張淵 盧瑩 戴玥 張波 白楊

摘要

利用常規(guī)觀測資料和NCEP再分析資料，分析了2011年7月26日江蘇省沿江地區(qū)出現(xiàn)的一次區(qū)域性暴雨天氣過程的天氣形勢及物理量場。結(jié)果表明，從大環(huán)流形勢看，這次暴雨過程為副高邊緣型；500 hPa副熱帶高壓邊緣有冷空氣擴(kuò)散南下，中低層西南氣流旺盛，這種上冷下暖的形勢，導(dǎo)致了這次暴雨的發(fā)生；分析物理量場發(fā)現(xiàn)，水汽通量散度場中的輻合區(qū)基本呈帶狀，與降水區(qū)相對應(yīng)，強(qiáng)輻合中心與強(qiáng)降水中心分布也非常一致；這次暴雨天氣發(fā)生在強(qiáng)的位勢不穩(wěn)定層結(jié)背景下，強(qiáng)降水區(qū)域與能量鋒區(qū)有很好的對應(yīng)；分析動力條件可知，暴雨過程有著強(qiáng)烈輻合和上升運(yùn)動，輻合中心和上升運(yùn)動大值中心與強(qiáng)降水也有著很好的對應(yīng)。

關(guān)鍵詞 暴雨；環(huán)流形勢；物理量；揚(yáng)州

中圖分類號 S161.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）31-11010-02

Analysis of a Regional Rainstorm Process in Yangzhou

ZHANG Yuan， LU Ying， DAI Yue et al

（Yangzhou City Meteorological Station， Yangzhou， Jiangsu 225009）

Abstract By using conventional observation data and NCEP reanalysis data， the synoptic situation and physical quantity field of a regional heavy rain process in Jiangsu Province along the Yangtze River area on July 26， 2011 was analyzed. The results showed that： from the big circulation， the rainstorm to the edge of the subtropical high type. 500 hPa edge of the subtropical high cold air southward from the low level southwest jet flow， strong， warm on cold under this situation. Analysis of physical quantity fields found： moisture flux divergence in the field of basic zonal convergence region， should be relatively with the precipitation area， strong convergence center and the center of heavy rainfall distribution is also very consistent. Rainstorm weather occurs in the potential strong unstable layer background， strong rainfall area and the energy front have good correspondence. Analysis of dynamic conditions known， rainstorm process has strong convergence and upward motion， convergence and ascending motion value centre of the rainfall intensity and also has a good correspondence.

Key words Rainstorm； Circulation pattern； Physical quantity； Yangzhou

每年夏季各地頻遭暴雨洪澇災(zāi)害襲擊，作為主要的災(zāi)害性天氣之一，暴雨的預(yù)報(bào)與研究一直是氣象學(xué)者的關(guān)注重點(diǎn)^[1-3]。2011年7月25～26日揚(yáng)州出現(xiàn)了一次區(qū)域性暴雨天氣過程，給揚(yáng)州市帶來了城市內(nèi)澇等災(zāi)害。筆者利用常規(guī)觀測資料和NCEP再分析資料，從環(huán)流背景、水汽條件、動力條件等方面對這次暴雨天氣過程進(jìn)行了分析，以期提高對此類暴雨過程的認(rèn)識，為今后出現(xiàn)此類暴雨過程提供一些有用的參考。

1 天氣實(shí)況

2011年7月25日夜里到26日上午，受高空低槽和副高邊緣西南暖濕氣流共同影響，揚(yáng)州市大部分地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)雷電、雷雨大風(fēng)和短時強(qiáng)降水等強(qiáng)對流天氣，揚(yáng)州市中南部地區(qū)普降暴雨，局部地區(qū)大暴雨，大暴雨主要集中在高郵和江都北部，主要降水時段出現(xiàn)在26日凌晨到上午。全市71個氣象觀測站點(diǎn)中有43個站降雨量達(dá)暴雨，其中9個自動站達(dá)到大暴雨，最大的降水出現(xiàn)在高郵郭集，降水量為150.4 mm。

2 大尺度天氣背景特征

東亞地區(qū)為兩槽一脊，500 hPa揚(yáng)州市位于副高588 dagpm線邊緣。副熱帶高壓勢力較強(qiáng)，低槽攜帶冷空氣南下，高空的西南暖濕氣流也比較旺盛， 500 hPa副熱帶高壓邊緣有冷空氣擴(kuò)散南下，中低層西南氣流旺盛，這種上冷下暖的形勢，導(dǎo)致了這次暴雨的發(fā)生。

從高空環(huán)流形勢來看，25日08：00高空500 hPa副熱帶高壓588 dagpm線位于江淮之間北部，低槽位于河套地區(qū)，中低層均有西南風(fēng)急流。從25日20：00～26日08：00高空500 hPa低槽東移，由于低槽東移，副高588 dagpm線略有南落，位于長江以南地區(qū)，江蘇省鹽城吹西北風(fēng)，說明有冷空氣擴(kuò)散，云圖上也可以看出由于有冷空氣的擴(kuò)散，江蘇省江淮之間有對流云團(tuán)出現(xiàn)。25～26日期間中低層一直有個西南風(fēng)急流維持，且7月25日20：00的700 hPa可以看到鹽城站上空的西南氣流風(fēng)速達(dá)24 m/s，在江淮之間形成一個急流核。這次天氣過程主要是由于高空有冷空氣擴(kuò)散、中低層有西南風(fēng)急流維持、冷暖空氣交匯產(chǎn)生的強(qiáng)對流天氣，導(dǎo)致了短時強(qiáng)降水、雷暴等對流性天氣的發(fā)生，從而導(dǎo)致了這次區(qū)域性暴雨過程。

3 物理量場分析

3.1 強(qiáng)烈的水汽輸送和輻合

分析500、700、850 hPa的風(fēng)場可知，25日08：00～20：00江蘇省沿江一帶三層為一致的西南氣流，尤其500、700 hPa風(fēng)速均在16 m/s以上，在沿江一帶有一個大的比濕中心維持，證明了在此時段沿江一帶的水汽條件非常的充足，說明在700、850 hPa出現(xiàn)西南風(fēng)急流時，對于暴雨的出現(xiàn)十分有利，正是由于西南急流的存在為這次降水過程提供了充足的水汽條件。這也驗(yàn)證了在長期的預(yù)報(bào)總結(jié)中得出的一個經(jīng)驗(yàn)，即在副高邊緣中低層出現(xiàn)西南風(fēng)急流時，有利于暴雨加強(qiáng)，暴雨帶常位于急流軸的左前方。

同時分析水汽通量散度可知，在25日08：00～26日12：00，在沿江一帶始終維持一條強(qiáng)的水汽輻合帶。從25日08：00開始，江蘇西部的水汽輻合帶逐漸形成并增大，到26日08：00逐漸減弱，這與整個降水時間也是一致的。在25日20：00～26日08：00，在沿江地區(qū)700、850 hPa強(qiáng)輻合帶一直維持在江淮地區(qū)，其中在26日02：00的700 hPa強(qiáng)輻合帶的中心值達(dá)-80×10^-8g/（cm2·hPa·s）（圖1）。對照降水實(shí)況，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)輻合中心和實(shí)況也有很好的對應(yīng)，在26日02：00～20：00正是發(fā)生這次強(qiáng)對流天氣的時間。整個過程中，江蘇中西部沿江地區(qū)30°～34°N水汽通量值很大，江蘇省沿江地區(qū)上空維持旺盛的偏南氣流輸送，而北部則維持偏北氣流輸送，產(chǎn)生風(fēng)向和風(fēng)速的輻合。

綜上分析可知，副高邊緣的中低層西南風(fēng)急流為短時強(qiáng)降水的發(fā)生提供了很好的水汽條件，短時強(qiáng)降水發(fā)生的落區(qū)也與急流有比較好的對應(yīng)，暴雨區(qū)出現(xiàn)在急流軸的左前方。水汽通量散度場中的輻合區(qū)基本呈帶狀，與降水區(qū)相對應(yīng)，強(qiáng)輻合中心與強(qiáng)降水中心分布也非常一致。整個降水過程中，水汽條件和輸送均非常充沛。

3.2 動力條件

3.2.1

渦度。

分析各層的渦度發(fā)現(xiàn)，從25日08：00開始700、850 hPa層次上正渦度中心由安徽地區(qū)逐漸東移，渦度中心值也在增大。26 日02：00，長江中下游地區(qū)上空500 hPa以下低層為正渦度，最大值出現(xiàn)在700～850 hPa，在江淮之間有一個中心值達(dá)6×10^-5s^-1的正渦度中心，從500 hPa 層向上開始轉(zhuǎn)為負(fù)渦度；700、850 hPa 渦度圖上，沿長江中下游地區(qū)為正渦度帶。這種低層正渦度、高層負(fù)渦度的配置也非常有利

于在暴雨發(fā)生區(qū)上空形成強(qiáng)的上升運(yùn)動區(qū)，為暴雨發(fā)生發(fā)展提供其所需的動力條件。

3.2.2

垂直速度。分析沿119°E的垂直速度剖面圖可知，25日20：00～26日08：00，31°～33°N上空的垂直上升運(yùn)動

非常強(qiáng)，在26日02：00在119°E 、31°～33°N為一致的上升氣流，尤其500～850 hPa垂直速度達(dá)到最大值（圖2），達(dá)-1.9 hPa/s的中心，且在33°～34°N有一個0.4 hPa/s的正中心，有一個比較明顯的下沉氣流與之配合，這樣強(qiáng)烈的上升運(yùn)動對短時強(qiáng)降水的產(chǎn)生非常有利。 在31°～33°N這個區(qū)域的南北兩側(cè)下沉運(yùn)動將低層水汽輸送到暴雨區(qū)， 同時產(chǎn)生了持續(xù)的上升運(yùn)動。

3.3 穩(wěn)定度及熱力條件分析

分析700、850 hPa層的θse可以看出（圖3a），從25日開始江淮之間有一個大的不穩(wěn)定能量區(qū)維持，江淮地區(qū)在這段時間內(nèi)700、850 hPa均在350 K的控制范圍以內(nèi)，說明長江中下游地區(qū)的中低層為高能暖濕氣團(tuán)；在淮河流域一帶上空存在θse高密集帶，可見能量鋒區(qū)正是位于這個位置，且700、850 hPa的能量鋒區(qū)均與風(fēng)場切變線和急流的位置較為配合，暴雨區(qū)也位于鋒前的高能量區(qū)內(nèi)。分析△θse圖可知，25日08：00開始，江蘇沿江地區(qū)上空△θse均為負(fù)值，說明大氣已開始處于位勢不穩(wěn)定狀態(tài)；25日14：00在沿江地區(qū)逐漸形成△θse等值線密集帶，說明不穩(wěn)定能量不斷增強(qiáng)；26日02：00（圖3b），△θse等值線密集帶繼續(xù)

增強(qiáng)且仍維持在沿江地區(qū)，這段時間也正是強(qiáng)降水時段。隨

著能量的釋放，△θse高密集帶逐漸減弱，26日08：00△θse等值線密集程度開始減弱，此時強(qiáng)降水時段也基本結(jié)束。以上分析可見，這次暴雨天氣發(fā)生在強(qiáng)的位勢不穩(wěn)定層結(jié)背景

下，強(qiáng)降水區(qū)域與能量鋒區(qū)有很好的對應(yīng)；△θse高密集帶與強(qiáng)降水區(qū)有很好的對應(yīng)。

4 小結(jié)

（1）從大環(huán)流形勢看，這次天氣過程是一次副高邊緣型暴雨過程，上冷下暖的形勢導(dǎo)致了這次暴雨的發(fā)生。

（2） 副高邊緣的中低層西南風(fēng)急流為此次天氣過程提供了很好的水汽條件，強(qiáng)天氣發(fā)生的落區(qū)也與急流有比較好的對應(yīng)，天氣區(qū)出現(xiàn)在急流軸的左前方。水汽通量散度場中的輻合區(qū)基本呈帶狀，與降水區(qū)相對應(yīng)，強(qiáng)輻合中心與強(qiáng)降水中心分布也非常一致。整個降水過程中，水汽條件和輸送均非常充沛。

（3） θse反映大氣的溫濕狀況，θse的水平分布反映了大氣能量場的分布特征。而△θse=θse500-θse850是表征大氣位勢穩(wěn)定度的一個參數(shù)，當(dāng)△θse為負(fù)值時，大氣處于位勢不穩(wěn)定狀態(tài)。通過分析可以得出，這次天氣過程發(fā)生在強(qiáng)的位勢不穩(wěn)定層結(jié)背景下，強(qiáng)天氣區(qū)域與能量鋒區(qū)有很好的對應(yīng)，△θse高密集帶與強(qiáng)天氣區(qū)有很好的對應(yīng)。

（4）分析動力條件可知，這次暴雨過程是有著強(qiáng)烈輻合和上升運(yùn)動，輻合中心和上升運(yùn)動大值中心與強(qiáng)降水也有著很好的對應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

[1]

朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理與方法[M].3版.北京：氣象出版社，2000.

[2] 江蘇省氣象局預(yù)報(bào)課題組.江蘇重要天氣分析和預(yù)報(bào)[M].北京：氣象出版社，1989.

[3] 張艷玲，廖勝石，壽紹文.2003年7月4-6日江淮特大暴雨診斷分析[C]//新世紀(jì)氣象科技創(chuàng)新與大氣科學(xué)發(fā)展——中國氣象學(xué)會2003年年會“03.7淮河大水的水文氣象問題”分會論文集.中國氣象學(xué)會，2003.