桂北一次持續(xù)性強降雨天氣過程分析

黃群玲，韋宏江

摘要 選擇自動氣象觀測資料和NCEP分析資料等數據資料，分析2020年6月7—10日桂北一次持續(xù)強降雨天氣過程。結果表明：此次持續(xù)強降雨天氣的主要影響系統(tǒng)是中緯槽、地面冷空氣、暖式切變線、低空急流，為降水的發(fā)生發(fā)展提供了有利的環(huán)流背景形勢。季風爆發(fā)和副高的穩(wěn)定維持，促使桂北一帶產生了非常強的偏南風低空急流，形成了2支較強的水汽通道，一條源于南海，一條源于印度洋孟加拉灣，給桂北持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生帶來了豐富的水汽和熱量;850 hPa由南海進入降水落區(qū)，700 hPa形勢場由孟加拉灣朝北邊進入降水落區(qū)。高層輻散、低層輻合的結構為持續(xù)強降雨的發(fā)生發(fā)展提供了較好的動力條件，隨著中低層西南暖濕氣流的輸送，并且不穩(wěn)定能量條件好，這些均非常適宜強降雨天氣的形成。

關鍵詞 降水天氣;天氣形勢;物理量;桂北

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）03–0060–03

強降雨天氣是我國很多地區(qū)會出現(xiàn)的一類天氣現(xiàn)象，尤其是南方地區(qū)發(fā)生概率特別高。極端強降水天氣的發(fā)生時常會引發(fā)洪澇、泥石流、山體滑坡等次生災害，對國家經濟和人們生命財產安全均會構成嚴重的威脅[1-2]。為了盡可能降低極端強降水及其引發(fā)的次生災害造成的經濟損失和減少人員傷亡事件，國內外學者都特別重視對強降水、暴雨天氣過程的研究。有學者統(tǒng)計分析了暴雨天氣過程中低空急流的出現(xiàn)頻率、垂直結構以及時空分布等，結果顯示，臺灣北部區(qū)域大多數暴雨發(fā)生時，850 hPa和700 hPa等壓面上均會有急流形成，同時急流的中心強度、維持時間以及垂直深度等特點均會對降水產生不同程度的影響。Davision等[3]研究指出對流與低空急流之間有正反饋過程，對流發(fā)展產生的非地轉風增強并使得低空急流得以維持，而低空急流變強后又促進水汽的不斷輸送，從而進一步強化對流降水天氣的發(fā)生。陳芳麗等[4]分析了廣東省夏季的一次極端強降水過程邊界層觸發(fā)條件得出，季風低壓的緩慢移動，強盛西南季風的脈沖和對流層低層西南風轉偏南風后長時間的維持，非常有利于持續(xù)性強降水的發(fā)生和發(fā)展。楊曉霞等[5]分析山東半島南部沿海區(qū)域的一次強降雨過程成因得出結論，強降雨是在500 hPa第一個西風槽過后第二個西風槽逼近的過程中產生的，850 hPa以下為偏南的向岸風，在向岸的超低空急流的左側產生中小尺度的渦旋和輻合上升，海岸地形抬升作用使得上升運動加強，使得對流不穩(wěn)定能量得以釋放，形成強降水天氣。田成娟等[6]分別分析了出現(xiàn)在青海、湖南、魯南、四川等不同區(qū)域的暴雨天氣，得出這些區(qū)域的暴雨天氣發(fā)生過程中，主要影響系統(tǒng)是高空南支槽和低層切變，為暴雨天氣提供充足水汽條件的是低空處的西南急流;而強烈的輻合輻散促使垂直上升運動逐漸發(fā)展增強，并且低層的水汽在不斷朝上輸送過程中，促使熱量、動量的垂直輸送逐漸增強，這些有利條件均促進暴雨天氣的形成與發(fā)展。有學者也研究了局部地區(qū)強降水、暴雨天氣，并取得了大量的研究成果[7]。

廣西壯族自治區(qū)簡稱“桂”，廣西地處我國華南地區(qū)，地理坐標為20°54′N～26°24′N、104°28′E～ 112°04′E之間，境內整體地勢西北高、東南低，屬于云貴高原東南邊緣。境內氣候復雜多樣，強降雨天氣發(fā)生比較頻繁，特別是4—10月的發(fā)生概率大，并且時常會引發(fā)山體滑坡和泥石流等災害，對交通運輸、農業(yè)生產等均會造成不利影響。因此，主要以2020年6月7—10日桂北持續(xù)強降雨天氣過程為例，分析了該次天氣過程的環(huán)流背景形勢、物理量場，以掌握強降雨天氣的發(fā)生規(guī)律，為提高廣西強降雨天氣預報的準確性提供參考。

1 天氣實況

由圖1可知，2020年6月7—10 日， 桂北發(fā)生了持續(xù)強降雨天氣，累積降雨量國家站暴雨以上站數有39個，大暴雨站數有21個，特大暴雨站數有6個（富川258.1 mm，興安262.5 mm，融水335.5 mm，陽朔369.8 mm，融安394.8 mm，永福416.0 mm），國家站最大雨量值為永福416.0 mm，區(qū)域站最大雨量值為靈川九屋氣象觀測站503.2 mm。

其中，6月7日，國家站暴雨以上站數有15個，大暴雨站數有4個（賀州115.3 mm，平樂176.3 mm，恭城193.8 mm，富川237.0 mm），特大暴雨站數有2個（永福326.4 mm，陽朔327.5 mm），國家站最大雨量值為陽朔327.5 mm，區(qū)域站最大雨量值為永福羅錦金雞河水庫氣象觀測站401.3 mm;6月9日，國家站暴雨以上站數有13個，大暴雨站數有2個（融水112.5 mm，鹿寨142.2 mm），國家站最大雨量值為鹿寨142.2 mm，區(qū)域站最大雨量值為靈川九屋氣象觀測站249.6 mm;6月10日，國家站暴雨以上站數有8個，大暴雨站數有2個（興安107.2 mm，融水149.0 mm），特大暴雨站數有1個（融安257.1 mm），國家站最大雨量值為融安257.1 mm，區(qū)域站最大雨量值為融安長安氣象觀測站279.4 mm。

2 天氣形勢分析

通過對200 hPa高度場進行分析發(fā)現(xiàn)，2020年6月7日08：00 200 hPa 南亞高壓穩(wěn)定少動（圖2）;6月9日08：00，200 hPa 南亞高壓始終處于青藏高原至印度區(qū)域，穩(wěn)定少動，中心強度最大值為1 255 dagpm;6月9日08：00～10日08：00，南亞高壓不斷增強東移，中心強度最大值時1 262 dagpm，高壓脊向東延伸至廣西、廣東一帶。在強降雨天氣發(fā)生期間，南亞高壓穩(wěn)定少動，在反氣旋外圍環(huán)流的作用下，廣西長時間受偏北流場的影響，同時存在顯著的輻散特征，為持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生提供了較好的輻散條件。

在本次強降雨出現(xiàn)期間分析500 hPa形勢場發(fā)現(xiàn)（圖2），副高位置偏西、強度偏強，588 gpdm線處于我國華南地區(qū)，桂北地處副熱帶高壓西北邊。季風爆發(fā)和副高的穩(wěn)定維持， 促使桂北一帶產生了非常強的偏南風低空急流，形成2條較強的水汽通道，一條源于南海，一條源于印度洋孟加拉灣，給桂北持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生帶來豐富的水汽和熱量。亞歐中高緯度區(qū)域環(huán)流形勢非常穩(wěn)定，主要大氣環(huán)流形勢為“2脊1槽”型，烏拉爾山到西歐一帶屬于西部脊區(qū)，西伯利亞到亞洲北部沿岸區(qū)域為東部脊區(qū)，貝加爾湖區(qū)域分布著長波槽，南北經向度比較大，西風槽持續(xù)從中高緯區(qū)域不斷下滑，促使冷空氣持續(xù)南下。西風槽推動冷空氣同太平洋副熱帶高壓西北邊區(qū)域的暖空氣流在桂中、桂北一帶持續(xù)交匯，促使強降水天氣的持續(xù)發(fā)生。低緯度環(huán)流較平直，南支槽波動頻繁移出與西風槽同位疊加作用，促進強降水天氣的出現(xiàn)。此外，南亞高壓從孟加拉灣至中南半島區(qū)域朝北邊移至青藏高原，并且不斷增強東延，華南中東部高空存在分流，高空屬于較強的輻散區(qū)，在高低空急流耦合的影響下，桂中、桂北一帶屬于上升運動區(qū)，為暴雨天氣的發(fā)生提供了較好的動力條件[1]。此次持續(xù)強降雨天氣的主要影響系統(tǒng)是中緯槽、地面冷空氣、暖式切變線、低空急流，為降水的發(fā)生發(fā)展提供了有利的環(huán)流背景形勢。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件

強降雨天氣的發(fā)生需要豐富的水汽條件。本次桂北強降雨天氣的水汽主要源于南海與孟加拉灣從海上攜帶的豐富水汽。850 hPa由南海進入降水落區(qū)，700 hPa形勢場由孟加拉灣朝北部進入降水落區(qū)。在6月7—10日，西南氣流不斷增強，達到急流標準，為本次持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生發(fā)展提供了足夠的水汽供應條件。由分析桂北比濕配置了解到，6月7—10日，700 hPa形勢場桂北大部分區(qū)域比濕值達到12 g/kg以上，850 hPa形勢場桂北比濕值達15 g/kg以上;伴隨著西南氣流的持續(xù)增強，水汽通量輻合區(qū)逐漸向北推進，為本次桂北持續(xù)強降雨天氣的形成提供了充沛的水汽條件。

3.2 動力條件

由圖3可知，通過分析桂北持續(xù)強降水天氣垂直速度場發(fā)現(xiàn)，2020年6月7日08：00，中低層存在很強的上升運動，中心處于600 hPa，強度是-30×

10-2 Pa/s，散度場上，900 hPa處存在強輻合中心，強度為-5.9×10-5 Pa/s。6月7日20：00，桂北上空受整層下沉運動的影響，然后逐漸轉為上升氣流，中心在700 hPa處，強度達-58×10-2 Pa/s。在散度場上，900 hPa風場輻合越來越強，強度達-7.8×10-5 Pa/s，伴隨著時間的推移，上升運動越來越強，6月7日，整層上空主要受較強的上升氣流的影響，6月7日20：00上升氣流達到最強狀態(tài)，有2個負速度中心分別處于550 hPa和350 hPa，中心強度分別是-150×10-a Pa/s和-130×10-2 Pa/s，這意味著暖空氣被冷空氣抬升，促進了低層輻合運動的形成，由對應時刻的散度場上，6月7日20：00輻合中心處于700 hPa，強度越來越弱，中心為-2.9×10-5 Pa/s，然而在150 hPa處仍然分布著較強的輻散中心，如此高層輻散、低層輻合的抽吸作用，對上升運動的維持和發(fā)展比較有益。由此可見，上升運動的強烈發(fā)展，高層輻散、低層輻合的結構為持續(xù)強降雨的發(fā)生發(fā)展提供了較好的動力條件。

3.3 不穩(wěn)定能量條件

本次持續(xù)降水天氣集中在廣西北部，分析了廣西北部的桂林站探空資料，從而掌握整個降雨天氣過程對流不穩(wěn)定條件的變化。由桂林站資料可知，從2020年6月7日15：00開始，700 hPa 以下相對濕度都非常大，趨于飽和狀態(tài)，400 hPa 以上存在干空氣進入，溫濕層結曲線呈喇叭狀，開口朝上，“上層干冷、下層暖濕”的特征十分顯著。此外，6月7日08：00～10日20：00，CAPE值出現(xiàn)了2個峰值，CAPE值峰值都超過了2 800 J/kg，各指數出現(xiàn)峰值的時間較一致，且與主要降水時段存在很好的對應關系 ，K指數始終達到35℃以上，SI指數小于0，能量條件非常好，大氣呈不穩(wěn)定狀態(tài)，為持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生提供了有利的不穩(wěn)定能量條件。

4 結論

（1）在強降雨天氣發(fā)生期間，南亞高壓穩(wěn)定少動，在反氣旋外圍環(huán)流的作用下，廣西長時間受偏北流場的影響，同時存在顯著的輻散特征，為持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生提供了較好的輻散條件;此次持續(xù)強降雨天氣的主要影響系統(tǒng)是中緯槽、地面冷空氣、暖式切變線、低空急流，為降水的發(fā)生發(fā)展提供了有利的環(huán)流背景形勢。

（2）季風暴發(fā)和副高的穩(wěn)定維持，促使桂北一帶產生了非常強的偏南風低空急流，形成了兩條較強的水汽通道，一條源于南海，一條源于印度洋孟加拉灣，為桂北持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生帶來豐富的水汽和熱量;850 hPa由南海進入降水落區(qū)，700 hPa形勢場由孟加拉灣朝北部進入降水落區(qū)。

（3）高層輻散、低層輻合的結構為持續(xù)強降雨的發(fā)生發(fā)展提供了較好的動力條件;在降水過程中，CAPE 值峰值超過2 800 J/kg，K指數始終達到35℃以上，SI指數小于0，能量條件非常好，大氣呈不穩(wěn)定狀態(tài)，為持續(xù)強降雨天氣的發(fā)生提供了有利的不穩(wěn)定能量條件。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛

Analysis of a Weather Process of Continuous Heavy Rain in Northern Guangxi

HUANG Qunling et al（Meteorological Bureau of Hechi City， Guangxi Zhuang Autonomous Region， Hechi， Guangxi 547000）

Abstract The automatic meteorological observation data and NCEP analysis data were selected to analyze a continuous heavy rainfall process in north Guangxi from June 7 to 10， 2020. The results showed that the main influencing systems of this continuous heavy rainfall were mid-latitude trough， cold air on the ground， warm shear line and low level jet， which provided a favorable circulation background for the occurrence and development of precipitation. The onset of monsoon and the stable maintenance of subtropical high caused a very strong southerly low-level jet over northern Guangxi， and formed two strong water vapor channels， one from the South China Sea and the other from the Bay of Bengal， which brought abundant water vapor and heat to the occurrence of continuous heavy rainfall in Northern Guangxi. 850 hPa from the South China Sea into the precipitation area， 700 hPa from the Bay of Bengal to the north into the precipitation area. The structure of divergence at the upper level and convergence at the lower level provided better dynamic conditions for the occurrence and development of continuous heavy rainfall. With the transport of warm and wet air from southwest in the middle and lower level and good unstable energy conditions， these were very suitable for the formation of heavy rainfall weather.

Key words Precipitation weather; Weat-her situation; Physical quantity; Northern Guangxi