東風(fēng)波引發(fā)的湖南南部強(qiáng)暴雨過(guò)程分析

蔣麗敏 付煒 彭艷青 李菁華

（1 永州市氣象局，永州 425000；2 株洲市氣象局，株洲 412000；3 懷化市氣象局，懷化 418000）

0 引言

1940年Riehl[1]最早根據(jù)加勒比海地區(qū)的氣象資料歸納出了東風(fēng)波的經(jīng)典模型，指出壞天氣發(fā)生在槽后。但影響我國(guó)的東風(fēng)波結(jié)構(gòu)由于受到西南氣流的影響，與經(jīng)典模型略有不同[2]，強(qiáng)對(duì)流及強(qiáng)降水在東風(fēng)波槽前、槽后均出現(xiàn)過(guò)。

因東風(fēng)波引發(fā)的強(qiáng)天氣情況比較復(fù)雜，這些年來(lái)我國(guó)諸多學(xué)者專家對(duì)其展開研究，沈杭鋒等[3]指出當(dāng)有低層的中尺度輻合線出現(xiàn)時(shí)易觸發(fā)或加強(qiáng)對(duì)流天氣，缺乏低層系統(tǒng)配合時(shí)難觸發(fā)強(qiáng)天氣；劉麗君等[4]通過(guò)分析一次影響海南島的東風(fēng)波暴雨，指出東風(fēng)波天氣下配合低空東風(fēng)急流的出現(xiàn)激發(fā)次級(jí)環(huán)流有利于降水的增幅，同時(shí)低空東風(fēng)急流也是暴雨所需水汽的最大提供者；諸多研究[5-9]也證實(shí)，在單純的東風(fēng)波影響下降水強(qiáng)度一般不強(qiáng)，當(dāng)東風(fēng)波與西南季風(fēng)或低渦或其他天氣系統(tǒng)相互作用時(shí)，可造成較大范圍強(qiáng)降水，另外地形的影響也很重要[10-12]，地形強(qiáng)迫抬升及對(duì)暖濕氣流的阻擋作用、沿海喇叭形超淺海河口港灣的狹管效應(yīng)等，都對(duì)降水有一定的增幅作用。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)東風(fēng)波強(qiáng)降水的認(rèn)識(shí)，諸多學(xué)者專家通過(guò)物理量進(jìn)行診斷分析，王忠東等[13]、曹楚等[14]皆指出在渦度場(chǎng)以及垂直螺旋度與暴雨或強(qiáng)降水的落區(qū)也有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；顧思南等[15]也表示風(fēng)暴相對(duì)螺旋度演變能夠提前預(yù)報(bào)東風(fēng)波強(qiáng)降水的落區(qū)，但提前的時(shí)效較短。

近年來(lái)對(duì)東風(fēng)波強(qiáng)降水的研究發(fā)現(xiàn)了這些事實(shí)，在天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中得到應(yīng)用，但東風(fēng)波影響下的降水天氣突發(fā)性強(qiáng)、尺度較小、發(fā)展迅速，預(yù)報(bào)預(yù)警難度大，需要進(jìn)一步深化以及更系統(tǒng)的研究。2016年8月12—13日湖南南部的強(qiáng)降水過(guò)程，使得部分城區(qū)積水，農(nóng)作物受損、房屋及道路被摧毀，造成較大經(jīng)濟(jì)損失，是近十年來(lái)對(duì)湘南影響最大的一次東風(fēng)波暴雨過(guò)程。本文對(duì)此次暴雨過(guò)程進(jìn)行分析，以期加深對(duì)東風(fēng)波暴雨的認(rèn)識(shí)，找出預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，為今后監(jiān)測(cè)與防范此類天氣過(guò)程提供參考。

1 東風(fēng)波暴雨天氣形勢(shì)實(shí)況分析

2016年8月11日凌晨，中國(guó)臺(tái)灣附近的東風(fēng)波發(fā)展加強(qiáng)，自東向西移動(dòng)，陸續(xù)經(jīng)過(guò)廣東中北部、廣西東北部、中部等地，影響華南地區(qū)，13日白天掠過(guò)廣西南部進(jìn)入北部灣。受其影響，華南北部地區(qū)出現(xiàn)了大到暴雨局地大暴雨的天氣，雨帶自東向西擴(kuò)展，相繼影響多省。最強(qiáng)降水時(shí)段出現(xiàn)在12日08時(shí)至13日08時(shí)（圖1），三個(gè)強(qiáng)降水中心分別位于廣東中西部、湖南南部和廣西中部，最大累積降水量達(dá)264.9 mm（圖1紅點(diǎn)處，廣東清遠(yuǎn)佛岡縣境內(nèi)），最大小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)103.3 mm（12日16—17時(shí)，廣西梧州蒼梧縣境內(nèi)），湖南南部強(qiáng)降水中心累計(jì)雨量為157.2 mm。此次過(guò)程以短時(shí)強(qiáng)降水為主，具有影響范圍廣、降水效率高 、移動(dòng)快、強(qiáng)降水分布不均等特點(diǎn)，上述地區(qū)都出現(xiàn)了不同程度的致災(zāi)現(xiàn)象，這也是近十年來(lái)影響湘南地區(qū)范圍最廣、強(qiáng)度最大的一次東風(fēng)波暴雨天氣過(guò)程。

圖1 2016年8月12日08時(shí)至13日08時(shí)降水實(shí)況（單位：mm） Fig. 1 Accumulated precipitation from 08:00 BT 12 to 08:00 BT 13 August 2016 (unit: mm)

200 hPa上顯示（圖略），11日20時(shí)之后位于90°E以西和江淮地區(qū)的兩個(gè)1260 dagpm高壓中心合并加強(qiáng)，12日08時(shí)呈帶狀從江淮地區(qū)一直延伸到青藏高原，高壓中心于12日20時(shí)向東越過(guò)90°E，中心加強(qiáng)到1264 dagpm，呈塊狀穩(wěn)定在90°E以東，南亞高壓由西部型轉(zhuǎn)東部型的過(guò)渡階段，屬帶狀型過(guò)程[16]。500 hPa，11日08時(shí)（圖略）副熱帶高壓位于我國(guó)中東部，588 dagpm西脊點(diǎn)至川西高原，脊線位于30°N附近，日本島到山東半島附近有592 dagpm中心，臺(tái)灣以北洋面和閩浙沿海為偏東氣流，在700 hPa上達(dá)急流強(qiáng)度，臺(tái)灣海峽附近對(duì)流層中低層形成東風(fēng)波；12日08時(shí)（圖2a），中高緯西風(fēng)槽經(jīng)向度減小，副高中心強(qiáng)度減弱、范圍縮小，由塊狀結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)為帶狀，并繼續(xù)西伸，西脊點(diǎn)至青藏高原東部，副高南側(cè)偏東風(fēng)有組織性加強(qiáng)，在其引導(dǎo)下，700 hPa急流伸展到贛北（南昌站東東南風(fēng)14 m·s?1），東風(fēng)波系統(tǒng)由東向西移動(dòng)，中南半島、南海一帶西南季風(fēng)加強(qiáng)北上與偏東氣流在粵東地區(qū)誘生出低渦（地面圖上表現(xiàn)為粵贛交界處有低壓系統(tǒng)生成，該處ΔP24（24小時(shí)變壓）達(dá) ?5 hPa，圖略），此時(shí)降水強(qiáng)度增加，低渦經(jīng)過(guò)之處陸續(xù)出現(xiàn)暴雨（12日11—14時(shí)在廣西境內(nèi)ΔP3（3小時(shí)變壓）負(fù)值 中心達(dá)3.2 hPa，有利于地面輻合。圖略）；13日08時(shí)，700 hPa低渦向西南方向移至廣西南部，東風(fēng)波波槽減弱，渦東側(cè)由東東南急流轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)（郴州站12日20時(shí)東東南風(fēng)14 m·s?1，13日08時(shí)東風(fēng)10 m·s?1），至此華南地區(qū)降水減弱，過(guò)程趨于結(jié)束。

圖2 2016年8月12日08時(shí)（a）、8月13日08時(shí)（b）500 hPa高度場(chǎng)（等值線，單位：dagpm）及700 hPa風(fēng)場(chǎng)（風(fēng)向桿，單位：m·s?1） Fig. 2 500 hPa height field (contour, unit: dagpm) and 700 hPa wind field (barb, unit: m·s-1) at (a) 08:00 BT 12; (b) 08:00 BT 13 August 2016

12日08時(shí)粵東地區(qū)誘生出低渦，東風(fēng)波槽線位于粵贛交界，位于槽前的郴州站探空?qǐng)D（圖3a）顯示，風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，低層1000～500 hPa有較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，400～250 hPa盛行偏東風(fēng)，200 hPa轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，低層?xùn)|風(fēng)分量隨高度增加，基本氣流的垂直切變?yōu)闁|風(fēng)切變，降水主要發(fā)生在東風(fēng)波槽前。雷達(dá)圖（圖略）上已有強(qiáng)積云降水回波移向郴州站，郴州站將出現(xiàn)較強(qiáng)降水，該站K指數(shù)為41 ℃，SI達(dá) ?2.41 ℃，圖3b中顯示在925～400 hPa存在 和 （符號(hào)含義見圖3），表明大氣處于條件不穩(wěn)定層結(jié)狀態(tài)，濕層較為深厚，對(duì)流條件理想，有利于東風(fēng)波槽前出現(xiàn)強(qiáng)降水。

圖3 2016年8月12日08時(shí)郴州站探空?qǐng)D（a）和位溫（單位：℃）垂直分布圖（b）（圖b中綠色曲線為位溫線θ、棕色曲線為假相當(dāng)位溫線θse、藍(lán)色曲線為飽和假相當(dāng)位溫線θ*se） Fig. 3 T-logp profiles of temperature (a, blue curve, unit: ℃); dew point temperature (b, green curve, unit: ℃); wind (a, barb, unit: m·s-1); potential temperature (b, green curve, unit: ℃); pseudo-equivalent potential temperature (b, brown curve, unit: ℃); saturation pseudo-equivalent potential temperature (b, blue curve, unit: ℃) at Chenzhou Station at 08:00 BT 12 August 2016

此次暴雨過(guò)程發(fā)生在南亞高壓在由西部型轉(zhuǎn)東部型的過(guò)渡階段，東風(fēng)波出現(xiàn)在副高南側(cè)，中低層配合有低渦、低空急流等天氣系統(tǒng)，暴雨主要發(fā)生在低渦中心附近及東風(fēng)波槽前區(qū)域。

2 水汽條件分析

東風(fēng)波暴雨的形成除了與東風(fēng)波本身強(qiáng)度和環(huán)境場(chǎng)等因素相關(guān)外，還與水汽輸送關(guān)系密切，水汽輸送對(duì)東風(fēng)波系統(tǒng)的維持及降水強(qiáng)度都有重要影響。圖4d顯示湘南地區(qū)在12日白天水汽輸送最為強(qiáng)盛，其中12日16時(shí)前后水汽輻合最劇烈，現(xiàn)對(duì)影響湘南地區(qū)最強(qiáng)降水時(shí)期8月12日白天（圖4a），特別是16時(shí)前后的水汽特征（圖4b）進(jìn)行分析。

圖4 2016年8月12日08—20時(shí)（北京時(shí)）平均（a）、12日16時(shí)（北京時(shí)）（b）整層水平水汽通量（箭頭，單位：103 g·cm?1·s?1）及整層水汽通量散度（填色，單位：10?4 g·cm?2·s?1）、沿圖4b中藍(lán)實(shí)線的水平水汽通量（箭頭，單位：10 g·cm?1·s?1·hPa?1）及水汽通量散度（填色，單位：10?6 g·cm?2·s?1·hPa?1）的斜向垂直剖面（c）、圖4b中紅十字處的水平水汽通量（箭頭，單位：10 g·cm?1·s?1·hPa?1）及水汽通量散度（填色，單位：10?6 g·cm?2·s?1·hPa?1）的時(shí)間高度剖面（d） Fig. 4 Water vapor flux (vector, unit: 103 g·cm-1·s-1) and water vapor flux divergence (shaded, unit: 10-4 g·cm-2·s-1) in whole level average from 08:00 to 20:00 BT 12 August 2016 (a); at 16:00 BT 12 August 2016 (b); slant-vertical section of water vapor flux (vector, unit: 10 g·cm-1·s-1·hPa-1) and water vapor flux divergence (shaded, unit: 10-6 g·cm-2·s-1·hPa-1) (c); Time-Height profile of water vapor flux (vector, unit: 10 g·cm-1·s-1·hPa-1) and water vapor flux divergence (shaded, unit: 10-6 g·cm-2·s-1·hPa-1) (d)

整層平均水平水汽通量（圖4a，8月12日08—20時(shí)的平均量，積分為1000～300 hPa）的分布顯示，此次暴雨水汽輸送通道主要有兩個(gè)，一是孟加拉灣經(jīng)中南半島、南海向華南沿海及西太平洋輸送，即西南季風(fēng)的輸送；二是西太平洋副熱帶高壓邊緣偏東氣流向西輸送。此次過(guò)程前期副熱帶高壓南側(cè)偏東氣流輸送水汽貢獻(xiàn)值大，在最強(qiáng)降水時(shí)期，孟加拉灣向華南輸送的水汽通量加大（前期華南地區(qū)西南風(fēng)和偏西風(fēng)的水汽通量值小，圖略），低渦進(jìn)入廣西后再次以偏東風(fēng)的水汽輸送為主（圖略）。圖4b顯示水汽通量大值區(qū)集中在東風(fēng)波動(dòng)明顯區(qū)、誘生低渦經(jīng)過(guò)的北側(cè)。隨著誘生低渦逐漸西移至廣東中北部，水汽通量大值區(qū)西擴(kuò)至湘桂交界，水汽通量中心值≥8×103g·cm?1·s?1，位于誘生低渦正北側(cè)。東南沿海、粵贛湘桂地區(qū)的水汽輸送強(qiáng)，但水汽通量輻合區(qū)集中在有限的區(qū)域內(nèi)。粵湘桂交界處于水汽通量4×103g·cm?1·s?1以上的大值區(qū)中，且水汽通量強(qiáng)輻合區(qū)位于誘生低渦附近的粵中地區(qū)及粵桂交界的北部，最強(qiáng)輻合中心達(dá)?3.5×10?4g·cm?2·s?1，其次是湖南南部，此時(shí)強(qiáng)降雨區(qū)也位于湖南南部 。

沿著兩個(gè)水汽輻合中心作垂直剖面進(jìn)行分析（圖4c，沿[21°N，117°E]到[29°N，108°E]），強(qiáng)水汽通量散度在500 hPa以下，水平水汽輸送最強(qiáng)出現(xiàn)在低層700 hPa以下。湖南南部（25°N～26°N），水汽通量中心值≥18×10 g·cm?1·s?1·hPa?1，對(duì)應(yīng)的水汽輻合區(qū)位于800 hPa以下，最強(qiáng)輻合中心在925 hPa層，≤?25×10?6g·cm?2·s?1·hPa?1，圖4d（[25.2°N，112.3°E]的時(shí)間－高度剖面）亦顯示出強(qiáng)水汽輻合層在800 hPa以下，最強(qiáng)時(shí)段在低渦位于廣東中北部的8月12日16時(shí)左右，此時(shí)湘南處東風(fēng)波槽前，由于副高南側(cè)攜帶大量水汽的低層?xùn)|北急流的較長(zhǎng)時(shí)間維持，造成了湖南南部暴雨，局地大暴雨天氣。廣東中北部（23.5°N—25°N）850 hPa以下以來(lái)自孟加拉灣經(jīng)中南半島、南海等地的西南風(fēng)和偏南風(fēng)的水汽輸送為主，850 hPa以上西南風(fēng)和偏南風(fēng)與來(lái)自西北太平洋的東北風(fēng)共同為其輸送水汽，水汽輻合中心在925 hPa上，最強(qiáng)達(dá)?25×10?6g·cm?2·s?1·hPa?1且水汽輻合區(qū)延伸到500 hPa以上，整層水汽輻合厚度比湘南大得多，低層西南風(fēng)的維持加強(qiáng)了位于廣東中北部的低渦，更強(qiáng)的動(dòng)力條件，使得水汽輻合深厚，整層水汽通量輻合高于湘南，引發(fā)廣東中北部出現(xiàn)區(qū)域性暴雨，局地大暴雨、特大暴雨。

3 東風(fēng)波發(fā)展的動(dòng)力診斷

王堅(jiān)紅等[17]通過(guò)對(duì)十次東風(fēng)波的動(dòng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，指出正渦度區(qū)指示東風(fēng)波槽位置，正渦度值的大小指示東風(fēng)波強(qiáng)度；王忠東等[13]也指出，渦度場(chǎng)和垂直螺旋度均對(duì)東風(fēng)波及其誘生低渦的演變過(guò)程有很好的指示意義。此次降雨的主要影響系統(tǒng)是東風(fēng)波及其誘生低渦，通過(guò)對(duì)正渦度中心經(jīng)過(guò)附近23.8°N（圖4a中的紅虛線）作緯向垂直剖面，對(duì)東風(fēng)波及其誘生低渦的發(fā)展及動(dòng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

東風(fēng)波在掠過(guò)臺(tái)灣海峽過(guò)程中強(qiáng)度有所減弱，12日08時(shí)（圖5a），東風(fēng)波槽西移進(jìn)入粵東，因西南季風(fēng)的卷入，在700 hPa上誘生出低渦（圖2a），正渦度中心亦是誘生低渦中心，此時(shí)正渦度值小，垂直上升運(yùn)動(dòng)弱，但垂直方向上風(fēng)切變加大。12日14時(shí)誘生低渦進(jìn)入廣東中北部后（圖5b），低層西南風(fēng)加強(qiáng)到急流強(qiáng)度，厚度擴(kuò)展到700 hPa左右，正垂直螺旋度中心也在700 hPa上，強(qiáng)度達(dá)14×10?9m·s?2，垂直風(fēng)切變進(jìn)一步加大，東風(fēng)波槽強(qiáng)度迅速增加，900～300 hPa為較深厚的垂直上升區(qū)，與東風(fēng)波波槽隨高度均向東傾斜，主雨帶位于低渦前側(cè)，距渦中心2個(gè)經(jīng)距左右。12日20時(shí)（圖5c），700 hPa低渦移至兩廣交界的北部，西南風(fēng)減弱，使得垂直風(fēng)切變減弱，垂直上升區(qū)和輻合中心皆移到低渦前側(cè)，強(qiáng)度有所減弱，主雨帶距渦中心約3個(gè)經(jīng)距。13日08時(shí)（圖5d），700 hPa低渦移至廣西南部（圖2b），正渦度中心在廣西中部，位置不重疊，西南季風(fēng)減弱消失，垂直風(fēng)切變小，東風(fēng)波波軸隨高度略向西傾斜，正渦度區(qū)深厚，延伸到200 hPa，表現(xiàn)為深厚的波動(dòng)特征，此時(shí)主雨帶位于波槽前0.5個(gè)經(jīng)距左右。

圖5 2016年8月12日08時(shí)（a）、12日14時(shí)（b）、12日20時(shí)（c）、13日08時(shí)（d）（北京時(shí)）沿23.8°N（圖4a中紅虛線）的緯向垂直剖面（風(fēng)羽為垂直方向的水平風(fēng)，單位：m·s?1、填色區(qū)為正渦度區(qū)單位：10?5 s?1、等值線為垂直上升速度，單位：Pa·s?1、藍(lán)色三角為此時(shí)主雨帶的位置） Fig. 5 Latitude-vertical section of wind (barb, unit: m·s-1), positive vorticity (shaded, unit: 10-5 s-1) and vertical velocity (contour, unit: Pa·s-1) along 23.8°N at (a) 08:00 BT 12; (b) 14:00 BT 12; (c) 20:00 BT 12; (d) 08:00 BT 13 August 2016

此次深厚東風(fēng)波暴雨渦度場(chǎng)對(duì)東風(fēng)波槽的位置和強(qiáng)度有很好的指示作用，誘生低渦在進(jìn)入廣西之前，垂直風(fēng)切變大，低渦中心與正渦度中心對(duì)應(yīng)較好，東風(fēng)波波軸隨高度略向東傾，主雨帶距渦中心2～3個(gè)經(jīng)距；進(jìn)入廣西后，西南季風(fēng)減弱，垂直風(fēng)切變減弱，低渦與東風(fēng)波槽位置有偏離，主雨帶在波槽前0.5個(gè)經(jīng)距附近。此次過(guò)程中西南季風(fēng)的卷入使得垂直風(fēng)切變加大，東風(fēng)波系統(tǒng)得以較長(zhǎng)時(shí)間維持。強(qiáng)降水時(shí)段，東風(fēng)波波軸隨高度略向東傾，主要降雨區(qū)位于誘生低渦經(jīng)過(guò)的區(qū)域和低渦向北延伸的東風(fēng)波槽前東北氣流區(qū)。

4 東風(fēng)波發(fā)展的熱力診斷及與雨區(qū)的關(guān)系

本次過(guò)程具有降水效率高、分布不均等特點(diǎn)，預(yù)報(bào)預(yù)警難度大?，F(xiàn)通過(guò)出現(xiàn)誘生低渦12日08時(shí)至13日08時(shí)600 hPa的風(fēng)場(chǎng)、正渦度平流及低層850 hPa的假相當(dāng)位溫分布圖，將未來(lái)6小時(shí)出現(xiàn)較強(qiáng)降水的站點(diǎn)疊加進(jìn)行分析（圖6），以期能對(duì)強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)預(yù)警提供幫助。

圖6 2016年8月12日08時(shí)（a）、12日14時(shí)（b）、12日20時(shí)（c）、13日02時(shí)（d）（北京時(shí)）850 hPa假相當(dāng)位溫θse（藍(lán)?紅色等值線，單位：K）、600 hPa風(fēng)場(chǎng)（風(fēng)羽，單位：m·s?1）、低渦中心（紅十字）及正渦度平流區(qū)（填色，單位：10?9 s?2）、未來(lái)6小時(shí)強(qiáng)降雨站點(diǎn)（藍(lán)點(diǎn)為≥25 mm、紅點(diǎn)為≥50 mm、紫點(diǎn)為≥100 mm，單位：mm） Fig. 6 Fields of 850 hPa pseudo-equivalent potential temperature (blue-red contour, unit: K), 600 hPa wind field (barb, unit: m·s-1) and positive vorticity advection (shaded, unit: 10-9 s-2, red crosses represent the vortex centres) and heavy rainfall stations for the next six hours (blue dots indicate above 20 mm; red dots indicate above 50 mm; purple dots indicate above 100 mm) at (a) 08:00 BT 12; (b)14:00 BT 12; (c) 20:00 BT 12; (d) 02:00 BT 13 August 2016

850 hPa假相當(dāng)位溫θse顯示，低渦中心附近等θse線密集，高θse值區(qū)主要位于誘生低渦的北側(cè)及西側(cè)，隨東風(fēng)波向西的系統(tǒng)性平流明顯，600 hPa的正渦度平流整體上呈波列分布。12日08時(shí)（圖6a），誘生低渦在廣東東南部，東風(fēng)波波槽東傾明顯，未來(lái)6小時(shí)強(qiáng)雨區(qū)主要位于誘生低渦西側(cè)的能量鋒區(qū)（等θse線密集）偏暖一側(cè)及東風(fēng)波波槽前3個(gè)經(jīng)距左右的θse≥356 K區(qū)域內(nèi)，當(dāng)上述區(qū)域有正渦度平流存在時(shí)降水強(qiáng)度明顯增大；12日14時(shí)（圖6b），誘生低渦進(jìn)入廣東中部，東風(fēng)波波槽東傾不明顯，湖南南部為θse≥360 K的高值中心，未來(lái)6小時(shí)強(qiáng)雨區(qū)主要位于誘生低渦西側(cè)、東風(fēng)波波槽前1～2個(gè)經(jīng)距區(qū)域內(nèi)的高θse值區(qū)，當(dāng)正渦度平流大值與θse大值區(qū)重疊時(shí)，降水強(qiáng)度明顯加大；12日20時(shí)（圖6c）、13日02時(shí)（圖6d），西南風(fēng)逐漸退出華南，強(qiáng)雨區(qū)皆位于低渦西側(cè)的能量鋒區(qū)偏高θse區(qū)附近。

此次過(guò)程中，強(qiáng)雨區(qū)一處位于低渦西側(cè)的能量鋒區(qū)偏高θse區(qū)附近，另一處位于東風(fēng)波槽前θse大值區(qū)中，當(dāng)槽前正渦度平流大值與θse大值區(qū)重疊時(shí)，降水強(qiáng)度增大明顯，這對(duì)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)預(yù)警有很好的指示作用。

5 地形的影響

地形對(duì)降水強(qiáng)度、落區(qū)和災(zāi)害天氣都具有重要影響[18]。此次過(guò)程中誘生低渦沿23.8°N一路西進(jìn)，強(qiáng)降水區(qū)也主要位于23.8°N一帶，12日14—20時(shí)誘生低渦靠近山區(qū)時(shí)，移速減慢，對(duì)應(yīng)的雨區(qū)西推速度變慢。產(chǎn)生兩處強(qiáng)降水中心，分別位于低渦西側(cè)對(duì)應(yīng)梧州市北部（約23.8°N）和東風(fēng)波槽前對(duì)應(yīng)永州市東南部（約25.2°N）。

現(xiàn)主要分析湘南地區(qū)的降水（圖7a）。位于永州市東南部的降水中心6小時(shí)最大累計(jì)雨量達(dá)132.7 mm，小時(shí)雨強(qiáng)最大達(dá)57.9 mm·h－1（12日14—15時(shí)，源峰站）。源峰站位于九嶷山脈北部，海拔高度為401 m，周圍最近的兩個(gè)六要素站分別為藍(lán)山縣國(guó)家站（位于源峰站東北側(cè)，單程距離約3 km）和楠市林檢站（位于源峰站北側(cè)，單程距離約8 km）。6小時(shí)降水超過(guò)50 mm、100 mm的站點(diǎn)（圖中紅點(diǎn)、紫點(diǎn)）絕大部分位于湖南南部的萌渚嶺—九嶷山系一帶，此處地貌復(fù)雜多樣，山岡盆地相間分布，屬南嶺山脈緯向構(gòu)造帶，主峰均在1500 m以上，九嶷山脈大體呈東西走向，與萌渚嶺山脈接壤處呈東北—西南走向，其中6小時(shí)降水超過(guò)100 mm的站點(diǎn)拔海高度均超過(guò)400 m。藍(lán)山縣區(qū)竹林站海拔高度達(dá)1159 m，相當(dāng)于邊界層高度，低層西南風(fēng)加強(qiáng)時(shí)，竹林站在12日12—15時(shí)的西南風(fēng)達(dá)12 m·s?1以上，藍(lán)山站在13時(shí)之后由弱北風(fēng)轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，并逐漸增強(qiáng)，14：18極大風(fēng)速達(dá)11.8 m·s?1，13時(shí)之后因誘生低渦北側(cè)攜帶西太平洋水汽的偏北氣流影響到萌渚嶺—九嶷山北麓，楠市林檢站亦因喇叭口地形的影響，在13時(shí)之后轉(zhuǎn)西西北風(fēng)，在14：06極大風(fēng)速達(dá)7.4 m·s?1。偏東風(fēng)和東南風(fēng)與西西北風(fēng)同時(shí)加強(qiáng)生成地形輻合線（圖中藍(lán)點(diǎn)、紅點(diǎn)密集區(qū)），到14時(shí)最強(qiáng)，降水與風(fēng)速的加強(qiáng)幾乎同步，小時(shí)最大雨強(qiáng)就出現(xiàn)在14—15時(shí)。6小時(shí)50 mm以上的降水區(qū)大部分在地面輻合線附近，雷達(dá)圖（圖7b）顯示，輻合線附近有多個(gè)對(duì)流單體存在，皆體現(xiàn)出低質(zhì)心降水回波的特征，這些對(duì)流單體不斷生消，維持了近6個(gè)小時(shí)（圖略）。

圖7 2016年8月12日14時(shí)地面極大風(fēng)向風(fēng)速（a，風(fēng)羽，單位：m·s?1；填色為地形高度，單位：m）、未來(lái)6小時(shí)強(qiáng)降水站點(diǎn)（紅點(diǎn)為≥50mm、紫點(diǎn)為≥100mm）、8月12日16：57永州雷達(dá)組合反射率圖（b） Fig. 7 (a) Fields of surface maximum wind (barb, unit: m·s-1) and heavy rainfall stations for the next six hours (red dots indicate above 50 mm; purple dots indicate above 100 mm) at 14:00 BT 12 August 2016 (Shadings indicate topography, unit: m); (b) combined reflectivity of Yongzhou Station at 16:57 BT 12 August 2016

這次過(guò)程中東風(fēng)波波槽前的強(qiáng)降水與地形相關(guān)性顯著，攜帶西太平洋水汽的偏北氣流與萌渚嶺—九嶷山系相遇夾角大，且山脈坡度大，強(qiáng)降水中心主要出現(xiàn)在萌渚嶺—九嶷山北麓，另外，都龐嶺走向與邊界層暖濕氣流方向基本一致且地面風(fēng)弱，都龐嶺附近降水較弱。可見山脈走向與暖濕氣流來(lái)向的夾角對(duì)強(qiáng)降水的分布有一定影響，偏東風(fēng)和東南風(fēng)與西北風(fēng)的地形輻合線的出現(xiàn)，使得降水云團(tuán)的移動(dòng)遲緩，配合迎風(fēng)坡效應(yīng)，低層暖濕氣流加強(qiáng)抬升，降水增幅明顯。

6 結(jié)論與討論

1）2016年8月12日這次過(guò)程是近十年來(lái)影響湘南地區(qū)范圍最廣、強(qiáng)度最強(qiáng)、受災(zāi)最強(qiáng)的一次東風(fēng)波暴雨天氣過(guò)程。強(qiáng)降水期間，南亞高壓逐漸由西部型轉(zhuǎn)東部型，500 hPa上副熱帶高壓西伸發(fā)展成帶狀分布控制我國(guó)中東部，其南側(cè)形成強(qiáng)盛的偏東風(fēng)波動(dòng)，并在偏東風(fēng)氣流中誘生出低渦。主要降雨區(qū)位于誘生低渦經(jīng)過(guò)的區(qū)域和低渦中心向北延伸的東風(fēng)波槽前東北氣流區(qū)，西南季風(fēng)的卷入使得垂直風(fēng)切變加大，東風(fēng)波系統(tǒng)得以較長(zhǎng)時(shí)間維持。

2）此次暴雨水汽輸送通道主要有兩個(gè)，低渦附近降水以孟加拉灣輸送過(guò)來(lái)的西南方向的水汽為主，東風(fēng)波槽前降水以西太平洋輸送過(guò)來(lái)的偏東方向的水汽為主。此次過(guò)程中渦度場(chǎng)對(duì)東風(fēng)波槽的位置和強(qiáng)度有很好的指示作用，誘生低渦在進(jìn)入廣西之前其中心與正渦度中心對(duì)應(yīng)較好。東風(fēng)波槽前的降水強(qiáng)度與正渦度中心強(qiáng)度的變化有直接關(guān)系，誘生低渦附近的降水強(qiáng)度與西南風(fēng)強(qiáng)度關(guān)系密切。

3）此次過(guò)程強(qiáng)雨區(qū)一處位于低渦西側(cè)的能量鋒區(qū)偏高θse區(qū)附近，另一處位于東風(fēng)波槽前θse大值區(qū)中，當(dāng)槽前正渦度平流大值與θse大值區(qū)耦合時(shí)，降水強(qiáng)度將明顯增大，這對(duì)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)預(yù)警有很好的指示作用。此外東風(fēng)波引起的暴雨與地形相關(guān)性高，有利地形下，山脈走向與暖濕氣流來(lái)向的夾角大、出現(xiàn)地形輻合線等中尺度系統(tǒng)，降水增幅明顯，湘南山區(qū)雨量超過(guò)100 mm的站點(diǎn)均位于地面輻合線附近，拔海高度在400 m以上。本文中對(duì)地形的影響僅做定性分析，南嶺山脈山岡盆地交錯(cuò)分布，地形復(fù)雜，對(duì)海拔高度、山脈坡度、下墊面水體、林區(qū)等與降水關(guān)聯(lián)程度并未作詳細(xì)的討論，將在未來(lái)工作中進(jìn)行重點(diǎn)研究。