2020年6月荊州地區(qū)一次強降水天氣過程診斷分析

王露 劉蔚 劉曉 侯翌

關(guān)鍵詞切變線維持;對流性降水;天氣分析

0引言

強降水天氣的分析和預報是氣象業(yè)務(wù)的難點，尤其是暖區(qū)里的強對流降水，落區(qū)和強度均比較難把握。隨著探測產(chǎn)品的豐富和數(shù)值模式的發(fā)展，人們對強對流天氣發(fā)生發(fā)展的物理機制有了進一步了解。近年來，國內(nèi)外有關(guān)強對流預報方法的研究已有許多成果。陳秋平等利用中尺度模式和探空資料在短時潛勢預報方面做了大量工作。因此，對每一次過程進行認真的總結(jié)和分析，對強對流天氣的預報有很大幫助。

1天氣實況

2020年6月12日午后到14日白天，全市范圍內(nèi)，荊州區(qū)大到暴雨，其余大部地區(qū)暴雨到大暴雨，強降水時段主要為12日夜間和13日夜間。其中，12日白天到夜間荊州區(qū)中雨、其余大部地區(qū)大到暴雨，部分地區(qū)大暴雨，有20站雨量超過100mm，最大雨量公安閘口194.7mm：13日白天到夜間荊州區(qū)和沙市區(qū)中雨，其余大部地區(qū)大到暴雨，部分地區(qū)大暴雨，有14站雨量超過100mm，最大雨量石首桃花山鎮(zhèn)142-8mm。

根據(jù)荊州市12日14：00～14日14：00累計雨量分布圖可知此次過程特點：（1）累計雨量大，全市147個雨量站中有72個超過100mm，其中2站超過250mm，分別為公安南平301.3mm和公安閘口2弱.6mm;（2）降水效率高，有13站小時雨強超過50mm，最大小時雨量為77.1mm，出現(xiàn)在13日22：00～23：00監(jiān)利站（圖1）。

2成因分析

2.1環(huán)流形勢

6月12日08：00～14日20：00，500hpa高度上我國主要受兩槽一脊控制，槽脊經(jīng)向度大，切斷低渦穩(wěn)定：副高呈東西向且逐步西升北抬，西部高壓脊東北向發(fā)展，副高亦穩(wěn)定維持。東西兩低渦的發(fā)展迫使低槽經(jīng)向發(fā)展且?guī)永淇諝饽舷隆?2日20：00蒙古至湖南有一低槽逼近我省中東部：副高呈東西向，荊州市主要位于584線邊緣。13日08：00～14日08：00，副高逐步西升，低槽逐步東移南壓，且經(jīng)向發(fā)展，冷暖交匯有利我市降水加強。14日20：00荊州市已為偏西氣流，副高略有西升，荊州市降水基本結(jié)束（圖2）。

中低層主要受低空急流和切變影響。從850hpa圖上可以看出，切變線12日20：00由河南至重慶中北部橫穿湖北省西北部，隨著切變線逐漸東移南壓，到13日08：00位于荊州市正上空，南風不斷發(fā)展加強，造成12日夜間荊州市降水較強;13日20：00切變線經(jīng)江蘇一安徽一湖北一湖南西北部一線正處荊州市上空，至14日08：00從江蘇到重慶東南部的橫向暖濕切變線穩(wěn)定維持在荊州市上空，使得13日夜間降水量再次積累，南風持續(xù)發(fā)展加強，降水持續(xù)，之后隨著切變線東移南壓，14日20：00南風減弱，降水結(jié)束（圖3）。

從地面圖上可見，地面以北風為主，有弱的輻合。12日14：00～20：00，地面輻合線自西向東穿過荊州全境內(nèi);13日02：00，新的地面輻合線在石首、監(jiān)利交界處生成，到08：00，輻合線已至洪湖一帶（圖4）。

綜上所述，1 2日14：00～14日20：00高空槽帶動冷空氣南下，副高穩(wěn)定維持：中低層受切變影響，急流不斷發(fā)展加強，荊州市主要位于低空急流左前側(cè)：地面有弱輻合。從高層到地面都有利于強上升運動的發(fā)展，同時，西南暖濕氣流提供了充足的水汽條件，有利的高低空配置為水汽耦合提供充分條件，共同作用下使荊州市12日夜間和13日夜間降水較強。

2.2天氣系統(tǒng)

這次過程影響荊州市的天氣系統(tǒng)主要是500hPa冷槽、850hPa切變、低空急流、副熱帶高壓、地面弱輻合。

2.8探空分析

此次過程發(fā)生在12日午后-14日白天，因此，用降水開始前的12日08：00和降水發(fā)生時的12日20：00的探空圖來進行分析。從荊州12日08：00探空圖可看出：500hPa以下為西南風，高層為偏西風，有弱的暖平流;500hPa以下層結(jié)較不穩(wěn)定，600hPa以下相對濕度較高，CAPE值在1000以下，此時離降水開始還早，水汽和能量條件均一般（圖5）。

到12日20：00，監(jiān)利探空圖上300 hPa以下為西南風，200 hPa為西北風：自15：00開始荊州市自西向東陸續(xù)出現(xiàn)強降水，15：00N18：00強降水依次發(fā)生在松滋、公安和江陵，19：00～21：00強降水依次發(fā)生在石首、監(jiān)利、洪湖：故選取12日20：00監(jiān)利探空圖來進行分析，此時監(jiān)利探空層，CAPE值超過3 000，K指數(shù)超過40，200～300 hPa和500 hPa以下相對濕度都在80%以上，且低層西南氣流發(fā)展，水汽和能量條件均較好。

從探空的前后變化則可以看出，低層南風在傍晚到夜間發(fā)展使得風速輻合增強，從而出現(xiàn)了大范圍強降水。

第二階段較強降水從13日22：00開始，降水較強時段為13日22：00～14日02：00，強降水依次發(fā)生在石首、監(jiān)利和洪湖。

從降水開始前的13日20：00的監(jiān)利探空圖可以看到，CAPE已達1000以上，700hPa以下以偏南風為主，600hPa以上以偏西風為主，有弱的暖平流，1000～925hPa有垂直切變，濕層較深厚，600hPa以下有不穩(wěn)定層結(jié)，此時，洪湖探空圖的CAPE已達1400以上，為強降水的到來準備了條件（圖6）。

13日22：00～14日00：00，強降水主要發(fā)生在石首和監(jiān)利，14日00：00之后，雨帶東移，洪湖一帶降水較強。從13日23：00洪湖探空圖可見，CAPE在1300左右，整個層結(jié)和溫濕分布與左圖類似，為洪湖00：00～02：00的降水準備了條件。

2.4云圖分析

從本次過程云圖演變可以看出，過程中有多個強對流云圖的發(fā)生發(fā)展。過程開始前12日11：00，在荊州上游的宜都、枝江等地出現(xiàn)了對流云團，同時在荊州以北的鐘祥、京山出現(xiàn)了對流單體：此后，在14：00荊州上游的對流云團和荊州以北的對流單體逐漸在荊州區(qū)、松滋、公安一帶合并發(fā)展加強，主要影響公安南部，維持時間較長;到16：00，松滋和公安交界處仍有對流單體存在，大片的對流云團已覆蓋監(jiān)利和洪湖，且維持時間較長，造成12日16：00～21：00荊州地區(qū)的強降水（圖7）。

第二階段是13日，在經(jīng)過17：00～21：00這5h的停歇后，降水在22：00再次加強，此時在石首和監(jiān)利有較強的對流單體生成，尤其是石首上空的對流云頂明顯升高，22：00～23：00內(nèi)石首和監(jiān)利站降水量分別為55.5 mm和77.1mm。隨后對流云團逐漸東移，14日00：00-02：00，強降水主要發(fā)生在洪湖一帶，到了14日上午，荊州地區(qū)以層狀云降水為主，14：00云團已基本消散，荊州市降水逐漸停止。

2.5雷達回波分析

本次過程的強降水主要集中在兩個時段。第一個時段是12日16：00～21：00，自西向東先后在松滋、公安、石首、監(jiān)利和洪湖出現(xiàn)強對流，回波中心強度55～60dbZ，造成大范圍強降水，且對流云團移動慢，維持時間長，使得荊州市降水累計量較大。

第二個時段是13日22：00-14日02：00，在14日00：06雷達組合反射率因子圖上可見，石首、監(jiān)利和洪湖上空已被覆蓋大片降水回波（圖8）。從22：00開始，石首境內(nèi)開始有零散的對流單體回波生成，回波中心強度55 dbZ左右，隨后回波單體開始迅速發(fā)展并組織化，到14日00：00，回波已朝東北方向發(fā)展到監(jiān)利和仙桃，此時已造成石首、監(jiān)利和仙桃的強降水，隨后回波繼續(xù)向東北方推進，且回波單體組織向東發(fā)展，造成00：00～02：00洪湖強降水。14日03：00之后，回波已發(fā)展為成片混合降水回波，對流性有所減弱，到14日08：00～11：00，荊州區(qū)降水又有所增強，但仍以層狀云降水為主。13：00之后，荊州市回波趨于消散，降水逐漸結(jié)束。

3預報檢驗評價

3.1數(shù)值預報檢驗

12日08：00-13日08：00預報，EC、NCEP和華東模式均達到暴雨量級，華東中尺度模式最強，與實況更接近。

13日20：00～14日20：00預報，EC、NCEP和華東模式預報降水量級均偏小，華東模式對強降水的落區(qū)預報偏差也較大。

3.2省臺指導與本站預報

表1和表2是對12日08：00～13日08：00和13日20：00～14日20：00省級指導預報、本臺預報以及與實況的對比。12日08：00～13日08：00的預報更接近實況，13日20：00～14日20：00預報量級明顯偏小。

4結(jié)語

（1）過程特點。此次過程主要受高空低槽、中低層切變線和低空急流共同影響，降水過程特征為：過程雨量大，雨帶自西向東移動慢且持續(xù)時間長，強降水時段集中且強度大，伴隨雷電大風等強對流天氣。

（2）預報思路分析。12日08：00預計，隨著西風槽東移，副高先東退后西伸，冷暖空氣對峙，形勢穩(wěn)定，過程時間長：12日20：00預計，12日夜間急流加強，13日切變線南壓，前期以暖區(qū)對流為主，后期冷切尾部系統(tǒng)性降水。此次過程對12日白天至13日白天的降水強度把握得比較準確，對13日傍晚至夜間的強對流估計不足：此次過程對

降水的開始結(jié)束時段把握較好，13日20：00-14日20：00時預報量級偏小。

（3）預報難點和經(jīng)驗體會。此次降水過程中，對流單體的生成和消散時間較難提前預測，強對流降水的落區(qū)和強度均比較難把握。因此，需要預報員一定要對每一次過程的天氣系統(tǒng)進行分析全面，細致分析各影響因子之間的相互作用，不要遺漏各家數(shù)值預報產(chǎn)品的各要素場，加強天氣會商，盡可能預報準確。