汛期單站暴雨指標(biāo)在預(yù)報暴雨落區(qū)中的應(yīng)用

摘 要：在復(fù)雜多變的氣象條件下，尤其是當(dāng)暴雨等災(zāi)害性天氣來襲時，作為防災(zāi)減災(zāi)的第一線，縣級氣象站承擔(dān)著預(yù)警與預(yù)報的重要職責(zé)。為了提升預(yù)報的準(zhǔn)確性和針對性，縣級氣象站需要在充分理解并采納上級氣象中心對宏觀氣象形勢判斷的前提下，結(jié)合暴雨指標(biāo)來進(jìn)行精細(xì)化的地方性災(zāi)害天氣預(yù)報修正。通過回顧和分析2010年縣級氣象站成功修正2次暴雨預(yù)報的過程，進(jìn)行深入的技術(shù)剖析并歸納為有效的修正方法，不僅能夠增強(qiáng)暴雨指標(biāo)的實用性，還能顯著降低預(yù)報中的漏報率，并探討了如何使上級氣象部門的宏觀預(yù)報結(jié)論在基層氣象站層面得到精準(zhǔn)實施，為基層氣象預(yù)報工作的優(yōu)化提供指導(dǎo)思路。

關(guān)鍵詞：汛期；單站；暴雨指標(biāo)；暴雨落區(qū)；精細(xì)化預(yù)報

中圖分類號：P332.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

2010年5月5日—6月28日，贛南區(qū)域遭遇了一系列罕見的強(qiáng)降水事件，共計11次暴雨事件。其中，尋烏縣在5月6日遭受猛烈的大暴雨襲擊，其局部區(qū)域甚至達(dá)到特大暴雨級別；5月7日，定南縣鵝公鎮(zhèn)也因特大暴雨而引發(fā)了災(zāi)難性的山洪；6月15日，會昌縣城也面臨了暴雨而引發(fā)的嚴(yán)重洪水災(zāi)害。這一系列暴雨和集中性強(qiáng)降水造成多個縣市發(fā)生了嚴(yán)重的洪水和地質(zhì)災(zāi)害[1]。

通過深入分析暴雨事件，發(fā)現(xiàn)它們表現(xiàn)為強(qiáng)烈的突發(fā)性、極高的降水強(qiáng)度和降水分布的顯著不均勻性，具備中尺度天氣系統(tǒng)的特性。從氣象系統(tǒng)角度分析，副熱帶高壓脊在15°N附近保持穩(wěn)定，而贛南地區(qū)位于這一高壓脊的北部邊緣。同時，西南方向暖濕氣流源源不斷地向贛南地區(qū)輸送，使得該區(qū)域的水汽含量異常豐富，為暴雨的形成提供了充足的水分條件。中低緯度區(qū)域南支槽的頻繁東向移動，與高空低槽的東移、低層大氣中的鋒面切變和地面靜止鋒向南推進(jìn)等氣象要素相互作用，共同促成了贛南地區(qū)條帶狀暴雨乃至大暴雨的頻繁發(fā)生，且這些強(qiáng)降水區(qū)域往往呈現(xiàn)出相對集中的分布特征[2]。在實際觀測中，每次暴雨來臨前，尋烏站的氣壓、溫度和濕度等氣象要素都明顯異于平常。例如，在濕度可能會在24 h內(nèi)急劇上升，其變化值超過7.4，快速形成一個濕中心，這是屬于強(qiáng)增濕類型的暴雨信號；或者低槽接近時伴隨的氣壓急劇下降，形成降壓型暴雨預(yù)警信號。

1 尋烏2010年5月6日大暴雨過程

1.1 暴雨過程實況

在2010年5月5日20：00—6日20：00的24 h內(nèi)，受前傾槽東移和切變系統(tǒng)南壓的共同作用影響，尋烏縣境內(nèi)普遍遭遇了強(qiáng)度極大、持續(xù)時間較長的大暴雨。尋烏縣16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)24 h雨量達(dá)100 mm以上大暴雨，最強(qiáng)降水中心出現(xiàn)在南橋鎮(zhèn)，達(dá)259.4 mm

特大暴雨，尋烏站測到124.2 mm大暴雨，全縣平均雨量達(dá)135.3 mm，有6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)1小時30 mm以上的強(qiáng)降水，最大1 h雨量達(dá)42.2 mm。特大暴雨造成南橋鎮(zhèn)多處山體塌方，交通一度中斷，多處在建高速路基和橋梁沖毀，迫使多處危險地帶的2 892名群眾轉(zhuǎn)移。

1.2 環(huán)流形勢

大暴雨過程是不同尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果，有利的環(huán)流形勢是產(chǎn)生大暴雨的背景條件[3]。2010年5月6日尋烏大暴雨是一次較典型的前傾槽東移和低層切變南壓的過程。形勢分析表明，5月5日08：00和14：00

地面圖上，尋烏縣處入海高壓后部，08：00 850 hPa尋烏縣處西南急流區(qū)（風(fēng)速＞12 m/s），且在廣東省河源到福建省龍巖市有弱風(fēng)速輻合場，低層切變位于湖南省中部（圖1）。而從500～850 hPa為前傾槽，尋烏縣處切變南側(cè)高濕區(qū)，歐洲中心預(yù)告低層切變5月6日20：00仍在尋烏縣北部維持（圖2），環(huán)流場非常有利于大雨到暴雨天氣的發(fā)生。

圖1" 2010年5月5日08：00 850 hPa形勢場

圖2" 2010年5月6日歐洲中心850 hPa風(fēng)濕場

1.3 尋烏站指標(biāo)

1.3.1 指標(biāo)條件

暴雨指標(biāo)是針對5月[低壓、高濕]類型暴雨特別定制的一套標(biāo)準(zhǔn)，具體條件如下。

預(yù)警信號：?[P-（E-T）]24≤-10.0。

啟動條件：在08：00與14：00時，（E-T）超過1.1；14：00時，?P6＜-1.0 hPa，?E24＞4.0 hPa。

消除條件：[P-（E-T）]＞972.0。

若滿足上述所有條件，則預(yù)報尋烏縣將在未來24～48 h內(nèi)面臨暴雨或大暴雨的天氣。

1.3.2 指標(biāo)應(yīng)用案例分析

以5月5日的尋烏縣為例，當(dāng)天?[P-（E-T）]24＝-10.5，

觸發(fā)了暴雨預(yù)警信號。08：00時，（E-T）為1.3；14：00時，

（E-T）為1.2，?P6=-1.1 hPa，?E24=4.8 hPa，[P-（E-T）]14＝971.3。所有要素均符合暴雨指標(biāo)的啟動條件，據(jù)此，可預(yù)報未來24～48 h內(nèi)尋烏縣將經(jīng)歷暴雨或大暴雨。

1.3.3 其他站點對比應(yīng)用

2010年5月5日，選取了興國站和崇義站的指標(biāo)

進(jìn)行對比分析。結(jié)果顯示，興國站?[P-（E-T）]24＝-0.1，崇義站?[P-（E-T）]24＝-9.2，均未達(dá)到暴雨預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)。實況顯示，興國站24 h雨量為35.4 mm，崇義站為

14.7 mm，均未達(dá)到暴雨級別。

1.3.4 預(yù)報修正與服務(wù)效果

2010年5月5日，省氣象臺的指導(dǎo)預(yù)報指出，5日晚上至6日贛中、贛南地區(qū)將有中到大雨或雷雨，局部地區(qū)有大到暴雨；市級氣象臺的指導(dǎo)預(yù)報則預(yù)計尋烏縣會有中到大雨，大到暴雨區(qū)域預(yù)測主要在贛南地區(qū)的西部和北部[4]。然而，尋烏縣的實際地理位置處于預(yù)報的暴雨空白區(qū)域。

基于當(dāng)?shù)貧庀笳?8：00和14：00的氣象要素分析，

尋烏縣的氣壓、溫度和濕度條件顯示非常利于暴雨的形成。通過套用暴雨指標(biāo)，均滿足所有條件，且高低空形勢場和當(dāng)?shù)貧庀笠匾恢绿崾緦蹩h可能遭遇大到暴雨。因此，相關(guān)部門果斷發(fā)布了未來24 h內(nèi)尋烏縣將有大到暴雨的預(yù)報。盡管最終的實際降雨量超出了最初的預(yù)報范圍，但在后續(xù)的滾動預(yù)報中，相關(guān)部門根據(jù)雷達(dá)回波和中尺度氣象資料，及時調(diào)整了預(yù)報量級，提供了更精準(zhǔn)的服務(wù)，最終獲得了良好的預(yù)報效果和社會效益。

2 尋烏2010年6月10日暴雨過程

2.1 暴雨過程實況

2010年6月10日的暴雨是高空南支槽底東移過境和切變南壓過程。尋烏縣平均雨量達(dá)53.3 mm，尋烏站62.4 mm，最大雨量在西部墾殖場為80.9 mm（圖3）。由于底層冷空氣帶動切變快速南壓，只經(jīng)過12 h就出現(xiàn)暴雨過程，此次暴雨降水時間短、強(qiáng)度大，但范圍不大，較集中，尋烏縣未發(fā)生災(zāi)害。

圈內(nèi)為暴雨區(qū)（會昌、安遠(yuǎn)縣南部和尋烏縣中北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)連片暴雨）

圖3" 2010年6月9日20：00—10日08：00 12 h雨量實況

2.2 天氣形勢

2010年6月9日的天氣尺度環(huán)流場不是典型強(qiáng)對流或暴雨模式。6月9日8：00 500 hPa江西西部與湖南交界有一低槽，贛南處槽底，環(huán)流較平直；850 hPa從吉安市西部、贛南地區(qū)西部、湖南省與廣東省交界線到廣西北部為弱切變（因切變兩側(cè)的風(fēng)速差異大，南側(cè)的風(fēng)速多為8～12 m/s西南風(fēng)，而湖南省境內(nèi)多為4～8 m/s東北風(fēng)），贛州市風(fēng)速為14 m/s，廣州市風(fēng)速為12 m/s，從贛州市到廣州市為風(fēng)速輻散場；而河源市風(fēng)速為12 m/s，龍巖市風(fēng)速為10 m/s，從河源市到龍巖市則有弱風(fēng)速輻合場。在地面圖上，贛南地區(qū)處暖槽區(qū)，湖南省南部有一小高壓中心，從形勢場看并不利于贛南暴雨天氣產(chǎn)生（圖4、圖5）。各家氣象臺數(shù)值預(yù)報都未報大量級的降水，省臺指導(dǎo)預(yù)報：6月9日下午到晚上，南部地區(qū)預(yù)計將出現(xiàn)小到中雨，局部大雨，明天贛南地區(qū)以陰天為主，伴有小雨或雷雨，局部中到大雨[5]。地臺指導(dǎo)預(yù)報：12小時小到中雨，24小時陣雨；在這種情況下往往容易忽略大到暴雨天氣的發(fā)生。

2.3 本站及比較站點指標(biāo)

2.3.1 指標(biāo)與條件

圖4" 2010年6月9日14：00地面

圖5" 2010年6月9日08：00歐洲850 hPa相對濕度與風(fēng)形勢場分布

此次分析采用的指標(biāo)是6月（強(qiáng)增濕、降壓）類型的大到暴雨指標(biāo)，專門設(shè)計用于預(yù)測大到暴雨事件。具體條件如下：

預(yù)警信號：?E24＞7.4 hPa。

啟動條件：4 d內(nèi)，?[P-（E-T）]≤-10.0且[P-（E-T）]＜

973.2；14：00時，?P24＜0 hPa （若14：00 T＜25℃，則?P24可＞0 hPa）。

消除條件：14：00風(fēng)向偏南；6月25日后出現(xiàn)訊號；T8＜24.5（若T14＜24.5，T8可＜24.5）。

注意事項：[P-（E-T）]連降天數(shù)應(yīng)在4 d內(nèi)。

若滿足啟動條件，則預(yù)報未來24～72 h內(nèi)將有大到暴雨發(fā)生。

2.3.2 應(yīng)用實例

2010年6月9日，尋烏站的氣象要素顯示：?E24= 7.6 hPa，觸發(fā)預(yù)警信號。6月6—9日，[P-（E-T）]從985.4降至971.3，4 d內(nèi)變化為-14.1。14：00 ?P24=-0.2 hPa，T14=23.1℃。

所有要素均符合啟動條件，未觸及消除條件，則預(yù)報未來24～72 h內(nèi)尋烏縣將經(jīng)歷大到暴雨[6]。

2.3.3 對比站點應(yīng)用

6月9日，贛南北部的興國站與西部的崇義站的指標(biāo)應(yīng)用結(jié)果如下：

興國站：?E24＝3.8 hPa，未觸發(fā)大到暴雨信號；崇義站：?E24＝5.9 hPa，同樣未達(dá)到大到暴雨信號標(biāo)準(zhǔn)。實際降水情況顯示，6月9日20：00—10日08：00，興國站和崇義站在相同時間段內(nèi)的降水量分別為0 mm和1.2 mm。

此外，鄰近的會昌和安遠(yuǎn)兩站的數(shù)據(jù)也進(jìn)行了同樣的指標(biāo)應(yīng)用，會昌站?E24=8.9 hPa，安遠(yuǎn)站?E24=8.8 hPa，

均達(dá)到大到暴雨信號，且會昌縣和安遠(yuǎn)縣與尋烏縣相鄰的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均遭受了暴雨。這是一個典型案例，展示了本地化大到暴雨指標(biāo)如何成功修正指導(dǎo)預(yù)報，避免了對局部暴雨的漏報，凸顯了指標(biāo)在精細(xì)化預(yù)報中的重要價值。

3 結(jié)論

（1）觀察2010年5月6日形勢場整個贛南地區(qū)位于切變線南側(cè)的高濕度環(huán)境中。盡管普遍受到低槽東移及切變線南向推進(jìn)的共同影響，暴雨或大暴雨僅限于贛南地區(qū)的南部局部區(qū)域顯現(xiàn)，這一分布特征鮮明地揭示了地面氣象站觀測到的氣壓、溫度和濕度等下墊面氣象要素在暴雨生成中的關(guān)鍵作用。由此可以推斷，單站的下墊面氣象條件，尤其是氣壓、溫度和濕度的變化，對暴雨的觸發(fā)和發(fā)展起著決定性作用?；诖?，暴雨指標(biāo)可以作為預(yù)報員在預(yù)測暴雨具體影響區(qū)域時不可或缺的參考依據(jù)。

（2）回顧2010年6月10日，贛南區(qū)域內(nèi)的安遠(yuǎn)縣、會昌縣南部及尋烏縣中北部的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭遇了一場局部性的暴雨侵襲。從大形勢場分析，當(dāng)時的天氣條件并不足以支撐廣泛區(qū)域內(nèi)的暴雨事件。然而，尋烏、會昌和安遠(yuǎn)三縣的地面氣象站監(jiān)測到顯著的氣象要素波動，特別是尋烏站記錄的數(shù)據(jù)，其變化特征完全吻合

6月大到暴雨前兆的強(qiáng)增濕降壓模式。實況上，尋烏縣周邊確實遭到了部分區(qū)域的暴雨襲擊，而相比之下，位于其西邊的崇義縣與北邊的興國縣則未接收到任何大到暴雨級別的預(yù)警通知，實際降水情況亦未達(dá)到暴雨級別。這一對比鮮明的現(xiàn)象，有力地驗證了基于單站觀測數(shù)據(jù)的氣象指標(biāo)在預(yù)測局部暴雨天氣中的價值與可靠性。

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收稿日期：2024-08-10

作者簡介：李右清（1972—），男，江西南康人，工程師，研究方向為氣象科技服務(wù)和人影作業(yè)。