一場局地強(qiáng)天氣征兆分析

莊革富

摘要 2016年4月23日，受南支槽東移、中低層切變線南壓以及低層SW急流等共同影響，福建省仙游縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了暴雨、局部大暴雨。其中，湖洋當(dāng)日降水量最大，達(dá)108.4 mm，最大雨強(qiáng)達(dá)48.0 mm/h。此次局地暴雨時空分布零散，主要出現(xiàn)在西部、北部高海拔山區(qū)，地形增幅作用明顯。局部強(qiáng)對流天氣造成局地洪澇、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。短時強(qiáng)降水發(fā)生前的4月23日08：00，低層低渦切變線東移南壓，其南側(cè)925～700 HpaSW急流開始建立，仙游縣位于急流附近，500 Hpa南支槽加深東移靠近，槽前SW氣流持續(xù)增強(qiáng)。200 hpa有較強(qiáng)的輻散流場，抽吸作用非常明顯，使得低層氣流不斷猛烈地抬升，大氣層結(jié)非常不穩(wěn)定。根據(jù)高低空流場、自動站觀測以及天氣雷達(dá)監(jiān)測資料，結(jié)合當(dāng)時各種物理參數(shù)的變化等，對2016年4月23日仙游縣局地強(qiáng)對流天氣出現(xiàn)前的征兆進(jìn)行分析，以便為今后局地強(qiáng)對流天氣預(yù)報提供借鑒。

關(guān)鍵詞 局地;強(qiáng)對流;暴雨;征兆分析

中圖分類號：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）01–0138–03

1 概述

2016年4月23日受南支槽東移、低層切變線南壓以及低空SW急流的共同影響，仙游縣出現(xiàn)了局地強(qiáng)對流天氣，當(dāng)日午后13：00～14：00局部鄉(xiāng)鎮(zhèn)雷電交加、暴雨如注。境內(nèi)湖洋、西祭水庫等1 h雨量達(dá)29 mm以上，最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在西苑湖洋，達(dá)48.0 mm/h（圖1～2、表1～2）。而當(dāng)日測站雨量僅35.6 mm。此次局地強(qiáng)對流天氣的特點(diǎn)是時間短、時空分布零散。暴雨落區(qū)位于仙游縣中西部（西苑～湖洋之間）和西南角（龍華鎮(zhèn)西南）小范圍區(qū)域。試圖通過最鄰近的4月23日08：00的各種流場配置以及各物理量參數(shù)分布，探討分析此次局地強(qiáng)天氣發(fā)生之前的某種征兆，為今后的類似預(yù)報提供某種啟示。

2 高空形勢分析

短時強(qiáng)降水發(fā)生前的4月23日08：00，低層低渦切變線東移南壓，其南側(cè)925～700 HpaSW急流開始建立，仙游縣位于急流附近，500 Hpa南支槽加深東移靠近，槽前SW氣流持續(xù)增強(qiáng)，預(yù)示著未來對流將強(qiáng)烈發(fā)展 （圖3）[1]。

另外，4月23日08：00，在200 hpa高空圖上，仙游縣上空有比較強(qiáng)的輻散流場，抽吸作用比較明顯，使得低層氣流不斷地強(qiáng)烈抬升，大氣更加不穩(wěn)定（圖4）。

850～700 hpa有較強(qiáng)的SW急流的輻合擾動，500 hpa低槽沒有前傾，200 hpa為較強(qiáng)的輻散流場，這是非典型的強(qiáng)對流天氣高低層流場配置。

3 穩(wěn)定度分析

3.1 高空風(fēng)場分布

4月23日08：00，仙游縣從850 hpa到200 hpa為比較一致的強(qiáng)SW風(fēng)，與典型的上冷下暖風(fēng)向切變有明顯不同（圖1），具有深厚的暖區(qū)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，有利于局地強(qiáng)對流的發(fā)展 [2]。

3.2 各物理參數(shù)分析

根據(jù)福州和廈門測站4月23日08：00的探空資料，可以看出當(dāng)時測站的各物理參數(shù)及其穩(wěn)定度狀況（表3）。

3.2.1 沙氏指數(shù) SI=（T-T′）500， 4月23日08：00，廈門的沙氏指數(shù)SI<<0，福州的沙氏指數(shù)SI接近0，仙游縣處在二者中間，可以推測當(dāng)時沙氏指數(shù)SI大約為-1.92，大氣層結(jié)相當(dāng)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)局地強(qiáng)對流天氣。

3.2.2 K指數(shù) K=（T850-T500）+Td850-

（T-Td）700。4月23日08：00，福州K指數(shù)達(dá)38℃，而廈門的K指數(shù)達(dá)40℃，最大K指數(shù)中心出現(xiàn)在鄂東閩東南，在SW急流的作用下，不斷地向仙游縣輸送不穩(wěn)定能量。可以推定當(dāng)時仙游縣K指數(shù)至少有39℃，大氣層結(jié)非常不穩(wěn)定（圖5）。

3.2.3 對流有效位能CAPE 4月23日08：00，福州和廈門的對流有效位能CAPE較小，分別為0和178.7 J/Kg，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，當(dāng)對流有效位能CAPE達(dá)2 000 J/kg以上時，出現(xiàn)強(qiáng)對流的可能性較大。由此可見，當(dāng)對流有效位能CAPE遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2 000 J/kg時，局地依然可能出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣，這一點(diǎn)要特別注意。

3.2.4 假相當(dāng)位溫Δθse 從4月23日08：00假相當(dāng)位溫場可以看出，仙游縣位于假相當(dāng)位溫高脊區(qū)，說明底層具備較高的假相當(dāng)位溫，有利于強(qiáng)對流天氣的發(fā)生發(fā)展（圖6）;另外，從4月23日08：00福州和廈門的探空曲線也可以看出，假相當(dāng)位溫Δθse=>0，尤其是廈門的假相當(dāng)位溫達(dá)8.4℃，說明當(dāng)時仙游縣500 hpa比850 hpa的位溫低得多，大氣層結(jié)非常不穩(wěn)定，有利于強(qiáng)對流天氣的發(fā)生。

3.2.5 高低層溫差ΔT850-500 從4月23日08：00福州和廈門的探空曲線可以看出，850 hpa與500 hpa的溫度差分別為23.5℃和24.7℃，仙游縣處在兩者之間，至少有24℃的溫度差，為局地強(qiáng)對流的發(fā)生提供必要的熱力條件。

4 溫度場分析

從4月23日08：00總溫度場可以看出，仙游縣位于850 hpa高溫脊線附近，出現(xiàn)明顯的低空暖舌，具備較典型的熱力觸發(fā)條件，容易產(chǎn)生局地強(qiáng)天氣（圖7）。

5 濕度場分析

5.1 水汽通量

從4月23日08：00水汽通量場可以看出，850 hpa水汽通量中心位于福建省中南部，仙游縣處在高水汽通量區(qū)域，為局地強(qiáng)天氣的發(fā)生提供充沛的水汽（圖8）。

5.2 水汽平流

從4月23日08：00水汽平流場可以看出，850 hpa有明顯的水汽平流，仙游縣位于水汽平流的中心區(qū)域，為局地強(qiáng)天氣提供源源不斷的水汽（圖9）。

5.3 溫度露點(diǎn)差

從4月23日08：00溫度露點(diǎn)差場可以看出，從925 hpa～500 hpa整層仙游縣處于較小溫度露點(diǎn)差區(qū)域，極有利于局地強(qiáng)天氣的出現(xiàn)（圖10）。

5 雷達(dá)回波特征

從雷達(dá)基本放射率拼圖上可以看到，從4月23日13：04開始，仙游縣西南方向有帶狀強(qiáng)回波向東北方向移動，強(qiáng)回波帶強(qiáng)度大都在45～55 dBz，局部超過55 dBz。到了19：00左右，強(qiáng)回波帶逐漸減弱并移出仙游縣，與上述天氣形勢的演變基本相符（圖11）[3]。

6 降水?dāng)?shù)值預(yù)報產(chǎn)品的釋用

根據(jù)2016年4月23日08：00～24日08：00 24 h降水?dāng)?shù)值預(yù)報產(chǎn)品，中央臺當(dāng)時降水預(yù)報落區(qū)為10～25 mm;而EC降水僅預(yù)報小雨，部分中雨10～25 mm。但它們西面有大面積強(qiáng)降水區(qū)，在西風(fēng)帶的作用下有提前向東進(jìn)行能量傳播的可能（圖12）。根據(jù)平時的預(yù)報經(jīng)驗，應(yīng)以當(dāng)時的天氣形勢實況為依據(jù)。結(jié)合當(dāng)時各物理量的變化，降水量往大的量級進(jìn)行訂正預(yù)報。

此次各家數(shù)值預(yù)報為小到中雨，可以訂正預(yù)報為大雨，局部暴雨或大暴雨較為準(zhǔn)確。

7 小結(jié)

（1）此次局地強(qiáng)對流天氣流場垂直分布較一致，高低層沒有明顯的方向切變。850 hpa有SW急流，500 hpa沒有前傾槽結(jié)構(gòu)，但200 hpa有比較強(qiáng)的輻散氣流。高低空配置對強(qiáng)降水的發(fā)生較為有利;

（2）高低空濕度垂直分布都比較大，不利于對流不穩(wěn)定天氣的產(chǎn)生，與經(jīng)典的上干下濕有明顯不同;

（3）從各種物理參數(shù)值看：4月23日08：00測站沙氏指數(shù)、K指數(shù)、假相當(dāng)位溫等大部分物理參數(shù)都有利于局地強(qiáng)對流天氣的產(chǎn)生。但對流有效位能CAPE比較小;

（4）此次局地強(qiáng)對流天氣范圍較小，出現(xiàn)的時間短促，短時強(qiáng)降水特征非常明顯，容易形成局地洪澇、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)予特別關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 艷麗，王秀萍，楊彩云，等.呼和浩特市一次大暴雨天氣的濕位渦診斷分析[J]

內(nèi)蒙古氣象，2011（2）：9-12.

[2] 張文龍，范水勇，陳敏.中尺度模式探空資料在北京局地暴雨預(yù)報中的應(yīng)用[J].暴雨災(zāi)害，2012（1）：8-14

[3] 蒙偉光，王安宇，李江南，等.華南暴雨中尺度對流系統(tǒng)的形成及濕位渦分析[J].大氣科學(xué)，2004，28（3）：330-341.

責(zé)任編輯：黃艷飛

An Analysis of Local Severe

Weather Signs

ZHUANG Ge-fu （Xianyou Meteorolo-gical Bureau of Fujian Province， Xianyou， Fujian 351200）

Abstract On April 23， 2016， affected by the eastward movement of the south branch trough， the south pressure of the shear line in the middle and low levels and the SW jet in the low level， some townships in our county had a heavy rain， and some local heavy rain. Among them， the precipitation of 108.4 mm in Huyang was the largest， and the heaviest rain intensity was 48.0 mm/h. The spatial and temporal distribution of the local rainstorm is scattered， mainly in the western and northern high-altitude mountain areas， and the effect of terrain increase is obvious. Local strong convective weather caused local flood， debris flow and other geological disasters. At 08：00 oclock on April 23， before the short-time heavy precipitation， the vortex shear line at the lower level moved eastward and pressed southward， and the jet stream of 925 ～ 700 HpaSW on its south side began to establish. Our county is near the jet stream， the 500 hPa south branch trough deepened and moved eastward and approached， and the SW airflow in front of the trough continued to strengthen. At 200 hPa， there is a strong divergent flow field， and the pumping effect is very obvious， which makes the low-level airflow constantly violently uplifted， and the atmospheric junction is very unstable. According to the high and low space flow field， automatic station observation and weather radar monitoring data， combined with the changes of various physical parameters at that time， the symptoms before the occurrence of local strong convective weather in Xianyou County on April 23， 2016 were diagnosed and analyzed， so as to provide some reference for the future forecast of such local strong convective weather.

Key words Local; Strong convection; Heavy rain; Symptom analysis