楊富曾,鄧雙雙
(1.華安縣氣象局,福建華安 363800;2.平和縣氣象局,福建平和 363700)
2019年4月18日08時~19日08時,福建中南部出現(xiàn)中到大雨,部分地區(qū)暴雨,局部大暴雨。12個縣(市)93個站點降水量超過50 mm,2個縣(市)4個站點超過100 mm,6個縣市37個站出現(xiàn)30 mm/h以上短時強(qiáng)降水,13個站出現(xiàn)8級以上大風(fēng)。
4月18日20時~19日08時,高空200 hPa處在輻散區(qū)。18日20時,500 hPa上,福建中北部受槽前西南急流控制,閩南受偏西急流控制,19日08時全區(qū)轉(zhuǎn)為偏西氣流,風(fēng)速減小。18日20時,850 hPa上(圖1a),閩南受偏南氣流影響,有明顯風(fēng)速輻合,在梅州與龍巖地區(qū)也有明顯的輻合場,19日08時(圖1b),閩南轉(zhuǎn)為西南急流,存在風(fēng)速輻合,輻合區(qū)往東邊移動,為降水提供動力;925 hPa偏南風(fēng)為底層持續(xù)帶來水汽,有利于降水的發(fā)展維持;地面低壓倒槽帶來了高濕高溫的能量,使地面不穩(wěn)定能量較高。
19日08時~20時,200 hPa輻散區(qū)逐漸移入沿海;500 hPa逐漸轉(zhuǎn)為偏西到西北氣流控制。850 hPa仍受西南氣流影響,但風(fēng)速減弱;925 hPa上,南風(fēng)減弱,降水趨于結(jié)束。
3.1.1 散度。散度是表征流體水平輻散程度的物理量[1]。18日20時,閩南850 hPa(圖2a)處-12·10-5/s輻合區(qū),低空有較明顯輻合運動。200 hPa(圖2b)處在16~24·10-5/s輻散區(qū)。19日08時閩南仍處在低層輻合、高層輻散配置中,對上升運動的維持、降水系統(tǒng)的發(fā)展與維持有著巨大的作用。
3.1.2 垂直上升速度。18日20時至19日08時,閩南均處在垂直運動上升區(qū),有利于水汽的垂直輸送,加上高低層對流運動強(qiáng)烈,為暴雨的發(fā)展提供有利的水汽和動力條件。
3.2.1 假相當(dāng)位溫。假相當(dāng)位溫θse表征大氣溫度、氣壓、濕度的綜合的物理量[2]。18日20時假相當(dāng)位溫場看,700 hPa以下從廣東有一暖舌向福建延伸過來,閩南滿足Δθse(500 hPa-850 hPa)<0的大氣層結(jié)不穩(wěn)定狀態(tài)判據(jù),具備發(fā)生強(qiáng)對流天氣的不穩(wěn)定層結(jié)。
3.2.2 不穩(wěn)定能量。從18日20時汕頭探空圖可知,狀態(tài)曲線位于層結(jié)曲線右側(cè),氣塊溫度高于環(huán)境溫度,整層具有正不穩(wěn)定能量,有利對流發(fā)展。11日20時K指數(shù)是37℃,沙氏指數(shù)SI為-1.02℃,閩南上空不穩(wěn)定能量很大,有利于對流發(fā)生。
3.3.1 比濕。比濕[3]是表征空氣濕度主要物理量之一,充沛水汽是產(chǎn)生和維持暴雨基本條件。18日20~19日08時比濕場上,閩南均處在12~14 g/kg,屬于濕度大值區(qū)。
3.3.2 水汽通量和水汽通量散度。水汽通量表征水汽來源、水汽量的大小[4],水汽通量散度[5]是表征大氣運動所引起的水汽集中或分散的程度。閩南18日20的850 hPa水汽通量達(dá)8~12 g·s-1·cm-1·hPa-1,水汽通量散度在-12×10-7g·s-1·cm-2·hPa-1至-16×10-7g·s-1·cm-2·hPa-1,強(qiáng)降水發(fā)生時段,閩南有較強(qiáng)水汽輸送通道存在,并且水汽在強(qiáng)降水區(qū)域聚積。
22:03組合反射率回波進(jìn)入詔安,22:09成帶狀回波,并向東南方移動,不斷加強(qiáng),最強(qiáng)達(dá)62 dBz。從0.5°速度看,22:09風(fēng)速明顯增強(qiáng),22:27出現(xiàn)大風(fēng)核,多站出現(xiàn)大風(fēng)。從垂直回波走向的垂直剖面可知,45~50 dBz擴(kuò)展高度不到6 km,強(qiáng)回波主要位于低層,重心較低,屬于典型熱帶海洋型回波。
風(fēng)廓線水平風(fēng)(圖3)分析發(fā)現(xiàn),降水前2小時,200~1 000 m風(fēng)向由東南風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng),風(fēng)向隨高度順時針旋轉(zhuǎn),暖平流的存在為短時強(qiáng)降水發(fā)生積聚不穩(wěn)定能量;22:00降水時,200~800 m迅速轉(zhuǎn)為偏西急流,風(fēng)速38 m/s,800 m以上高空均為偏南急流;21:54~22:12,1 200 m以下風(fēng)向由東南風(fēng)轉(zhuǎn)偏西急流再轉(zhuǎn)偏北風(fēng),同樣也是降水最強(qiáng)階段,說明該時段有一切變過境,同時近地層風(fēng)速的突然增大及風(fēng)向的突然轉(zhuǎn)變與強(qiáng)降水開始的時間有較好的對應(yīng)關(guān)系,可作為觸發(fā)強(qiáng)降水開始的指標(biāo)。22:12,1 400 m以下轉(zhuǎn)為西北風(fēng),1 600 m以上仍為偏南急流,說明底層有冷空氣滲透,此時降水效率降低,23:24,3 000 m以下全部轉(zhuǎn)為偏北風(fēng),降水減弱。
從詔安風(fēng)廓線垂直速度看,22時前各層垂直速度在1.8~-1.8,22時2 400 m垂直正速度明顯增大,下落速度加強(qiáng),強(qiáng)降水開始;22:12垂直速度正值達(dá)到最大,降水達(dá)最強(qiáng);23:06垂直正速度明顯減下,降水減弱。
1)此次降水主要受到西南暖濕急流的影響,高層輻散、低層輻合為強(qiáng)降水過程提供動力條件。低層水汽輻合及較強(qiáng)水汽輸送通道存在,提供水汽條件。大氣層結(jié)處在不穩(wěn)定狀態(tài),對發(fā)展對流非常有利。
2)雷達(dá)回波呈帶狀時,注意查看速度圖是否出現(xiàn)風(fēng)速明顯增大。對雷達(dá)回波剖面分析,強(qiáng)回波位于低層,重心低時注意短時強(qiáng)降水的發(fā)生。
3)降水開始前1~2 h風(fēng)廓線雷達(dá)可以看出大氣層結(jié)是否存在冷暖平流;且近地層風(fēng)速突然增大及風(fēng)向突然轉(zhuǎn)變與強(qiáng)降水開始時間有較好對應(yīng)關(guān)系,可作為觸發(fā)強(qiáng)降水開始指標(biāo)。風(fēng)廓線垂直速度下落速度明顯加強(qiáng)預(yù)示強(qiáng)降水開始,下落速度明顯減小預(yù)示降水結(jié)束。