2020年宣城超強(qiáng)梅雨特征及成因分析

周宗圣，史躍玲，華 華

宣城市氣象局，安徽宣城 242000

梅雨通常發(fā)生在6月中旬至7月上旬，是江淮地區(qū)一年之中降水最集中的時段，對宣城地區(qū)夏季天氣的影響巨大。梅雨期間，降水量大，降水持續(xù)時間長，暴雨頻繁發(fā)生，經(jīng)常導(dǎo)致宣城地區(qū)出現(xiàn)暴雨洪澇災(zāi)害，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，對宣城地區(qū)梅雨進(jìn)行研究有利于了解梅雨異常的原因，提高對梅雨期預(yù)報的準(zhǔn)確率，減輕其造成的損失。

針對梅雨的研究較多，陶詩言等[1]系統(tǒng)地研究了梅雨與亞洲上空大尺度環(huán)流在氣候上的關(guān)系，指出亞洲高空南支西風(fēng)急流的2次北跳過程，與梅雨期的開始與結(jié)束密切相關(guān)。丁一匯等[2]認(rèn)為，在東亞夏季風(fēng)從華南推進(jìn)至長江流域的同時，印度夏季風(fēng)開始暴發(fā)，此時梅雨期開始。劉勇[3]、姚葉青[4]等對安徽梅雨的年際變化特征及其與北方冷空氣勢力的關(guān)系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，梅雨異常偏多年份的環(huán)流場往往有穩(wěn)定的阻塞高壓形勢，有利于冷空氣加強(qiáng)，副高位置偏南。

影響梅雨的環(huán)流系統(tǒng)有許多，每年各種系統(tǒng)的影響特征有所不同，因此給梅雨的預(yù)報帶來了很大難度。2020年，此次超強(qiáng)梅雨的梅雨量和梅雨期長度均為宣城歷史記錄以來第一位，給宣城地區(qū)帶來了巨大經(jīng)濟(jì)損失。希望通過分析此次梅雨的特征和原因，加強(qiáng)對梅雨的認(rèn)識并為梅雨預(yù)測提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

使用的資料為宣城市7個國家級氣象站的降水資料和再分析資料。通過對2020年梅雨期平均500 hPa高度場位置，南亞高壓強(qiáng)度、副高脊線位置變化、水汽水平和垂直輸送條件以及阻塞形勢的分析，研究此次梅雨特征和異常原因。確定入（出）梅的主要依據(jù)參考《梅雨監(jiān)測指標(biāo)》。

2 2020年宣城梅雨異常時空特征

2020年宣城地區(qū)梅雨特征從以下幾方面展開分析：（1）入梅早、出梅晚、梅雨期長。6月10日入梅，比歷史平均值早6 d。7月31日出梅，比歷史平均值晚20 d。梅雨期長達(dá)51 d，是歷史平均值的2倍，超過歷史極值。（2）梅雨量顯著偏多。6月9日20:00—7月31日08:00宣城市平均梅雨量為935 mm，是歷史平均值的2.9倍，為宣城市1961年有完整氣象記錄以來排名第一。（3）梅雨帶南北擺動頻繁，雨區(qū)疊加效應(yīng)明顯。梅雨帶南北擺動頻繁，共出現(xiàn)10次強(qiáng)降雨過程。（4）降雨強(qiáng)度大。最大小時雨強(qiáng)111 mm，最大6 h雨強(qiáng)208.7 mm，最大日降水量233.7 mm。

在災(zāi)情方面，全市受災(zāi)人口62.98萬人，1人因災(zāi)死亡。緊急轉(zhuǎn)移避險安置9.77萬人次，需緊急生活救助人口3.63萬人，因災(zāi)倒塌房屋161戶322間、嚴(yán)重和一般損壞房屋3 094戶6 527間。農(nóng)作物受災(zāi)面積4.46萬km2。累計直接經(jīng)濟(jì)損失29.52億元。

3 2020年宣城梅雨異常成因分析

3.1 西太平洋副熱帶高壓

我國夏季降水與西太副高有密切關(guān)系，西太副高在6月中旬和7月中旬左右會有2次北抬過程，分別對應(yīng)了江淮梅雨的開始與結(jié)束。

2020年梅雨期間西太副高一共經(jīng)歷了6次明顯的北抬和南撤過程（圖1），在5月底副高第1次北抬，6月2日左右副高脊線北抬越過了20°N，有利于江南區(qū)入梅偏早，之后副高脊線短暫南撤后在6月9日左右迅速北抬至25°N以北，使宣城地區(qū)整個范圍入梅。

圖1 副高脊線位置隨時間變化

前2次副高的北抬明顯偏早，是2020年梅雨異常偏多的重要原因。在6月25日前后副高第3次北跳并穩(wěn)定在22°N附近，一直持續(xù)至7月10日左右，此次副高的穩(wěn)定少動給宣城帶來了3次明顯降水過程。7月中旬副高出現(xiàn)了2次大幅度的南北擺動，也給宣城市區(qū)造成了大范圍的強(qiáng)降水過程。隨后7月底副高第6次北抬越過28°N，雨帶逐漸北移，宣城地區(qū)梅雨趨于結(jié)束。由此可見，2020年副高位置的異常變化是超強(qiáng)梅雨形成的關(guān)鍵因素。副高前期位置偏北，而后期位置偏南導(dǎo)致雨帶穩(wěn)定在江淮一帶，使梅雨期拉長，梅雨量異常增多。副高經(jīng)歷的6次北抬和南落過程很好地對應(yīng)了宣城市梅雨期的開始、結(jié)束以及強(qiáng)降水發(fā)生的維持。

3.2 500 hPa平均環(huán)流場和南亞高壓

2020年中高緯500 hPa平均高度場（圖2）上可以看到6—7月整個歐亞中高緯度地區(qū)呈“兩槽一脊”型分布，在烏拉爾山以西和鄂霍次克海附近有高壓脊發(fā)生發(fā)展，中亞地區(qū)則是穩(wěn)定的槽區(qū)，這有利于高緯度冷空氣向南輸送進(jìn)入安徽。此外，可以看到588線較往年的位置偏西偏北，范圍偏大，基本覆蓋我國華南大部地區(qū)，這種形勢非常有利于副高西南側(cè)的暖濕氣流向我國輸入，配合冷空氣的南下，使江南地區(qū)有充分的冷暖氣流交匯，導(dǎo)致宣城地區(qū)梅雨量異常偏多。

南亞高壓在入梅前有一次明顯的北跳，對江南地區(qū)入梅有很好的指示作用。其北側(cè)的偏西急流和中低層的環(huán)流系統(tǒng)與副高變化配合較好。南亞高壓的北跳和穩(wěn)定是其北側(cè)急流區(qū)至高壓脊線范圍內(nèi)出現(xiàn)穩(wěn)定的輻散區(qū)，有利于中低層的輻合抬升作用，為降水提供了非常好的動力條件。

根據(jù)高低層的散度隨時間變化可以看到，每次高空西風(fēng)急流的加強(qiáng)和高空輻散區(qū)的建立都在強(qiáng)降水過程發(fā)生前1~2 d，說明這種高空輻散和低空輻合的形勢和宣城地區(qū)的降水過程有很好的對應(yīng)關(guān)系，并且高空的環(huán)流變化快于低層，每次輻散區(qū)的建立對降水過程有提前指示作用。

3.3 阻塞高壓和冷空氣輸送

阻塞高壓是中高緯重要的環(huán)流系統(tǒng)，它的發(fā)展與維持會導(dǎo)致天氣氣候異常。2020年梅雨期間中高緯呈現(xiàn)雙阻型，烏拉爾山和鄂霍次克海阻高活動頻繁，2個高壓基本保持有一個持續(xù)或2個同時發(fā)展，這使我國中北部和中亞地區(qū)出現(xiàn)穩(wěn)定的槽區(qū)，從而導(dǎo)致了宣城地區(qū)梅雨的異常偏強(qiáng)。

3.4 低層急流和水汽輸送

低層暖濕氣流的輸送和維持可以為梅雨提供良好的水汽條件和不穩(wěn)定能量條件，有利于梅雨的維持與加強(qiáng)。2020年梅雨期間，西南急流強(qiáng)盛，并幾度加強(qiáng)北伸影響江淮地區(qū)，西南急流的加強(qiáng)為梅雨期間暴雨過程提供了充足水汽條件，并且急流軸左側(cè)的氣旋式輻合提供了低層的動力抬升條件，使水汽不僅有水平輸送，還可以通過輻合上升作用向上輸送，因此充足的水汽加上強(qiáng)烈的輻合作用使不穩(wěn)定能量得到釋放，西南急流的一次次加強(qiáng)讓梅雨得以維持，并頻發(fā)暴雨。

梅雨期850 hPa平均經(jīng)向風(fēng)（圖2a）宣城地區(qū)都處于偏南風(fēng)控制，平均風(fēng)速圖上（圖2b）可以看到在江淮到華南一帶有風(fēng)速大值區(qū)。綜合來看，2020年梅雨期低層的平均西南氣流偏強(qiáng)，對梅雨異常偏多有利。

圖2 梅雨期平均經(jīng)向風(fēng)（a）和平均風(fēng)速分布（b）（單位：m/s）

從高低空的垂直速度隨時間變化上看（圖3a），850 hPa上6月10日、13—15日、20—24日、28日、7月2—8日、10—12日、16—19日、22日都分別對應(yīng)了大的負(fù)垂直速度，說明在這些時間段內(nèi)低層具有良好的上升運動，而高層下沉作用明顯，并且這些時段低層的比濕（圖3b）基本超過0.013 kg/kg，垂直運動與水汽輸送的配合很好，這也有利于梅雨量的異常偏多和暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展。

圖3 梅雨期850 hPa垂直速度（a）、比濕（b）隨時間變化（單位：Pa/s、g/kg）

4 歷史年份對比分析

選出歷史中梅雨量為宣城市平均梅雨量2倍以上的年份，分別為1983、1991、1996、1999、2016年。其 中，1996年梅雨量924.7 mm，僅次于2020年，排名第二，并且梅雨期長達(dá)50 d，而其他幾年大多都出現(xiàn)了入梅早、出梅晚的現(xiàn)象。1999年，入梅和出梅都偏早，梅雨期長度接近常年，但由于過程降雨強(qiáng)度大，導(dǎo)致1999年梅雨量偏大；1983年同樣梅雨期偏長，梅雨量達(dá)786.3 mm；1991年和1996年也是6月2日入梅，梅雨量達(dá)710.7 mm，超過平均梅雨量1倍多，并且導(dǎo)致江淮及長江下游出現(xiàn)特大洪澇災(zāi)害；2016年梅雨期31 d，雖然只偏長6 d，但梅雨期間暴雨頻發(fā)，降水極端，導(dǎo)致宣城地區(qū)出現(xiàn)大范圍洪澇和城市內(nèi)澇，大大小小圩區(qū)超過10個破圩，給宣城造成極大損失。

相較于這些年2020年梅雨期時間最長，累計雨量最大，影響范圍最廣，強(qiáng)降水導(dǎo)致江淮流域出現(xiàn)嚴(yán)重洪澇，宣城市也因暴雨洪澇災(zāi)害出現(xiàn)嚴(yán)重災(zāi)情，但與歷史年份相比，總體損失影響下降，人員傷亡數(shù)量明顯減少，這也得益于人民政府的高度重視和氣象部門預(yù)報預(yù)警水平的整體提高。

5 結(jié)論與總結(jié)

（1）2020年梅雨入梅早、出梅晚，梅雨期長達(dá)51 d，影響范圍大，并且梅雨期間強(qiáng)降水過程多，暴雨出現(xiàn)次數(shù)多，累計降水量排名第一。

（2）梅雨期幾個關(guān)鍵的大氣環(huán)流系統(tǒng)較為穩(wěn)定，副高位置偏西偏北，覆蓋范圍偏大，北跳時間早，且后期位置偏南，期間出現(xiàn)6次明顯的北抬和南退，這對雨帶長期維持有很大作用。南亞高壓與副高配合較好，其北側(cè)西風(fēng)急流偏強(qiáng)，高層的輻散作用有利于暴雨區(qū)的出現(xiàn)和維持。500 hPa平均高度場呈“兩槽一脊”型，位于烏拉爾山和鄂霍次克海的阻塞高壓較為活躍，使我國中北部為穩(wěn)定槽區(qū)，槽后不斷引導(dǎo)北方冷空氣南下，與江淮地區(qū)的暖濕空氣形成交匯，提供了很好的不穩(wěn)定能量和觸發(fā)條件。

（3）低空急流在梅雨期的增強(qiáng)為宣城地區(qū)源源不斷輸送水汽，并提供了良好的動力抬升條件和熱力條件，使低層水汽輻合上升、高層輻散下沉形成垂直方向上的能量交換，有利于強(qiáng)降雨的發(fā)生和加強(qiáng)。