永安市2019年6月9—10日強(qiáng)降雨天氣過程分析

翁賢東

摘要 以2019年6月9—10日永安地區(qū)的大暴雨為例，綜合分析與本次暴雨相關(guān)的環(huán)流背景和中尺度對流系統(tǒng)特征及物理量場特點(diǎn)。結(jié)果顯示，本次暴雨孕育于副熱帶高壓北部邊界和低空切變南部暖區(qū)內(nèi)，500 hPa中高緯度為一脊一槽，低層850 hPa流場特征為西南暖濕氣流、北印度洋暖濕氣流和東向路徑冷空氣三股氣流的結(jié)合。東側(cè)冷平流的持續(xù)輸入和低空急流的發(fā)展導(dǎo)致對流層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定加劇，易出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣。700 hPa和850 hPa等壓面的濕位勢渦度負(fù)值中心和強(qiáng)降水中心有很好的對應(yīng)關(guān)系，說明濕對稱、對流和斜壓不穩(wěn)定均對強(qiáng)降水系統(tǒng)的演變產(chǎn)生重要作用。

關(guān)鍵詞 永安市;強(qiáng)降雨天氣;過程分析

中圖分類號：P42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0064–02

1 強(qiáng)降水天氣概況

2019年6月9—10日受低層切變南側(cè)西南氣流影響，永安市普降暴雨，本次降雨過程強(qiáng)度大，持續(xù)時間長，為該年度進(jìn)入汛期以來最強(qiáng)一輪降雨過程。福建歷來深受暴雨災(zāi)害影響，永安市所處的閩中地區(qū)多山地丘陵，少平原地形，暴雨極易引發(fā)山體滑坡、泥石流和洪澇[1]。永安市氣象局6月9日11：20分發(fā)布暴雨黃色預(yù)警，預(yù)計(jì)未來全市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)仍有50 mm以上降雨，持續(xù)性暴雨導(dǎo)致永安市發(fā)生超警戒水位小洪水，于10日5：45分達(dá)到洪峰水位130.52 m，超警戒水位3.58 m，超保證水位0.07 m。因此，加強(qiáng)暴雨監(jiān)測、研究和預(yù)報十分必要[2]。

2 大尺度環(huán)流背景

本次強(qiáng)降水天氣的影響系統(tǒng)主要有500 hPa低壓槽850 hPa切變和西南急流。強(qiáng)降雨自9日上午開始，落雨區(qū)位于850 hPa風(fēng)場氣旋式切變不連續(xù)線的南部，屬于500 hPa低壓槽前、低空切變南部西南急流勢力范圍內(nèi)。此時低層空氣中偏北部有顯著水平風(fēng)速輻合，為強(qiáng)降雨提供了充足動力。觀察近地面鋒面活動和930 hPa切變發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)降水區(qū)域位于該切變線下側(cè)和鋒面附近，為低空急流出口左側(cè)。降水最多時段正好對應(yīng)西南氣流強(qiáng)盛階段，因此本次降水過程中，高低空配置十分有利于暴雨的出現(xiàn)，特別是低空急流和熱力作用對降水貢獻(xiàn)很大。9—10日的高度場呈現(xiàn)南高北低的特征，勘察加半島一帶有高壓維持，貝加爾湖低壓槽一直處于深厚發(fā)育狀態(tài)，以致北下冷空氣無法東進(jìn)而持續(xù)在貝加爾湖一帶集聚。沿勘察加半島高壓的左側(cè)有南下冷空氣，和來自副熱帶高壓帶左側(cè)西南氣流一帶于福建中北部交匯，這是此次降雨的主要原因。短波槽不斷東移也是引發(fā)連續(xù)降水的因素。強(qiáng)冷空氣自貝加爾湖不斷分裂小槽向東南移動，與此同時，東北冷渦有東進(jìn)南壓態(tài)勢。9日14：00，冷槽分為北-中-南三部分，北部分在東三省，中間部分在長江流域江浙一帶，南部分在華南南嶺一帶。9日20：00，東北冷渦和西風(fēng)槽繼續(xù)東進(jìn)南壓，南支槽逐漸消散。10日08：00，南北兩槽在海上合并為東亞大槽，副高勢力強(qiáng)大，其西脊點(diǎn)接近北部灣。從850 hPa低渦切變上可以看出，冷空氣在長江流域一帶十分活躍，武夷山-南嶺一帶維持低渦切變，但受冷空氣影響略有擺動。近地面冷鋒面維持在閩中地區(qū)，在高空急流軸右下側(cè)，低空急流軸左上側(cè)。高、低空急流之間的配置為強(qiáng)降水形成和維持提供了有利環(huán)流背景。

綜上所述，本次暴雨三股氣流來源分別是：第一，自北印度洋而來的暖濕水汽;第二，自西太平洋副熱帶高壓北側(cè)而來的暖濕氣流。以上兩股氣流是本次暴雨直接的水汽源;第三是沿東北低壓槽不斷南下的冷空氣。因此，北方干冷空氣和偏南氣流以及濕潤的西南氣流不斷在閩中地區(qū)交匯，贛湘地區(qū)維持一條和緯線平行的低空輻合線。

3 動力診斷分析

3.1 強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動

暴雨一般發(fā)生于深厚層次的空氣上升運(yùn)動中。自9日05：00開始，25°N ～26°N暴雨區(qū)域上空出現(xiàn)負(fù)值中心，自08：00起負(fù)值中心值逐步增加并且向南移動，在14：00負(fù)值中心值為-1.2 hPa/s，從近地面一直擴(kuò)展至300 hPa附近，中心值達(dá)到-2.3 hPa/s，負(fù)值中心軸線自上而下向南部傾斜，強(qiáng)降水區(qū)南側(cè)500 hPa以下為正值區(qū)。至10日凌晨強(qiáng)降水區(qū)域上空負(fù)值影響范圍增加，中心值達(dá)到-2.5 hPa/s。從東西向垂直上升運(yùn)動角度觀察，9日永安市暴雨上空負(fù)值中心為-1.2 hPa/s，且處于700 hPa附近，負(fù)值區(qū)一直延伸至300 hPa高度。9日14：00往后暴雨東部的上空負(fù)值區(qū)域影響范圍不斷擴(kuò)大，深厚的垂直上升運(yùn)動是自東向西的。10日08：00強(qiáng)降水上空垂直速度負(fù)值中心達(dá)到-2.3 hPa/s，中心強(qiáng)度為昨日同時期的2倍。中心軸線為垂直分布，大值中心延伸至300 hPa高度，東西兩側(cè)正對應(yīng)正值區(qū)。這說明10日降水過程的垂直運(yùn)動比9日更為強(qiáng)勁深厚。

3.2 高低空輻合輻散

高空氣流的劇烈輻散促進(jìn)了上升運(yùn)動的發(fā)展，使得對流更為強(qiáng)烈，為暴雨維持和加劇提供了條件。一方面，高空輻散加強(qiáng)了強(qiáng)對流中層上升運(yùn)動，而上升運(yùn)動又通過加強(qiáng)低層輻合促使對流發(fā)展。9日14：00閩北地區(qū)存在低空輻合，高空輻散的結(jié)構(gòu)，低空輻合中心值為-3.8×10-5s-1，高空輻散中心值為-2.3×10-5s-1。至10日14：00，暴雨強(qiáng)區(qū)南退，高低空輻合輻散也隨之南退。低空散度大值中心增強(qiáng)至-9.7×10-5s-1，高空200 hPa的輻散強(qiáng)度也加強(qiáng)，中心值增加至19.6×10-5s-1。10日26°N附近上升運(yùn)動明顯，低空輻合中心加強(qiáng)至-8.2×10-5s-1，高空輻散增強(qiáng)至7.8×10-5s-1，這說明高空的抽吸作用促進(jìn)了對流的垂直運(yùn)動和低層輻合。10日的高空輻散相較于前一日有顯著增強(qiáng)趨勢，這說明降水強(qiáng)度和高低空輻散、輻合的強(qiáng)度明顯呈現(xiàn)對應(yīng)關(guān)系。

3.3 高空冷渦的發(fā)展

分析渦度平流時間演變，低渦切變線的南進(jìn)，高低空都在切變的右側(cè)存在負(fù)渦平流，左側(cè)存在正渦度平流，負(fù)渦度中心隨時間逐步東進(jìn)。9日08：00，暴雨區(qū)上空300 hPa附近出現(xiàn)率負(fù)渦度平流，低空850 hPa附近中心值為-9.2×10-10s-2，這表明低渦勢力在高低空均為減弱趨勢。至14：00負(fù)渦度平流中心明顯東傳，在暴雨區(qū)右側(cè)出現(xiàn)負(fù)值中心，暴雨區(qū)上空550 hPa出現(xiàn)正渦度平流中心，值為2.3×10-10s-2，但在300 hPa以上的高空仍未見負(fù)渦度平流中心，這說明高低空冷渦的發(fā)展已出現(xiàn)不同步趨勢，低空的變化幅度大于高空。10日08：00，暴雨區(qū)上空800 hPa附近渦度加強(qiáng)為-7.8×10-10s-2，對應(yīng)300 hPa以上高空為正渦度平流中心，渦度平流剖面時間演變狀況表明整個過程中渦度平流正負(fù)交界處是隨著切變的東南向移動而東進(jìn)，且正渦度平流值在暴雨出現(xiàn)前期為逐步增長的態(tài)勢。垂直方向上正渦度平流中心略向右傾，但在平流區(qū)的影響范圍卻是不斷縮小的，在強(qiáng)對流天氣出現(xiàn)前期，高空正渦度平流逐漸增加，這說明高空渦旋也在發(fā)展。這表明本次降水過程高空渦旋和低空渦旋的相互作用并非同步耦合發(fā)展。

4 結(jié)語

高低空冷渦不同步發(fā)展為本次降水過程的顯著特征，高空低渦發(fā)展比低空低渦更為旺盛，由此觸發(fā)的強(qiáng)對流天氣是本次降水的動力因素。另外東南—西北向的梅雨鋒區(qū)在25°N～26°N附近維持，其南側(cè)有大量水汽輸送和低層輻合高層輻散等，形成了有利的大尺度環(huán)流背景。

參考文獻(xiàn)

[1] 連晨方，蔡菁，何清芳.龍巖市2018年6月10日一次暴雨過程分析[J].海峽科學(xué)，2020（3）：9-17.

[2] 胡雅君，張偉，趙玉春，等.“5·7”閩南沿海暖區(qū)特大暴雨中尺度特征分析[J].氣象，2020，46（5）：629-642.

責(zé)任編輯：黃艷飛