過程正在影響著廣東中東部地區(qū)。

3.4 ? ?濕度場

4月18日8：00 850 hPa的高空，兩廣地區(qū)-貴州、湖南、江西-陜西、湖北構(gòu)成一個從南向北的高濕區(qū)，比濕場均在10 g/kg以上，其最大值中心位于北部灣到廣西南部，最大比濕超過16 g/kg，水汽充沛。19日8：00，高濕區(qū)范圍向南收縮，大于14 g/kg的地區(qū)只出現(xiàn)在湖南南部和廣東境內(nèi)，珠江口附近和粵西是2個超過15 g/kg的最大值濕度中心，恰好對應(yīng)這個時間段中正在發(fā)展的2個對流系統(tǒng)，保證了暴雨過程中的水汽供應(yīng)。

4 ? ?結(jié)論

（1）此次連續(xù)性暴雨為暖區(qū)對流性強降水天氣過程，主要受氣旋性環(huán)流的切變、西南低空急流等影響而形成。

（2）此次暴雨過程中，500 hPa副高呈帶狀分布，強度偏弱，位置偏南;華南地區(qū)地面呈東高西低的形勢，廣東始終處在地面低壓前部偏南風(fēng)的控制下;對流層低層850 hPa和700 hPa受西南低空急流的影響，配合以風(fēng)速或切變形成的低層輻合，高空200 hPa對應(yīng)出現(xiàn)強的輻散流場，促進(jìn)對流發(fā)展，相應(yīng)區(qū)域的垂直上升運動非常強，形成對流性強降水。

（3）2 d的降水過程中，地面到低空一直維持了強勁的西南風(fēng)或偏南風(fēng)，降水區(qū)上空850 hPa的比濕在14 g/kg以上，水汽充沛，滿足了形成暴雨的水汽條件[8]。

（4）廣西、廣東、湖南、江西一帶自南向北不斷增高的地勢，對南風(fēng)、西南風(fēng)起到了很好的抬升作用，對觸發(fā)對流及增強降水起到了積極的作用[9]。

5 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 劉瑞鑫，孫建華，陳鮑發(fā).華南暖區(qū)暴雨事件的篩選與分類研究[J].大氣科學(xué)，2019，43（1）：119-130.

[2] 何立富，陳濤，孔期.華南暖區(qū)暴雨研究進(jìn)展[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2016，27（5）：559-569.

[3] 張亞妮，姚秀萍，于超.高層動力強迫對回流型華南暖區(qū)暴雨影響的個例研究[J].熱帶氣象學(xué)報，2019，35（2）：166-176.

[4] 吳亞麗，蒙偉光，陳德輝，等.一次華南暖區(qū)暴雨過程可預(yù)報性的初值影響研究[J].氣象學(xué)報，2018，76（3）：323-342.

[5] 周兆丁，陳芳麗，曾丹丹，等.廣東前汛期一次鋒前暖區(qū)暴雨觸發(fā)機制分析[J].廣東氣象，2019，41（3）：1-4.

[6] ECMWF.Copernicus Laboratory.ERA5 hourly data on pressure levels from 1979 to present[DB/OL]. （2019-07-12）[2020-1-16].https：//cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#！/dataset/reanalysis-era5-pressure-levels？tab=overview.

[7] ECMWF.Copernicus Laboratory.ERA5-Land hourly data from 1981 to present[DB/OL].（2019-07-12）[2020-1-16].https：//cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#！/dataset/reanalysis-era5-land？tab=overview.

[8] 廖移山，汪小康，鄧雯，等.2014年4—10月我國主要暴雨天氣過程簡述[J].暴雨災(zāi)害，2015，34（1）：88-96.

[9] 朱軼明，班顯秀，劉小東，等.遼寧一次暴雨天氣過程的多普勒雷達(dá)層狀云降水回波特征分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2014，37（1）：55-61.