李燕玲 馬中元 陳鮑發(fā) 鄒新紅

1、江西省景德鎮(zhèn)市氣象臺

2、江西省氣象科學研究所

引言

暴雨是我國最為主要的災害性天氣，江西作為暴雨中心之一，一直是廣大氣象工作者關(guān)注和研究的重點。劉福茂[1]根據(jù)江西歷年水文資料將江西省暴雨分為鋒面氣旋雨型、臺風雨型與熱雷雨型并總結(jié)出四大特征；李玉芳[2]據(jù)天氣形勢和云團形成的特點，將突發(fā)性暴雨歸納成冷空氣偏東南下型、補充加強型、后汛期高溫高濕弱靜止鋒型、暖式切變型四種類型，并分別介紹了各自的特點；孫素琴等[3]運用要素分析和EOF、REOF分析等統(tǒng)計方法，將江西省汛期區(qū)域性暴雨分為6個分布型態(tài)：江西省北部沿江型、江西省中北部型、浙贛鐵路東段型、浙贛鐵路西段型、江西省中部型和江西省南部型；陳云輝[4]對江西一次短歷時暖區(qū)暴雨分析發(fā)現(xiàn)，在水汽和不穩(wěn)定條件具備的情況下，暖區(qū)對流性強降水發(fā)生在強低層輻合和強高層輻散相重疊區(qū)域。還有許多江西氣象工作者[5-8]對當?shù)乇┯陱牟煌嵌冗M行了深入的研究，得到了很多有意義的成果。

2018年6月19～20日景德鎮(zhèn)發(fā)生的大暴雨過程，具有突發(fā)性、雨強強、歷時短的強對流特征。本文旨在找出這次大暴雨發(fā)生的原因及預報著眼點，為后期應對不利形勢下的大暴雨提供參考。

1 降水實況

19日14時至20日08時，江西部分地區(qū)出現(xiàn)了一次暴雨-大暴雨過程（圖1）。此次過程暴雨落區(qū)主要分布在贛東北地區(qū)，一共有4個大暴雨中心，按照由南自北的分布順序，最南暴雨中心在萍鄉(xiāng)南部，也是范圍最小的暴雨區(qū)，最大累計雨量出現(xiàn)在萍鄉(xiāng)湘東區(qū)白竺鄉(xiāng)，為141.1毫米；第二個在撫州北部，以撫州市東鄉(xiāng)縣小璜160.4毫米為最大；第三個暴雨中心在上饒西南，以上饒市余干縣康山171.2毫米為最大；最后一個暴雨中心出現(xiàn)在景德鎮(zhèn)，最大為景德鎮(zhèn)浮梁縣鵝湖鎮(zhèn)，累計雨量141.9毫米。

景德鎮(zhèn)作為此次暴雨中心之一，19日20時至20日08時，全市累計平均雨量為77毫米。累計雨量超過50毫米的有41個區(qū)域站，超過100毫米的有8個區(qū)域站。景德鎮(zhèn)地區(qū)此次暴雨-大暴雨過程的特點：一是短歷時強降水，有30個區(qū)域站的1小時雨強≥30mm，是區(qū)域站總數(shù)的55%；其中5個區(qū)域站連續(xù)兩個小時的小時雨強達到30mm；二是雨量分布較均勻，20日00時至20日06時，是此次過程的降水最強時段，降水自北向南依次開始，對景德鎮(zhèn)市每個縣市的影響不超過3個小時。全區(qū)達到暴雨的區(qū)域站數(shù)達到75%。

圖1 2018年6月19日14時至20日08時江西?。╝）和景德鎮(zhèn)（b）累計降水量圖

2 天氣形勢分析

2.1 環(huán)流背景分析

19日08時500hPa天氣圖上，中高緯度西風帶維持著穩(wěn)定的“兩槽一脊”環(huán)流型。在西西伯利亞有一低渦，從低渦中心伸出一槽線，槽線呈東北-西南走向，槽線底端達到里海。西西伯利亞低渦以東、貝加爾湖偏西處則為高壓脊，脊前西北氣流影響著我國東北三省地區(qū)。高壓脊的東部、黑龍江北部為另一低渦，從低渦中心伸出的槽線到達華北北部，亦呈東北-西南向。兩個低渦的高度場與溫度場同位相。中緯度，河套以東至湖南東北部有一高空槽，大致呈南北走向，江西省處在槽前西南氣流中。19日20時（圖2a），中高緯度“兩槽一脊”略有東移，中緯度槽線曲率不明顯，且整個江西省轉(zhuǎn)為西北氣流中，35°N以南溫度高于-4℃，溫度場上全區(qū)表現(xiàn)為沒有-4℃等值線。20日08時，中緯度槽線東移至江西中北部，呈東北-西南向，江西西北部持續(xù)為西北風，其余地區(qū)轉(zhuǎn)為西南風。8時以后景德鎮(zhèn)轉(zhuǎn)為陣雨，主要強降水雨帶已南壓至江西東北部。

19日08時700hPa天氣圖上，從重慶北部到河南南部有一條東北-西南向的切變線，19日20時（圖2b），切變線南壓至安徽東部-湖北中北部。江西處在切變線南側(cè)偏西北氣流中。風速沒有超過12m/s。

19日08時850hPa天氣圖上，從河南南部-四川北部有一條切變線。19日20時（圖2c），切變線南壓至安徽中部-湖南北部，江西大部處在切變線南側(cè)西南氣流中，但風速均小于12m/s，沒有達到急流標準。20日08時，切變線繼續(xù)南壓，南段移至九江與湖北的交界處，風速達到12m/s。

19日08時925hPa天氣圖上，湖北中南部、湖南中北部、重慶西部、江西西北部處在一個大的低壓環(huán)流中。低壓環(huán)流中有切變線，可以看出切變線的東北段有一渦旋。19日20時（圖2d），渦旋向東南方向移動，中心在景德鎮(zhèn)附近，強度有所減弱。08時的切變線隨渦旋東移南壓，20日08時，渦旋與切變線都略有南壓。19日至20日925hPa上也未有急流生成。

圖 2 2018 年 6 月 19 日 20 時 500hPa（a）、700hPa（b）、850hPa（c）、925hPa（d）天氣圖

以上分析可以得知：19日20時500hPa中緯度槽的消失、風向的轉(zhuǎn)變、溫度偏高以及700hPa和850hPa切邊偏北、急流未建立等，說明850hPa以上并無有利的條件使20時以后景德鎮(zhèn)市出現(xiàn)大暴雨。而925hPa上渦旋的向東南方向移動，是導致此次大暴雨過程發(fā)生的天氣系統(tǒng)。

2.2 地面圖分析

19日08時地面圖上（圖略），在西藏地區(qū)有一深厚的低壓環(huán)流，環(huán)流中心在西藏中部，中心值低至987.5hPa，低壓環(huán)流外圍，湖南、江西北部分裂出另一個中心值為1000hPa低壓閉合系統(tǒng)。重慶中部、湖南中北部、江西北部處在低壓環(huán)流東側(cè)的倒槽中。11時地面圖上，低壓環(huán)流分裂出兩個中心，西藏中部的低值中心位置少變，另一個在西藏東部。其形勢變化不大。14時地面圖上，地面倒槽范圍變窄，閉合低壓系統(tǒng)消失，17時地面圖上與14時形勢變化不大，疊加上紅外衛(wèi)星云圖，看出地面倒槽內(nèi)，湖南中部、江西中北部、浙江北部分布著東北-西南向的帶狀對流云團。帶狀對流云團附近為33～35度的高溫，而倒槽南北側(cè)溫度都低于30度。

圖3 2018年6月19日20時地面圖與20時IR云圖疊加

19日20時地面圖上，倒槽范圍變大，最北段發(fā)展至東海上，江西中北部重新形成1000hPa的低壓閉合系統(tǒng)。倒槽內(nèi)帶狀對流云團結(jié)構(gòu)更為完整，已經(jīng)發(fā)展成中尺度對流系統(tǒng)（MCS），MCS云團附近溫度30～32℃，高于其他地區(qū)的溫度。再結(jié)合19日20時925hPa上（圖2d）的天氣系統(tǒng)，MCS云團的走勢大致與渦旋中伸出的切變線重合。這就說明，景德鎮(zhèn)發(fā)生的這次大暴雨過程，主要是由低層系統(tǒng)引起的，925hPa上的渦旋與切變線是此次過程的動力系統(tǒng)，地面倒槽內(nèi)地面溫度高于其他地區(qū)的熱力擾動造成對流的發(fā)展。

3 紅外云圖演變

圖4為6月19日19時～20日06時FY2G的IR1云圖，呈現(xiàn)了造成景德鎮(zhèn)市暴雨-大暴雨發(fā)生的云圖的演變情況。從19時的紅外云圖上可以看出：地面倒槽內(nèi)經(jīng)過江西中部的中尺度對流云團，在其西北部南昌附近分裂出小塊對流云團，在以后的分析中就標記此云團為A；在安徽銅陵附近有對流云團初生成，標記此云團為云團B。20時，云團A和云團B及江西中部的中尺度對流云團仍在不斷發(fā)展，余江的云頂亮溫低至192.4K。21時，隨著925hPa渦旋的東南向移動及高空的西北氣流影響，云團B從西北向東南方向發(fā)展移動；云團A則隨著地面倒槽的東伸而東移。22時，云團B已移至景德鎮(zhèn)北部，云頂亮溫梯度加大，東至的云頂亮溫達到195.15K，云團A東移至鄱陽湖一帶。23時，云團A、B進一步發(fā)展，并出現(xiàn)合并的趨勢，此時浮梁北部已經(jīng)出現(xiàn)降水。20日0時，云團A和B在景德鎮(zhèn)中北部合并形成一塊新的中尺度對流云團C，此時浮梁的云頂亮溫低至195.15K，云團C從0時至2時從南至北影響景德鎮(zhèn)中北部。亦是景德鎮(zhèn)中北部地區(qū)降水的最強時段，0至1時浮梁縣鵝湖鎮(zhèn)小時雨強高達83.5毫米。20日2時鄱陽湖地區(qū)又新分裂出一小塊對流云團D，3時云團D東移發(fā)展，在景德鎮(zhèn)樂平與云團C合并，浮梁、景德鎮(zhèn)、樂平的云頂亮溫分別為217.13K、194.74K、192.2K。此后至06時，新合成的中尺度對流云團依次影響景德鎮(zhèn)的中南部。

圖4 2018年6月19日19時～20日06時逐時紅外云圖

從云圖的演變推斷：A、B、C、D云團在景德鎮(zhèn)的合并發(fā)展，是由925hPa渦旋、切變線和地面倒槽共同作用引起的。

4 雷達回波拼圖分析

分析江西WebGIS雷達拼圖（圖5）：19日19時，從江西樂平南部-東鄉(xiāng)-新余-萍鄉(xiāng)至湖南中部分布著帶狀、不連續(xù)的東北-西南走向的回波單體帶，在帶狀回波的北部、九江中部分布著兩塊獨立的、尺度很小的塊狀對流性降水回波，記為A塊狀回波；安徽省銅陵附近分布著以降水為主的層狀云降水回波，記為B塊狀回波。19日20時，帶狀回波帶偏南發(fā)展增強，兩端增強得最為明顯，影響樂平南部的回波也南移；A塊狀回波發(fā)展向東北方向移動；B塊狀回波向東南方向移動。此時帶狀回波帶位置與20時云圖的分布情況相似；A、B塊狀回波分別對應著紅外云圖上的A、B云團。這說明帶狀回波帶是由地面倒槽引起的。19日21時帶狀回波帶繼續(xù)緩慢南壓；A塊狀回波繼續(xù)緩慢向東北方向移動，強度不變；B塊狀回波加強南壓至九江彭澤附近，從圖中可以看出有閃電活動。19日22時，帶狀回波帶中間結(jié)構(gòu)更為密實，東段強度減弱；A塊狀回波東移至九江東部，結(jié)構(gòu)變緊湊。B塊狀回波東南移動影響浮梁北部。強度、范圍均增大。此時來看未來影響景德鎮(zhèn)應該是B塊狀回波。19日23時，帶狀回波帶東段消失，在宜春、新余、萍鄉(xiāng)等地回波迅速增強發(fā)展，并成為帶狀回波最東段。A、B塊狀回波已經(jīng)合并發(fā)展成為圓形團狀回波。團狀回波東邊分散影響景德鎮(zhèn)的中北部。

圖5 2018年6月19日19時～20日06時逐時雷達拼圖

20日00時，帶狀回波東段向東北方向移動影響宜春西部；圓形團狀回波轉(zhuǎn)變成y型團狀回波，影響鄱陽中北部的是南北向回波短帶，回波強度在45～55dBz，最大回波頂高達14km；影響景德鎮(zhèn)浮梁中部的為東西向回波短帶，回波強度在45～60dBz，最大回波頂高14km。20日01時帶狀回波帶東段東移至撫州東鄉(xiāng)，在其西北側(cè)南昌附近分裂出西北-東南向的回波短帶，記作C回波帶，這與紅外云圖上的云團C向?qū)?；y型團狀回波發(fā)展成為塊狀混合型回波，景德鎮(zhèn)大部分地區(qū)出現(xiàn)降水，強度在45～60dBz的強回波短帶分布在浮梁中南部。20日0～2時，正是浮梁集中出現(xiàn)強降水時段。20日2～4時，影響景德鎮(zhèn)的強降水回波短帶依次南壓至市區(qū)、樂平，所到之處小時雨強都在30毫米以上。而C回波帶東南段則因列車效應源源不斷與強降水回波短帶匯合從而影響景德鎮(zhèn)，20日05時，強降水回波短帶移至樂平南部，浮梁大部分地區(qū)已經(jīng)雨停。20日06時，景德鎮(zhèn)中南部減弱為層狀云降水回波，預示著本輪強降水過程的結(jié)束。

由此可見，回波系統(tǒng)的合并是景德鎮(zhèn)大暴雨形成的回波機制，回波合并后使得回波發(fā)展更加旺盛，形成短時強降水，在短短幾個小時內(nèi)形成大暴雨。

5 討論

預報員在19日下午做預報分析時，參考實況和天氣圖，景德鎮(zhèn)上空500hPa已經(jīng)轉(zhuǎn)為西北風，江西上空大部在-1至-2℃之間，溫度不低，沒有冷勢力的推動；700hPa和850hPa切變線位置偏北且低空急流未建立。這些天氣條件都不利于形成大降水，并不能確定景德鎮(zhèn)會在夜間出現(xiàn)一次由短時強降水而引起的大暴雨過程。直到19日20時才確定景德鎮(zhèn)會出現(xiàn)暴雨過程，但沒有想到會出現(xiàn)全區(qū)性的大暴雨過程。

在不利的天氣形勢條件下，造成景德鎮(zhèn)全區(qū)性暴雨的原因有以下三個方面：

一是水汽條件十分充沛。19日20時，925hPa渦旋的氣旋環(huán)流吸入東部海域的水汽至渦旋區(qū)，700hPa和850hPa為西南氣流，江西具備良好地水汽條件。

二是地面熱力擾動。19日20時，地面倒槽江西境內(nèi)溫度普遍在30度以上，溫度明顯高于倒槽外部地區(qū)，直至20日05時，溫度仍然高于倒槽外部。說明良好的熱力條件促發(fā)對流的發(fā)展。

三是對流回波的合并。從19日19時至23時的WebGIS雷達拼圖的演變情況來看，A、B回波在景德鎮(zhèn)地區(qū)形成合并對這次暴雨的影響很大?；夭ê喜⒑蟛粩喟l(fā)展加強形成強降水短帶回波，出現(xiàn)短時強降水天氣。19日20時至20日08時，全市累計平均雨量為77毫米。累計雨量超過50毫米的有41個區(qū)域站；超過100毫米的有8個區(qū)域站，有30個區(qū)域站的1小時雨強≥30mm。

6 結(jié)論

（1）景德鎮(zhèn)地區(qū)此次暴雨-大暴雨過程的特點：一是由短時強降水引起；二是雨量分布均勻，全區(qū)有75%的區(qū)域站達到暴雨量級。

（2）暴雨發(fā)生前期中緯度槽的消失、江西上空風向轉(zhuǎn)為西北風、境內(nèi)溫度偏高以及700hPa和850hPa切變線位置偏北、急流未建立等，說明中高層天氣形勢不利于暴雨過程的發(fā)生，而925hPa上的渦旋的東南向移動和925hPa切變線是此次過程的主要影響系統(tǒng)和動力條件。

（3）低層的西南氣流和渦旋外圍的氣旋環(huán)流吸入孟加拉灣以及東海的水汽；地面倒槽內(nèi)地面溫度高于外圍其他地區(qū)增強了低層熱力不穩(wěn)定性。說明充足的水汽條件及良好的熱力條件是造成景德鎮(zhèn)全區(qū)暴雨的原因。

（4）回波是否在景德鎮(zhèn)地區(qū)合并是本次暴雨過程的預報著眼點。而925hPa上的渦旋及切變線促使初始塊狀回波的匯合；充足的水汽、地面持續(xù)處在倒槽中的熱力作用使得景德鎮(zhèn)西部有新的塊狀回波形成并沿倒槽傳播，降水強度強而集中。