福州2021年6月29日大暴雨天氣過(guò)程特征分析

謝建芳 何興林 林森鴻

摘要 本文利用常規(guī)觀測(cè)資料、EC細(xì)網(wǎng)格資料、風(fēng)廓線資料、福州探空資料，分析2021年6月29日發(fā)生在福州地區(qū)一次大暴雨天氣過(guò)程，尋找強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生機(jī)理，為以后出現(xiàn)類(lèi)似的強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)提供依據(jù)，提高氣象部門(mén)的氣象服務(wù)水平。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)降水;對(duì)流;分析

中圖分類(lèi)號(hào)：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）08–0014–03

Analysis of Weather Process Characteristics of Fuzhou 6.29 Rainstorm

XIE Jian-fang et? al? （Meteorological Bureau of Yongtai County， Fujian Province， Fuzhou， Fujian 350700）

Abstract Using conventional observation data， EC fine grid data， wind profile data and Fuzhou radiosonde data， this paper analyzes a heavy rainstorm weather process in Fuzhou on June 29， 2021， looks for the occurrence mechanism of strong convective weather， provides a basis for similar strong convective weather forecast in the future， and improves the meteorological service level of meteorological departments.

Key words Heavy rainfall; Convection; Analysis

強(qiáng)降水天氣的分析和預(yù)報(bào)是氣象業(yè)務(wù)的難點(diǎn)，尤其是暖區(qū)的強(qiáng)對(duì)流降水，落區(qū)和強(qiáng)度均比較難把握。隨著探測(cè)產(chǎn)品的豐富和數(shù)值模式的發(fā)展，人們對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生、發(fā)展的物理機(jī)制有了進(jìn)一步的了解[1-4]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)強(qiáng)對(duì)流預(yù)報(bào)方法的研究有許多[5-6]。福建省3—6月是強(qiáng)對(duì)流天氣的高發(fā)期。加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)降水個(gè)例的分析，是提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的重要方式。本文通過(guò)分析福州2021年6月29日大暴雨天氣過(guò)程，尋找強(qiáng)降水天氣發(fā)生機(jī)理，積累一些常用技術(shù)方法，以期提高氣象服務(wù)水平。

1 省臺(tái)指導(dǎo)和本站預(yù)報(bào)

2021年6月29日午后到夜間，福州大部地區(qū)出現(xiàn)暴雨到大暴雨，強(qiáng)降水時(shí)段主要為15：00～17：00。統(tǒng)計(jì)6月29日08：00～20：00福州地區(qū)累計(jì)雨量，共有9個(gè)縣市42個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量超50 mm，1個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量超100 mm（晉安區(qū)茶園街道，雨量為106.2 mm），最大小時(shí)雨強(qiáng)70.5 mm，出現(xiàn)在羅源縣西蘭鄉(xiāng)（圖1）。

6月29日，福建省氣象局和福州市氣象局均提前作出暴雨天氣預(yù)測(cè)，但是對(duì)強(qiáng)度和落區(qū)的把握有所偏差，如省局指導(dǎo)暴雨落區(qū)在福州地區(qū)永泰縣和福清市西部及莆田大部分地區(qū)（圖2）。福州市指導(dǎo)暴雨落區(qū)在永泰、閩候和羅源（圖3）。但實(shí)況是羅源南部、連江西北部、福州市區(qū)大部、閩候縣中部、閩清縣東南部、永泰縣東北部出現(xiàn)暴雨，其中福州市區(qū)暴雨和大暴雨漏報(bào)，大暴雨出現(xiàn)在晉安區(qū)（市區(qū)南部）。

2 成因分析

2.1 環(huán)境條件

6月29日，福建省北部、西南部500 hPa有短波槽東移，低層有切變南下，福州處于切變南側(cè)，受西南氣流影響，午后沿海超低空急流明顯加強(qiáng)。29日17：00，福州風(fēng)廓線資料顯示，福州地區(qū)850 hPa風(fēng)向和風(fēng)速均有明顯的輻合，這與預(yù)報(bào)環(huán)境場(chǎng)有偏差。預(yù)報(bào)場(chǎng)：EC細(xì)網(wǎng)格850 hPa流場(chǎng)預(yù)報(bào)，29日14：00、17：00，福州上空以偏西風(fēng)為主，福州北部、中部、南部風(fēng)速約為12 m/s（圖4）。但實(shí)況環(huán)境場(chǎng)風(fēng)廓線資料顯示，17：00福州東北部沿海為西北風(fēng)，福州中部和南部為西南風(fēng)（圖5）。福州北部、中部和南部風(fēng)速分別為6 m/s、12 m/s、20 m/s。風(fēng)廓線資料分析表明：午后福州北部和中南部中低層有明顯風(fēng)向、風(fēng)速輻合，沿海一帶有急流。

2.2 水汽條件

形成暴雨的首要條件是充分的水汽供應(yīng)。水汽供應(yīng)越充分，則云底高度越低，上升運(yùn)動(dòng)越強(qiáng);云頂高度越高，云層越厚，云滴增長(zhǎng)越快，降雨量越大。主要從850 hPa比濕因子來(lái)分析此次強(qiáng)對(duì)流天氣的水汽條件。850 hPa比濕中心在福建省西北部，福州北部，比濕中心達(dá)16 g/kg。福州其余大部分地區(qū)比濕值為14 g/kg，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了有利的水汽環(huán)境場(chǎng)。

2.3 動(dòng)力條件

動(dòng)力條件是暴雨產(chǎn)生的重要條件，主要從散度和垂直速度因子來(lái)展開(kāi)。

散度是衡量速度場(chǎng)輻合、輻散強(qiáng)度的物理量。從29日14：00 925 hPa散度場(chǎng)分析，水汽輻合中心位于福州中北部，中心值為-100×10-5 s-1，除福州西南角和東南角少部分地區(qū)外，均為寬廣的強(qiáng)水汽輻合區(qū)，而到500 hPa高度時(shí)，福州最強(qiáng)輻散中心在福州西北部閩清一帶（圖6～7）。從整層分析來(lái)看，500 hPa以下為輻合區(qū)，500 hPa以上為輻散區(qū)，輻合層深厚。這種低層輻合、高層輻散散度分布提升了大氣的“抽吸作用”，有利于深對(duì)流發(fā)展，為增強(qiáng)降水提供了很好的動(dòng)力條件，925 hPa散度輻合區(qū)對(duì)應(yīng)暴雨落區(qū)[7-8]。

垂直速度是天氣分析和預(yù)報(bào)中經(jīng)常使用的物理量，大氣中的凝結(jié)和降水過(guò)程與上升運(yùn)動(dòng)存在密切關(guān)系，垂直運(yùn)動(dòng)會(huì)引起水汽、熱量、動(dòng)量、渦度等垂直輸送，對(duì)天氣系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展影響很大。由歐州中心模式對(duì)流參數(shù)可知，最強(qiáng)上升速度在福州中北部，垂直速度大值區(qū)對(duì)應(yīng)暴雨落區(qū)。

2.4 不穩(wěn)定層結(jié)

不穩(wěn)定層結(jié)是暴雨產(chǎn)生的另一個(gè)重要條件，主要從探空曲線進(jìn)行展開(kāi)。

本次過(guò)程探空曲線呈“高瘦型”，濕層深厚，對(duì)流有效位能（CAPE）為 1 100～1 200 J/kg，SI指數(shù)為-2.4，K指數(shù)為38.9，T（850-500）為23.9，400 hPa附近存在弱的垂直風(fēng)切變，說(shuō)明大氣層結(jié)存在發(fā)生強(qiáng)對(duì)流的潛勢(shì)力，對(duì)此次出現(xiàn)大暴雨具有很好的指示作用。本次過(guò)程強(qiáng)降水主要發(fā)生在15：00～17：00，故選用8：00的探空資料，低層（925 hPa）到中層（400 hPa），風(fēng)向由西南風(fēng)轉(zhuǎn)北風(fēng)，風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)135°，中低層存在暖平流;300 hPa風(fēng)向由北風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，風(fēng)向隨高度逆轉(zhuǎn)45°，存在冷平流，風(fēng)向、風(fēng)速在400 hPa處存在弱的垂直風(fēng)切變。

2.5 中分析

分析6月29日08：00強(qiáng)對(duì)流過(guò)程天氣系統(tǒng)配置，500 hPa、850 hPa福建省西北部有顯著流線，福州地區(qū)處在流線南側(cè)濕區(qū)。另外，福州地區(qū)中北部上空有一明顯上升速度和比濕中心，上升速度和比濕大值區(qū)對(duì)應(yīng)暴雨落區(qū)。

3 結(jié)論

3.1 暴雨過(guò)程特點(diǎn)

此次暴雨過(guò)程主要受福建省北部短波槽東移、低層切變線和低空急流共同影響，降水過(guò)程雨量大，雨帶自西南向東北移動(dòng)，降水效率高且強(qiáng)度大，伴隨雷電大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。

3.2 預(yù)報(bào)檢驗(yàn)分析

此次暴雨過(guò)程對(duì)降水開(kāi)始、結(jié)束時(shí)段把握得較好，降水強(qiáng)度把握得較準(zhǔn)確。但是，福州市區(qū)強(qiáng)對(duì)流估計(jì)不充分，降雨強(qiáng)度預(yù)報(bào)量級(jí)偏小，降水落區(qū)預(yù)測(cè)偏西、偏南。

3.3 經(jīng)驗(yàn)體會(huì)

此次降水過(guò)程中，暴雨落區(qū)和925 hPa散度的輻合中心分布、歐州中心數(shù)值模式上升速度大值區(qū)、中分析上升速度和比濕大值區(qū)對(duì)應(yīng)較好。探空資料物理量特征指數(shù)判斷強(qiáng)對(duì)流天氣指示性好。

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責(zé)任編輯：黃艷飛