2017年6月1日閩北大暴雨過程分析

劉穎灝 李霖 余建華

摘要 利用常規(guī)資料和非常規(guī)資料對2017年6月1日閩北大暴雨過程進行分析。結果表明：強降水過程是發(fā)生在高層有低槽東移和低層為切變東移南壓（并有西南風急流配合）、切變南側的風速輻合的有利天氣形勢下。從物理場看，強降水過程暴雨區(qū)有充足的水汽供應，暴雨區(qū)上空有強的上升運動（水汽通量散度場上為低層有較強的水汽通量輻合，高層有較強的水汽通量輻散的配置；渦度場上為低層正渦度、高層負渦度的配置；散度場上為低層輻合高層輻散的配置）。從雷達資料（結合區(qū)域自動站雨量資料）看，強降水過程是由絮狀強雷雨回波帶東移南壓影響造成；過程短時強降水特征明顯；雨強≥10 mm/h的短時強降水主要是由強度為45～55 dBz的回波強核持續(xù)影響造成。

關鍵詞 大暴雨；短時強降水；列車效應

中圖分類號：P458 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）02-056-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.03.024

Abstract The heavy rain process in northern Fujian on June 1， 2017 was analyzed using conventional data and unconventional data. The results showed that the strong precipitation process occurred in the favorable weather conditions of the high velocity troughs moving eastward and the convergence of low level moving eastward and southward （and was cooperated with the southwest wind jet stream） and the wind speed moving south side Seen from the physics field， there was ample supply of water vapor in the rainstorm area during the heavy precipitation， and there was a strong upward movement over the rainstorm area （the water vapor flux divergence field was the configuration of strong moisture flux convergence at the lower level， and strong moisture flux divergence at the upper level； the vorticity field was the configuration of low level positive vorticity and high level negative vorticity； the divergence field was the configuration of low level convergent and high level divergence）. See from the radar data （combined with automatic station rainfall data）， the heavy precipitation process was caused by the impacts of the flocculent strong thunderstorm echo belt moving to eastward and southward； the characteristics of short term heavy rainfall were obvious； the short term heavy rainfall with the rain intensity greater than or equal to 10 mm/h was mainly caused by the continuous influence of the intensive echo group with an intensity of 45-55 dBz.

Key words Heavy rain； Short term heavy rainfall； Train effect

2017年5月31日20：00至6月1日20：00福建省南平市出現(xiàn)了暴雨、大暴雨天氣過程，全市10個縣市（區(qū)）共有204個鄉(xiāng)鎮(zhèn)日雨量超過50 mm，其中有6個縣市（區(qū)）53個鄉(xiāng)鎮(zhèn)日雨量超過100 mm，以武夷山嵐谷鄉(xiāng)黎口村143.3 mm為最大（圖1）。過程短時強降水特征明顯，過程1、3、6 h最大雨量分別為66.2 mm （6月1日16：00—17：00，松溪茶平鄉(xiāng)劉屯村）、81.7 mm（6月1日16：00—19：00，順昌埔上鎮(zhèn)）、107.5 mm（6月1日10：00—16：00，浦城水北街鎮(zhèn)雙墩村）。文中利用常規(guī)資料和非常規(guī)資料對該次大暴雨天氣過程進行了分析總結，旨在加深認識，以提高對該類大暴雨天氣過程的分析和預報水平。

1 天氣背景分析

2017年5月31日20：00 500 hpa高度圖上（圖2a），中高緯環(huán)流為兩槽一脊型，脊位于貝加爾湖附近，西槽位于烏拉爾山到巴爾喀什湖一帶， 東槽位于我國東北到日本海一帶，其槽底伸到黃海、東海一帶，槽后脊前西北氣流帶來的冷空氣從東路南下影響我國。南面海上副高呈帶狀分布，位置比較偏南，江南到華南一帶處于副高北側偏西氣流的控制下，有利于不穩(wěn)定天氣的發(fā)展。中低緯地區(qū)31日20：00高原槽位于四川東部（達縣）到重慶西部（沙坪壩）等地一帶（圖2b）；對應850 hpa切變線位于威寧、懷化、長沙、武漢、阜陽等地一帶，閩北處切變南側的弱西南氣流中，其中邵武、衢州有弱風速輻合（邵武10 m/s、衢州8 m/s），對應31日夜間閩北普降小雨，東北部部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)中到大雨。6月1日08時高原槽快速東移到114°E附近（湖南、江西交界一帶），對應850 hpa切變線東移南壓到貴陽、長沙、南昌、杭州等地一帶，大于等于12 m/s的西南風急流位于南寧、梧州、贛州一帶，閩北處急流出口區(qū)，梧州、贛州、邵武一帶有明顯的風速輻合（梧州18 m/s，贛州16 m/s，邵武10 m/s）；對應1日白天閩北出現(xiàn)強降水，全市普降暴雨，少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)大暴雨。1日20時高空槽東移到117°E附近（江西東北部）， 850 hpa切變線東移南壓至福建中部一帶，大于等于12 m/s的西南風急流東移南壓至福建及廣東沿海一帶，對應1日夜間閩北地區(qū)的降水趨于減弱（僅南部局部出現(xiàn)強降水）。2日8：00高空槽東移入海，低層切變南壓至福建南部，閩北該次強降水過程宣告結束。

2 物理量分析

2.1 不穩(wěn)定條件

K指數(shù)是綜合了垂直溫度梯度、低層水汽含量和濕層厚度的一個物理量，可以用來表征大氣中低層暖濕程度和大氣穩(wěn)定度，K指數(shù)越高，大氣層結越不穩(wěn)定。在5—6月份，當K指數(shù)>32時，大氣中具備較高的潛能。分析K指數(shù)場，31日20：00從孟加拉灣一直到福建中北部上空都處于K指數(shù)>32的高能區(qū)內(nèi)， >38的高能區(qū)位于孟加拉灣到贛西南一帶及閩北東北部到浙江等地一帶；6月1日8：00 K指數(shù)>36的高能區(qū)向東北移動，華南東部到福建上空都處于該高能區(qū)內(nèi)，其中贛南及福建大部為K指數(shù)>38的高能區(qū)所控制（圖3a）；1日20：00 K指數(shù)>38的高能區(qū)南壓到福建省中南部到華南一帶（閩北中南部大部仍處K指數(shù)>36的高能區(qū)內(nèi)），對應1日夜間閩北地區(qū)的降水趨于減弱（僅南部局部出現(xiàn)強降水）；2日8：00 K指數(shù)>36的高能區(qū)南壓到福建中南部，閩北的強降水過程結束。

2.2 水汽條件分析

2.2.1 比濕場 大氣中水汽含量越高，越有利于形成暴雨。要在24 h內(nèi)產(chǎn)生>50 mm的暴雨，必須有水汽源源不斷地輸送到暴雨區(qū)。分析850 hPa比濕場（圖3b），31日20：00到6月1日20：00從孟加拉灣一直到福建上空存在一條東西向的明顯濕舌，中心最大值達17.4 g/kg，福建暴雨區(qū)的比濕均大于12 g/kg，水汽含量相當高，為強降水的產(chǎn)生提供了充沛的水汽條件。

2.2.2 水汽通量場 單靠當?shù)匾延械乃?，是不可能形成暴雨的，必須要有水汽從周邊地源源不斷地輸送到暴雨區(qū)。水汽通量場方面，5月29日開始有一水汽通量高值區(qū)從孟加拉灣經(jīng)我國西南、華南向福建上空東傳， 至31日20：00從孟加拉灣到福建上空的一條東西帶狀的寬廣水汽通道打通。850 hPa 水汽通量場方面，6月1 日08：00華南到福建維持一條東北-西南向的水汽通量高值區(qū)，水汽通量中心位于華南一帶，最大中心值達 28.0 g/（cm·hPa·s）（圖3c），閩北處于水汽通量中心北側的較大水汽通量值區(qū)及水汽通量等值線密集區(qū)，閩北水汽通量值大于8 g/（cm·hPa·s）；1日20：00水汽通量中心南壓到華南沿海一帶，閩北的水汽通量明顯減小，但閩北南部仍處水汽通量等值線密集區(qū)內(nèi)，對應1日夜間閩北地區(qū)的降水趨于減弱（僅南部局部出現(xiàn)強降水）；2日8：00水汽通量中心南壓入海，水汽通量等值線密集區(qū)也南壓到華南到福建南部沿海一帶，閩北的水汽通量等值線變得較為稀疏，閩北的強降水過程結束。

2.2.3 水汽通量散度場 水汽通量散度是指單位時間內(nèi)單位體積中水汽的凈流失量，正值表示有水汽流失，負值表示有水汽積聚。分析850 hPa上水汽通量散度，暴雨持續(xù)期間，暴雨區(qū)上空均有水汽通量輻合，最強達-39.8×10-7 g/（cm2·hPa/s）（圖3d）。從水汽通量散度垂直分布上可以看出，低層有較強的水汽通量輻合，而高層有較強的水汽通量輻散，這種高低層水汽通量散度配置，有利于低層空氣上升凝結釋放潛熱，對降水起正反饋作用。

2.3 動力條件分析

2.2.1 渦度 氣旋活動，渦度為正；反氣旋活動，渦度為負。暴雨持續(xù)期間，閩北上空700 hPa以下維持正渦度，300 hPa以上維持負渦度（圖4），這種低層正渦度、高層負渦度的配置有利于空氣的上升運動，造成強降水。

2.3.2 散度 分析散度場可知，暴雨持續(xù)期間，暴雨區(qū)上空700 hPa 以下是輻合區(qū)，而200 hPa 左右的高度處則為強輻散中心（圖5），這種低層輻合高層輻散的配置，在垂直方向上形成強烈的抽吸作用，必然引發(fā)氣流的強烈上升運動，促進暴雨的發(fā)生。

3 非常規(guī)資料分析

分析南平市各區(qū)域自動站逐時雨量資料可知，2017年5月31日20：00至6月1日20：00南平市的降水可分4個階段：第1階段（5月31日20：00至6月1日4：00）為弱降水階段（圖6a）；第2階段（6月1日4：00—13：00）為閩北北部強降水階段（圖6b）；第3階段（6月1日13：00—17：00）為閩北中部強降水階段（圖6c）；第4階段（6月1日17：00—20：00）為閩北南部強降水階段（圖6d）。對比分析強降水期間（6月1日4：00—20：00）南平市各區(qū)域自動站逐時雨量資料和建陽新一代天氣雷達逐體掃組合反射率資料（圖7）可知，該次強降水過程是由絮狀強雷雨回波帶東移南壓影響造成；過程短時強降水特征明顯；雨強≥10 mm/h的短時強降水主要是由強度為45～55 dBz的回波強核持續(xù)影響造成。

4 小結

（1）該次強降水過程是發(fā)生在高層有低槽東移和低層為低渦切變東移南壓（并有西南風急流配合及切變南側的風速輻合）的有利天氣形勢下。

（2）從物理場看，該次強降水過程暴雨區(qū)有充足的水汽供應，暴雨區(qū)上空有強的上升運動（水汽通量散度場上為低層有較強的水汽通量輻合，高層有較強的水汽通量輻散的配置；渦度場上為低層正渦度、高層負渦度的配置；散度場上為低層輻合高層輻散的配置）。

（3）從雷達資料（結合區(qū)域自動站雨量資料）看，該次強降水過程是由絮狀強雷雨回波帶東移南壓影響造成；過程短時強降水特征明顯；雨強≥10 mm/h的短時強降水主要是由強度為45～55 dBz的回波強核持續(xù)影響所造成。

參考文獻

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[2] 鄭仙照，壽紹文，沈新勇. 一次暴雨天氣過程的物理量分析[J]. 氣象，2006（1）：102-106.

責任編輯：劉赟