吉安市一次持續(xù)強(qiáng)降雨過程的水汽與垂直運(yùn)動診斷分析

劉立群　阮啟亮　胡懷堅　楊鋼

摘要 綜合使用探空資料、地面觀測資料以及NCEP （National Centers for Environmental Prediction） 10×10再分析資料等，對2019年6月上旬吉安市持續(xù)強(qiáng)降雨過程進(jìn)行診斷分析，結(jié)果表明：高空低槽、中低層急流和切變線是直接影響系統(tǒng)，地面冷鋒與邊界層輻合切變?yōu)閺?qiáng)降雨有利動力觸發(fā)機(jī)制;強(qiáng)降雨期間吉安上空比濕接近江西省汛期區(qū)域性暴雨天氣發(fā)生的閾值條件;7日過程垂直上升運(yùn)動更集中且伸展高度高，而9日過程水汽則更充沛;兩次強(qiáng)降雨過程降雨峰值均發(fā)生在水汽通量輻合區(qū)與上升運(yùn)動中心疊加時段，當(dāng)850～925 hPa出現(xiàn)水汽通量輻散中心或是出現(xiàn)下沉運(yùn)動時，強(qiáng)降雨過程則趨于結(jié)束。

關(guān)鍵詞 持續(xù)性;暴雨;水汽;垂直運(yùn)動

中圖分類號：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）06–0–04

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.022

吉安市位于江西省中西部，贛江中游，境內(nèi)多山地丘陵，地形地貌復(fù)雜。由于地處華南雨季與江淮梅雨過渡區(qū)域，在西風(fēng)帶和熱帶系統(tǒng)影響下，暴雨、短時強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣時有發(fā)生，也因此衍生不同程度的洪澇、山洪、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害。每年4—6月為吉安市降水集中期，持續(xù)性強(qiáng)降雨過程發(fā)生頻繁，其中尤以6月份較為明顯。許多氣象工作者針對江西省汛期發(fā)生的持續(xù)性暴雨進(jìn)行了細(xì)致與深入研究，尹潔等[1]分析了2013年6月下旬贛北的一次持續(xù)暴雨過程，發(fā)現(xiàn)與副高、季風(fēng)涌、冷空氣及短波槽等有關(guān)，西南急流加強(qiáng)與多尺度天氣系統(tǒng)發(fā)展合并有利于強(qiáng)降水出現(xiàn);鄒海波等[2]利用歷史個例建立了江西省持續(xù)暴雨過程典型大尺度環(huán)流模型。國內(nèi)學(xué)者何光碧等[3]分析了持續(xù)暴雨過程直接影響系統(tǒng)演變特征及物理量特點;陳紅專[4]、李易芝[5]、李曉容[6]等則研究了持續(xù)暴雨過程水汽輸送及收支特征、各動力因子垂直結(jié)構(gòu)特征和預(yù)報性能。借鑒學(xué)者們前期研究成果，分析總結(jié)吉安本地持續(xù)暴雨過程形勢特點及物理量特征，以期不斷提升預(yù)報服務(wù)能力，降低洪暴雨帶來的災(zāi)害損失。在2019年6月上旬吉安市出現(xiàn)了一次持續(xù)強(qiáng)降雨天氣過程，因降水強(qiáng)度大、持續(xù)時間長、強(qiáng)降水區(qū)域重疊，給受影響區(qū)域帶來了嚴(yán)重災(zāi)情。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，共造成吉安市10個縣市（區(qū)）發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)35 026.1 hm2，損壞耕地1 081.03 hm2，倒塌房屋317間，緊急轉(zhuǎn)移人口89 571人。直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)13.95億元。利用國家站和區(qū)域站降水資料、常規(guī)氣象資料、NCEP再分析資料，分析此次持續(xù)暴雨過程特點及天氣形勢特征，并從產(chǎn)生暴雨的水汽條件和動力條件入手，對其進(jìn)行診斷分析，為今后類似過程提供參考。

1 天氣 概況

2019年6月上旬吉安市出現(xiàn)持續(xù)極端強(qiáng)降雨天氣，強(qiáng)降雨從6日傍晚前后開始直至7日白天，中北部普遍出現(xiàn)暴雨-大暴雨，局部特大暴雨。7日夜間—8日白天強(qiáng)雨帶北抬到宜春、九江南部，吉安市以小到中雨天氣為主，中北部為分散性大到暴雨。8日夜間新一輪強(qiáng)降雨過程再度南壓到吉安市，暴雨范圍更廣，大暴雨區(qū)域與7日強(qiáng)降雨過程高度疊加，致使吉安10縣市（區(qū)）出現(xiàn)嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。鑒于7日20∶00—8日20∶00吉安市處于強(qiáng)降雨間歇時段，重點分析6月7日與9日雨量實況、影響系統(tǒng)及相關(guān)水汽與垂直運(yùn)動特征。

據(jù)氣象部門國家站與區(qū)域站雨量統(tǒng)計，6月7日、9日全市平均雨量分別達(dá)到78.4 mm、90.6 mm。其中7日有75站暴雨、126站大暴雨、6站特大暴雨，最大雨量達(dá)310.9 mm（永新縣懷忠）;9日暴雨與大暴雨站數(shù)明顯偏多，分別為113站、143站，特大暴雨有2站，最大雨量為315.2 mm（吉州區(qū)禾埠）。從各時段短時強(qiáng)降水站次統(tǒng)計可看出，7日、9日均以6 h≥50 mm的站數(shù)為最多，3 h≥50 mm的站數(shù)次之（圖1a）。

雖然6月7日暴雨范圍不及9日大，但短時大暴雨站次更多，強(qiáng)降雨區(qū)域較集中。從7日、9日的最大雨量站24 h逐時雨量資料顯示，7日強(qiáng)降雨時段主要出現(xiàn)在9∶00—15∶00，最大峰值出現(xiàn)在7日14∶00，小時雨強(qiáng)64.4 mm;9日有2個強(qiáng)降雨時段，即8日22∶00—9日02∶00、9日11∶00—14∶00，最大峰值分別為77.2 mm（23∶00）、49.9 mm（11∶00）（圖1b）。

持續(xù)時間長也是這兩次強(qiáng)降雨過程的顯著特點，7日和9日降雨（小時雨量≥0.1 mm）持續(xù)時間長達(dá)40 h左右，小時雨強(qiáng)超30 mm短時，強(qiáng)降水占時最長為5 h。并且兩次強(qiáng)降雨過程落區(qū)高度重疊，7日暴雨區(qū)和大暴雨區(qū)呈東西帶狀，主要集中在安福、永新、吉安縣、吉州區(qū)、青原區(qū)、吉水、永豐、井岡山與泰和北部、新干峽江萬安南部等地;9日暴雨區(qū)覆蓋全市，大暴雨區(qū)略呈西北-東南向，影響安福、吉安縣、吉水、永豐、吉州、青原、永新東部北部、泰和北部。此次相鄰2輪強(qiáng)降雨過程期間共有61個測站累計降雨量達(dá)300～620 mm，7個縣市區(qū)面雨量在200 mm以上，8個國家站累積雨量超歷史極值，其中以吉安縣375.3 mm為最大，區(qū)域站最大累積雨量為684.2 mm（吉州區(qū)禾埠站）。

2 環(huán)流背景及影響系統(tǒng)分析

暴雨發(fā)生與大尺度環(huán)流背景關(guān)系密切。在強(qiáng)降雨發(fā)生期間，即6月7日、9日在500 hPa上中高緯度為兩槽一脊型，長波脊在西伯利亞到貝加爾湖以西，兩長波槽分別在巴爾喀什湖、蒙古國到中國東北地區(qū)（圖2a、b）。從巴湖槽和東北槽中不斷有低槽分裂南下，影響中國中緯度地區(qū)，引導(dǎo)冷空氣影響江南。中低緯副高呈東西帶狀，脊線位于20°N、15°N，北界主要在華南到南海，有利于江西中北部出現(xiàn)強(qiáng)降雨，這也是汛期江西典型的暴雨形勢。南支槽及副高北側(cè)西南氣流將大量暖濕空氣輸送到江南，與北方冷空氣匯合，為暴雨發(fā)生提供有利環(huán)流條件。對流層高層200 hPa上，南亞高壓中心位于孟加拉灣到中國云南一帶，其東部脊線擴(kuò)展到華南。高空急流主要貫穿于30oN以北青藏高原、華中到華東地區(qū)，江西中部為高空急流右側(cè)氣流分流區(qū)，為吉安暴雨的發(fā)生提供有利高空輻散條件，高空抽吸作用有利于低層輻合的加強(qiáng)，使暴雨區(qū)上空強(qiáng)烈上升運(yùn)動得以維持（圖2c、d）。

4 結(jié)語

（1）吉安市6月上旬兩次強(qiáng)降雨過程是在有利環(huán)流背景下產(chǎn)生的，高空低槽、中低層急流和切變線是直接影響系統(tǒng)，地面冷鋒與邊界層輻合切變?yōu)閺?qiáng)降雨提供有利動力抬升觸發(fā)機(jī)制。

（2）強(qiáng)降雨期間吉安上空比濕接近江西省汛期區(qū)域性暴雨天氣發(fā)生閾值條件，水汽通量大值區(qū)分布在華南到江南中南部一帶，水汽輻合區(qū)在湘贛中部一帶長時間維持，為強(qiáng)降雨提供豐沛水汽。南海與孟加拉灣是強(qiáng)降雨過程的水汽源地。

（3）通過對強(qiáng)降雨中心進(jìn)行診斷分析表明，7日強(qiáng)降雨過程垂直上升運(yùn)動更集中且伸展高度高，而9日強(qiáng)降雨過程水汽則更充沛。兩次強(qiáng)降雨過程降雨峰值均發(fā)生在水汽通量輻合區(qū)與上升運(yùn)動中心疊加時段，當(dāng)850～925 hPa出現(xiàn)水汽通量輻散中心或是出現(xiàn)下沉運(yùn)動時，強(qiáng)降雨過程則趨于結(jié)束。

參考文獻(xiàn)

[1] 尹潔，何擁鳳，陳云輝，等.2013年6月江西一次持續(xù)性暴雨過程分析[J].暴雨災(zāi)害，2013，32（4）：314–323.

[2] 鄒海波，單九生，吳珊珊，等.江西持續(xù)性暴雨的典型大尺度環(huán)流模型[J].暴雨災(zāi)害，2013，32（2）：126–131.

[3] 何光碧，肖玉華，師銳.一次伴有高原低渦和熱帶氣旋活動的持續(xù)性暴雨過程分析[J].高原氣象，2019，38（5）：1004–1016.

[4] 陳紅專，葉成志，陳靜靜，等.2017年盛夏湖南持續(xù)性暴雨過程的水汽輸送和收支特征分析[J].氣象，2019，45（9）：1213–1226.

[5] 李易芝，羅伯良，彭莉莉，等.2017年6月下旬湖南持續(xù)性暴雨動力因子診斷分析[J].暴雨災(zāi)害，2020，39（1）：10–19.

[6] 李曉容，高青云，付世軍.四川盆地東北部三次持續(xù)性暴雨過程水汽輸送特征分析[J].暴雨災(zāi)害，2020，39（3）：234–240.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Diagnostic Analysis of Water Vapor and Vertical Motion in a Continuous Heavy Precipitation Process in Ji'an City

LIU Li-qun et al （Meteorological Bureau of Jian City， Jian ， Jiangxi 343000）

Abstract Sounding data， surface observation data and NCEP （National Centers for Environmental Prediction） reanalysis data with horizontal resolution of 1-degree by 1-degree were used to diagnose and analyze the continuous heavy precipitation process in Ji'an City in early June， 2019. The results showed： the upper level low trough， the middle and low level jet and the shear line were the direct affecting system. The surface cold front and the boundary layer convergence were the favorable dynamic trigger mechanism of heavy precipitation. The specific humidity over Ji'an during heavy precipitation was close to the threshold condition of Regional Rainstorm in Jiangxi Province in Flood Season. On June 7th the vertical upward motion was more concentrated and the extension height was higher， while on June 9th the water vapor was more abundant. The rainfall peaks of the two heavy rainfall processes occurred in the period of superposition of the water vapor flux convergence area and the ascending motion center. When the water vapor flux divergence center or descending motion appeared at 850～925hPa， the heavy rainfall process tended to end.

Key words continuity; heavy precipitation; water vapor; vertical motion

作者簡介 劉立群（1969–），女，湖南南縣人，副高級工程師，主要從事天氣預(yù)報工作研究。

收稿日期 2020–05–23