2019年5月18—19日江西省暴雨天氣過(guò)程分析

李婧　何淼

摘要 利用地面和高空、多普勒雷達(dá)資料和NCEP 2.5×2.5再分析資料，對(duì)江西省一次典型暖區(qū)暴雨過(guò)程（2019年5月18—19日）進(jìn)行分析及成因探討。結(jié)果表明，本次暴雨過(guò)程具有歷時(shí)短、強(qiáng)度大、降水集中和對(duì)流性質(zhì)明顯的特點(diǎn)，且以短時(shí)強(qiáng)降水為主，并伴有強(qiáng)雷電，局地出現(xiàn)冰雹和雷暴大風(fēng);低層暖濕氣流和切變線(xiàn)是本次降雨過(guò)程的主要影響系統(tǒng)，隨著切變的南壓，強(qiáng)降雨落區(qū)也向南移動(dòng)，形成了江西省自北向南的暴雨過(guò)程;中尺度對(duì)流云團(tuán)發(fā)展與暖區(qū)暴雨落區(qū)存在良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞 暴雨;水汽條件;雷達(dá)回波

中圖分類(lèi)號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）06–0106–02

暖區(qū)暴雨是指發(fā)生在地面鋒面南側(cè)暖區(qū)，一般距離地面鋒面系統(tǒng)200～300 km，且沒(méi)有受到冷空氣或變性冷高壓脊控制時(shí)產(chǎn)生的暴雨[1]。暖區(qū)暴雨具有強(qiáng)度大、降水集中和對(duì)流性質(zhì)明顯的特點(diǎn)，容易形成嚴(yán)重的地質(zhì)氣象災(zāi)害。然而暖區(qū)暴雨發(fā)生前，天氣尺度系統(tǒng)擾動(dòng)的信號(hào)較弱，觸發(fā)機(jī)制不明，業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。因此，對(duì)暖區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)成為氣象預(yù)報(bào)的難點(diǎn)之一，也是暴雨研究的熱點(diǎn)之一[2]。此次過(guò)程利用地面、高空、多普勒雷達(dá)資料和NCEP 2.5×2.5再分析資料，對(duì)2019年5月18—19日江西省一次典型暖區(qū)暴雨過(guò)程進(jìn)行分析及成因探討，旨在為今后的暖區(qū)暴雨氣象預(yù)報(bào)工作提供參考。

1 實(shí)況分析

1.1 強(qiáng)對(duì)流過(guò)程實(shí)況

2019年5月18—19日，江西省出現(xiàn)了一次大范圍的強(qiáng)對(duì)流過(guò)程，本次過(guò)程以短時(shí)強(qiáng)降水為主，并伴有強(qiáng)雷電，局地出現(xiàn)冰雹和雷暴大風(fēng)。根據(jù)江西省國(guó)家站、區(qū)域站實(shí)況數(shù)據(jù)資料顯示：18日20：00～19日20：00，具體地市有大到暴雨，局部大暴雨，全省平均降雨量為27.4 mm，64個(gè)縣市區(qū)累計(jì)降雨量在50 mm以上，17個(gè)縣市區(qū)累計(jì)降雨量在100 mm以上，11個(gè)站點(diǎn)累計(jì)降雨量達(dá)150 mm，其中萬(wàn)載雙橋降雨量達(dá)197.7 mm，最強(qiáng)降水落區(qū)集中在具體地市。19日14：00以后贛中和贛南部分地區(qū)出現(xiàn)8級(jí)以上雷暴大風(fēng)，其中國(guó)家站中的瑞金站瞬時(shí)極大風(fēng)速達(dá)23.1 m/s，贛縣區(qū)站次之為18.6 m/s，區(qū)域站中贛縣區(qū)王母渡鎮(zhèn)站27.8 m/s為最大值。

1.2 500 hPa環(huán)流形式分析

5月18日20：00，500 hPa中高緯大致為兩槽一脊型環(huán)流形式，貝加爾湖以南有一深槽延伸至我國(guó)內(nèi)蒙甘肅地區(qū)，偏北風(fēng)引導(dǎo)中高緯冷空氣不斷向南入侵，溫度場(chǎng)略微落后于高度場(chǎng)，有利于槽的進(jìn)一步發(fā)展;四川-貴州一帶有一較弱高空槽;江南地區(qū)存在較為平直的西風(fēng)氣流，貴州至江西一帶存在一支西南急流，江西由北至南急流均達(dá)到16 m/s;副高伸入東南亞至我國(guó)華南一帶，江西位于副高西北側(cè)，受西南暖濕氣流影響。19日08：00，貝湖南側(cè)冷槽加強(qiáng)，在蒙古形成新的低壓中心，冷低壓系統(tǒng)東移影響我國(guó)華北地區(qū);副高北抬，長(zhǎng)江以南地區(qū)高度場(chǎng)呈較為平直的東西向帶狀分布。

2 不穩(wěn)定條件和水汽條件分析

2.1 不穩(wěn)定條件分析

5月18日08：00、20：00，南昌站近地面至700 hPa高度為濕區(qū)，CAPE值為55 J/kg，不穩(wěn)定能量較弱;贛縣站近地面至700 hPa高度為濕區(qū)，CAPE值為315.8 J/kg，不穩(wěn)定能量也較弱，兩站都是上干下濕的喇叭口配置。18日20：00，南昌的CAPE值增加，達(dá)到632.9 J/kg，不穩(wěn)定能量增強(qiáng)。K指數(shù)由32增至40，沙氏指數(shù)由1.98降至-2.18，大氣層結(jié)不穩(wěn)定能量增強(qiáng);贛縣的CAPE值劇增，達(dá)2 162.5 J/kg，有強(qiáng)不穩(wěn)定能量蓄積，K指數(shù)仍為39，沙氏指數(shù)由-1.12降至-1.47，大氣層結(jié)不穩(wěn)定能量增強(qiáng)。南昌和贛縣兩站兩個(gè)時(shí)次200 hPa與850 hPa風(fēng)速差都超過(guò)20 m/s，有強(qiáng)的垂直風(fēng)切變。

2.2 水汽條件分析

水汽是形成降水的基本條件，一直是短時(shí)強(qiáng)降水研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。90%以上的水汽集中在850 hPa以下的大氣層。從850 hPa比濕場(chǎng)來(lái)看，降水過(guò)程發(fā)生前，5月18日20：00江西省大部分地區(qū)比濕在12 g/kg以上，其中贛中、贛南比濕在14 g/kg以上;19日08：00，江西省850 hPa比濕進(jìn)一步增大，江西省大部分地區(qū)比濕都達(dá)到14 g/kg，中低層水汽充足，濕區(qū)維持時(shí)間較長(zhǎng)，具備良好的水汽條件，有利于短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生。

水汽通量散度與降水的動(dòng)力機(jī)制及水汽輸送條件有關(guān)，低層850 hPa的水汽輻合在降水機(jī)制方面有重要作用。分析水汽通量散度場(chǎng)可知，在暴雨過(guò)程發(fā)生前，18日20：00，贛北及贛中北部水汽通量散度小于0，表明處于水汽輻合區(qū)中，18日夜間暴雨開(kāi)始在贛北發(fā)生;19日20：00，水汽輻合區(qū)向南擴(kuò)展，江西省全境都有水汽輻合，水汽輻合中心位于贛中地區(qū)，此時(shí)暴雨最強(qiáng)的落區(qū)也位于贛中，與850 hPa水汽輻合有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，水汽通量散度值達(dá)-1.5×10-5 g/（cm2·hPa·s），較強(qiáng)的水汽輻合為短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生提供了有利的條件[3]。

水汽輻合與高比濕的疊加區(qū)及降水中心分布有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，暴雨的最強(qiáng)時(shí)段出現(xiàn)在水汽輻合達(dá)到最強(qiáng)時(shí)段前后，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)造成有組織的對(duì)流運(yùn)動(dòng)配合充沛的水汽，產(chǎn)生暖區(qū)暴雨。低層強(qiáng)烈水汽輻合與低層急流的水汽及能量的輸送是分不開(kāi)的，隨著低層西南急流的加強(qiáng)，中低層西南暖濕氣流的輸送為本次暴雨提供了有利的水汽條件，是此次暴雨的主要水汽來(lái)源。

3 多普勒雷達(dá)資料分析

3.1 回波演變特征

5月18日18：00左右，湖南北部和湖北東部有較大范圍的絮狀降水回波即將移入江西省，較強(qiáng)降水回波的北部多為強(qiáng)度在10～35 dBz的層狀云降水回波，南部有多個(gè)強(qiáng)對(duì)流單體組成西北-東南向的帶狀多單體群，強(qiáng)度在40 dBz以上，最強(qiáng)回波位于回波帶最前方，達(dá)60 dBz。18日22：00，強(qiáng)回波中心移至宜春市中部，強(qiáng)度也在70 dBz以上。此時(shí)，在宜豐和上高交界處出現(xiàn)冰雹天氣，在此后的回波移動(dòng)過(guò)程中，塊狀強(qiáng)對(duì)流回波與北部的層狀云降水回波逐漸分離，東移過(guò)程中有明顯的南壓趨勢(shì)。19日03：54，初始的帶狀多單體群即將移出撫州，后續(xù)的強(qiáng)對(duì)流回波也進(jìn)入宜春市，移動(dòng)路徑與此時(shí)強(qiáng)回波帶排列位置較為一致，足夠強(qiáng)的回波強(qiáng)度和較為規(guī)律的移動(dòng)路徑，導(dǎo)致18日夜間宜春西部至撫州中部的暴雨過(guò)程。之后隨著低層切變線(xiàn)的南壓，強(qiáng)對(duì)流回波帶整體開(kāi)始南壓，自湖南移入江西省的強(qiáng)對(duì)流回波也逐漸南壓，開(kāi)始從萍鄉(xiāng)和吉安西北部進(jìn)入。19日07：00，回波呈東西向水平分布在吉安北部和撫州南部，對(duì)流回波緩慢東移南壓，使得對(duì)流降水維持，在贛中一帶產(chǎn)生列車(chē)效應(yīng)，導(dǎo)致吉安中北部和撫州南部出現(xiàn)大范圍的暴雨。19日14：00，本輪降水回波基本移出江西省。但新一輪回波分兩個(gè)路徑進(jìn)入江西省，一個(gè)是在宜春南部和吉安北部有發(fā)展旺盛的對(duì)流系統(tǒng)移入，緊隨之前的系統(tǒng)沿相同路徑移動(dòng);另一個(gè)是在贛州西側(cè)有多個(gè)強(qiáng)對(duì)流單體在發(fā)展過(guò)程中逐漸增強(qiáng)并連接成窄帶狀回波。19日17：00，強(qiáng)對(duì)流回波帶已發(fā)展成颮線(xiàn)，回波有明顯的“弓”狀特征，強(qiáng)回波帶呈西南-東北向，颮線(xiàn)中心強(qiáng)度在50 dBz以上，中心強(qiáng)回波對(duì)流云塊緊密排列成線(xiàn)，此時(shí)在回波帶影響下的地區(qū)不同程度地出現(xiàn)了雷暴大風(fēng)天氣，局地最強(qiáng)風(fēng)速達(dá)25.6 m/s。19日20：30，颮線(xiàn)移出贛州，23：50，本次強(qiáng)降水趨于結(jié)束。

3.2 垂直結(jié)構(gòu)特征

5月18日21：51，宜春上空超可以看到，50 dBz以上強(qiáng)度的回波向上發(fā)展到11 km高度，向下強(qiáng)回波接地，對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展旺盛;70 dBz強(qiáng)回波位于7 km高度附近，具有明顯的強(qiáng)回波懸垂特征，50 dBz以上強(qiáng)度回波呈現(xiàn)出鉤狀特征，回波結(jié)構(gòu)具有很明顯的冰雹特征;回波頂高發(fā)展到16 km以上，45～55 dBz強(qiáng)回波區(qū)相對(duì)于0℃和-20℃等溫線(xiàn)對(duì)判斷有無(wú)冰雹具有很重要的指示意義，結(jié)合臨近站點(diǎn)南昌站18日20：00的探空來(lái)看，0℃高度在5.5 km左右，-20℃高度在8.5 km左右，55 dBz發(fā)展到-20℃等溫線(xiàn)以上，強(qiáng)降雹的潛勢(shì)條件很好。此時(shí)，強(qiáng)降水屬于以積狀云為主的混合性降水回波，由冰水混合層和暖云層共同形成，降水主要由暖云層形成，降水效率高，與實(shí)況較大雨強(qiáng)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4 結(jié)論

（1）本次暴雨過(guò)程具有歷時(shí)短、強(qiáng)度大、降水集中和對(duì)流性質(zhì)明顯的特點(diǎn)，以短時(shí)強(qiáng)降水為主，并伴有強(qiáng)雷電，局地出現(xiàn)冰雹和雷暴大風(fēng)。

（2）低層暖濕氣流和切變線(xiàn)是本次降雨過(guò)程的主要影響系統(tǒng)，隨著切變的南壓，強(qiáng)降雨落區(qū)也向南移動(dòng)，形成了江西省自北向南的暴雨過(guò)程。中低層西南急流的維持帶來(lái)了充足的水汽，為本次降水提供了必要的水汽條件。整個(gè)降水過(guò)程期間，江西省大部分地區(qū)處于高比濕區(qū)，強(qiáng)垂直風(fēng)切變、上干下濕的喇叭狀分布和一定強(qiáng)度的不穩(wěn)定能量蓄積，為短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹和雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)提供了有利的層結(jié)和水汽條件。

（3）雷達(dá)回波分析表明，中尺度對(duì)流云團(tuán)發(fā)展與暖區(qū)暴雨落區(qū)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本次過(guò)程對(duì)流系統(tǒng)旺盛，強(qiáng)對(duì)流單體回波中心強(qiáng)度普遍達(dá)50 dBz，對(duì)流系統(tǒng)自湖南移入江西過(guò)程中不僅會(huì)與多個(gè)對(duì)流系統(tǒng)合并，在局地還有新的對(duì)流生成與發(fā)展，使對(duì)流系統(tǒng)不斷發(fā)展并增強(qiáng)，對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的持續(xù)和發(fā)展具有積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳乃庚，溫之平，鄧文劍，等.華南前汛期暖區(qū)暴雨研究新進(jìn)展[J].氣象科學(xué)， 2020， 40（5）： 605-616.

[2] 白慧，歐陽(yáng)大亮，周艷，等.低空急流在一次初春混合強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中的作用[J].中低緯山地氣象， 2020， 44（4）： 11-18.

[3] 曲姝霖，蘇濤，韓子軒，等.華南夏季降水兩次年代際轉(zhuǎn)折的水汽輸送異常成因初探[J]. 大氣科學(xué)， 2021， 45（2）： 273-286.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Abstract Using ground and high altitude， Doppler radar data and NCEP 2.5×2.5 reanalysis data，this paper analyzes and discusses the cause of a typical warm area rainstorm process （may 18～19， 2019） in Jiangxi Province. The results show that the rainstorm process has the characteristics of short duration， high intensity， concentrated precipitation and obvious convective nature， and is dominated by short-term heavy precipitation， accompanied by strong lightning， hail and thunderstorm gale locally; The low-level warm and humid air flow and shear line are the main influencing systems of the rainfall process. With the southward pressure of shear， the heavy rainfall falling area also moves southward， resulting in the rainstorm process from north to south in our province; There is a good correspondence between the development of mesoscale convective cloud clusters and the rainstorm falling area in the warm region.

Key words Rainstorm; Water vapor cond-ition; Radar echo