王孝慈，李雙君，孟英杰

(武漢中心氣象臺(tái)，湖北 武漢 430074)

引 言

每年6—7月是長江中下游地區(qū)持續(xù)性多雨期，稱為梅雨期，梅雨期中國東部雨帶主要在江南與淮河之間徘徊。兩湖流域是指洞庭湖、鄱陽湖兩大內(nèi)陸淡水湖所覆蓋區(qū)域，主要包括湖南、江西兩省。兩湖流域位于長江中游以南，位置偏西，在雨季區(qū)劃分上屬于華南與江淮雨季過渡帶[1]，氣候監(jiān)測與預(yù)警業(yè)務(wù)上一般把這一區(qū)域北部劃分到長江中游與江南梅雨范圍，因其地理位置特殊，在梅雨期降水有自己的特點(diǎn)，雨季來的早，持續(xù)時(shí)間長。

梅雨期降水最顯著的特征表現(xiàn)為雨帶的季節(jié)性北跳和南退，加強(qiáng)梅雨期異常影響因子的研究，是深入分析梅雨期降水異常的基礎(chǔ)，其中副熱帶高壓脊線、南壓高壓脊線及東亞夏季風(fēng)的推進(jìn)是影響入梅、出梅的重要因子。東亞天氣、氣候異常與副熱帶高壓(簡稱“副高”)異常有關(guān)，副高位置及強(qiáng)度的季節(jié)內(nèi)異常直接造成東亞天氣、氣候異常[2-4]。東亞副熱帶大氣擴(kuò)張會(huì)導(dǎo)致長江以北降水增多，以南降水減少[5]。南壓高壓脊線位置偏南，會(huì)造成長江流域多雨，而其中心位于伊朗高原時(shí)，長江流域少雨[6-7]。南壓高壓中心位置較常年偏西時(shí)，會(huì)造成江淮地區(qū)梅雨偏多[8]，副熱帶夏季風(fēng)強(qiáng)弱和推進(jìn)速度影響入梅早晚[9-10]。陶詩言等[11]從副熱帶高壓、南壓高壓、東亞夏季風(fēng)之間的相互作用出發(fā)，揭示南壓高壓與西太副高在大陸的進(jìn)退關(guān)系，提出南壓高壓東西振蕩概念，指出梅雨期豐(枯)年受其影響[11]。南壓高壓、東亞副熱帶高壓的強(qiáng)度、位置與淮河流域夏季降水關(guān)系密切[12]，副高脊線、南壓高壓脊線及夏季風(fēng)北推時(shí)間是導(dǎo)致梅雨異常的主要因素[13-14]。

我國雨帶自3月中旬起最先在兩湖流域開始，然后向西、向東擴(kuò)張，可見兩湖流域在中國夏季降水中充當(dāng)了重要角色，開展這一區(qū)域降水研究很有必要。2019年6—7月，兩湖流域強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣頻發(fā)，雨量較同期歷史偏多6～7成。6月上旬贛中發(fā)生強(qiáng)降水過程導(dǎo)致信江上中游、贛江上中游干支流發(fā)生超警戒洪水，形成了長江中游贛江2019年第1號(hào)洪水。截至7月18日出梅，兩湖流域先后出現(xiàn)5次災(zāi)害性強(qiáng)降水過程，湘江、贛江多地水庫超警戒水位，其中鄱陽湖湖口站超警戒水位歷時(shí)13 d。本文對(duì)2019年兩湖流域梅雨期降水異常偏多的影響因子進(jìn)行分析探討，以期為今后兩湖流域出現(xiàn)大洪水的流域面雨量預(yù)報(bào)提供參考。

1 資料與方法

使用的資料包括：(1)長江水利網(wǎng)水庫汛情資料以及收集自民政局的災(zāi)情數(shù)據(jù)，用以分析2019年入汛以來兩湖流域的災(zāi)情、汛情；(2)長江流域735個(gè)國家氣象觀測站雨量資料用來分析兩湖流域雨情特征；(3)NCEP/NCAR再分析資料(空間分辨率2.5°×2.5°，包括2019年逐日、逐月平均數(shù)據(jù)、1981—2010年的氣候日/月平均數(shù)據(jù))，以及NCEP FNL再分析資料(空間分辨率1°×1°，時(shí)間分辨率6 h)等，對(duì)環(huán)流形勢(shì)、梅雨鋒結(jié)構(gòu)、水汽、熱動(dòng)力條件等進(jìn)行診斷分析，從而揭示湘贛地區(qū)異常降水的可能原因；(4)長江流域多普勒天氣雷達(dá)拼圖資料，用以分析個(gè)例中的回波結(jié)構(gòu)形態(tài)等。

短時(shí)強(qiáng)降水定義為雨強(qiáng)≥20 mm·h-1的降水[15]，本文以站點(diǎn)出現(xiàn)雨強(qiáng)超過20 mm·h-1的短時(shí)強(qiáng)降水作為可能發(fā)生災(zāi)害性強(qiáng)降水的指標(biāo)。

兩湖流域分區(qū)定義：依據(jù)長江水利委員會(huì)對(duì)長江流域進(jìn)行的39個(gè)區(qū)域劃分和命名[16](圖1)，洞庭湖流域包括洞庭湖區(qū)(洞庭湖所在區(qū)域)、沅江、資水、澧水、湘江5個(gè)區(qū)域；鄱陽湖流域包括鄱陽湖區(qū)(鄱陽湖所在區(qū)域)、贛江、撫河、饒河、信江、修水6個(gè)區(qū)域。

圖1 長江流域中兩湖流域劃分及命名Fig.1 Division and nomenclature of the Two-Lake Basin in the Yangtze River Basin

濕位渦：把飽和大氣中水汽凝結(jié)潛熱的作用考慮到位渦的分析中，它的正負(fù)分別代表冷空氣和不穩(wěn)定的暖濕氣流[17]，零等值線所在位置表示有冷暖氣流的交匯?？梢苑譃榇怪狈至縈PV1和水平分量MPV2，計(jì)算公式為：

式中：θe(K)為相當(dāng)位溫；MPV1代表對(duì)流穩(wěn)定性，當(dāng)MPV1<0時(shí)，表征對(duì)流不穩(wěn)定；MPV2表示鋒區(qū)的強(qiáng)弱，MPV2的絕對(duì)值越大，大氣斜壓性越大，越易引起垂直渦度的增長，導(dǎo)致強(qiáng)降水發(fā)生或加劇[18]；g(m·s-2)為重力加速度，取值9.8 m·s-2，f為地轉(zhuǎn)渦度，且f=Ωsinφ(其中φ為緯度)。

E指數(shù)用來表征氣團(tuán)中能量和濕度的大小[19]，E(K)值越大氣團(tuán)所具能量越大，所含水汽越多。其表達(dá)式定義為：

(2)

式中：θse850、θse700、θse500(K)分別為850、700、500 hPa假相當(dāng)位溫；△θ58表示500 hPa與850 hPa假相當(dāng)位溫差值，當(dāng)△θ58>0時(shí)，表征位勢(shì)穩(wěn)定，當(dāng)△θ58<0時(shí)，表征位勢(shì)不穩(wěn)定。

2 6—7月兩湖流域?yàn)?zāi)、汛情

2019年入汛以來，兩湖流域強(qiáng)降水過程多發(fā)，多地受災(zāi)嚴(yán)重，特別是位于強(qiáng)降水中心的湘江、贛江等地，災(zāi)情更為重大：江西等地70個(gè)縣(市、區(qū))489.4萬人受災(zāi)，27人死亡，5人失蹤，農(nóng)作物受災(zāi)面積325.80×103hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失110.7億元；湖南等地53個(gè)縣(市、區(qū))199萬人受災(zāi)，6人死亡，1人失蹤，農(nóng)作物受災(zāi)面積143.25×103hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失42.3億元。

根據(jù)湖南省和江西省水情網(wǎng)資料，2019年長江中游汛情較往年提前，兩湖流域防汛形勢(shì)異常嚴(yán)峻。從6月開始，受持續(xù)降雨影響，贛江、湘江、資水、沅江等部分河段及支流發(fā)生明顯漲水過程，有11個(gè)站點(diǎn)水位在警戒線以上，江西贛江支流湖水、梅江、桃江等3條中小河流出現(xiàn)建站以來最大洪水。

7月上旬末，湘江干流及支流洣水、淥水、涓水等11條河流發(fā)生超警戒以上洪水，其中支流淥水發(fā)生超歷史洪水，7月中旬初兩湖流域再次出現(xiàn)強(qiáng)降水，各站水位快速上漲。汛情最嚴(yán)峻的洞庭湖流域、湘江全線超警，衡陽站和湘潭站超保證水位。

3 6—7月兩湖流域主要降水過程

圖2為1961—2019年6—7月湘江、贛江平均面雨量年際變化?？梢钥闯?，1990—2019年贛江和湘江平均面雨量分別為331.2、374.5 mm。2019年6—7月湘江、贛江平均面雨量為1961年有歷史記錄以來最高，分別達(dá)587.9、696.2 mm，均遠(yuǎn)超1990—2019年平均值。2019年夏汛期兩湖流域共經(jīng)歷5次較大的強(qiáng)降水過程，從贛江、湘江2019年6—7月面雨量日變化(圖3)可以看出，6月影響兩湖流域的強(qiáng)降水過程主要有2次，分別出現(xiàn)在6—10日、20—25日。其中，6—10日洞庭湖中南部、鄱陽湖大部地區(qū)普遍出現(xiàn)暴雨或大暴雨；20—25日鄱陽湖大部、洞庭湖中北部出現(xiàn)強(qiáng)降水。7月影響兩湖流域的3次強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在上中旬，分別為3—5日、7—9日、12—14日。其中6月2次過程贛江的日面雨量大于湘江，7月3次過程湘江日面雨量則明顯大于贛江，2個(gè)流域過程峰值出現(xiàn)時(shí)間基本一致，強(qiáng)降水中心主要位于洞庭湖流域東南部和鄱陽湖流域中東部。整個(gè)梅雨期，梅雨鋒鋒面中心位置基本位于25°N—28°N之間，即長時(shí)間維持在湘贛中游一帶，具體雨情如表1所示。

4 6—7月兩湖流域降水偏多成因

圖4為2019年6—7月長江流域累計(jì)降水量實(shí)況分布?？梢钥闯?，2019年夏季主汛期長江流域強(qiáng)降水中心位于兩湖流域，多地累計(jì)降水量達(dá)600～800 mm，局地達(dá)1000 mm以上；尤其是湘江、贛江等地，與歷史同期相比偏多5～7成(圖略)?？紤]6—7月主要是梅雨期，因此從大尺度環(huán)流背景，包括西太平洋副熱帶高壓、南壓高壓、西風(fēng)急流、夏季風(fēng)等，以及誘發(fā)災(zāi)害性天氣的中尺度對(duì)流系統(tǒng)出發(fā)，分析2019年兩湖流域降水異常偏多的可能原因。

4.1 降水偏多大尺度環(huán)流成因

4.1.1 南壓高壓

南壓高壓是中國夏季梅雨期天氣系統(tǒng)的重要組成部分，其脊線位置與梅雨期降水關(guān)系密切，脊線位置的變動(dòng)和高空急流的強(qiáng)度均影響降水落區(qū)和強(qiáng)度[13-14]。如圖5所示，2019年夏季南壓高壓脊線與氣候平均態(tài)相比明顯偏南，除6月18日、29日左右出現(xiàn)2次短暫的北跳外，脊線位置均位于25°N以南地區(qū)，導(dǎo)致梅雨期主雨帶集中于兩湖流域。同時(shí)，東亞上空中高緯西風(fēng)急流較往年偏強(qiáng)，西風(fēng)急流每一次增強(qiáng)對(duì)應(yīng)著南壓高壓脊線南落，使得位于副高北側(cè)邊緣的兩湖流域較長時(shí)間處于冷暖交匯狀態(tài)。由此可以看出，2019年夏季對(duì)流層高層的中高緯大氣環(huán)流形勢(shì)調(diào)整和北跳時(shí)間異于往年，進(jìn)而影響對(duì)流層中層副高位置以及低層夏季風(fēng)的推進(jìn)時(shí)間，為兩湖流域地區(qū)降水提供了有利的大尺度環(huán)流背景。

圖2 1961—2019年6—7月贛江(a)、湘江(b)平均面雨量年際變化Fig.2 The annual variation of mean area rainfall of Xiangjiang (a) and Ganjiang (b) rivers from June to July during 1961-2019

圖3 2019年6—7月湘江、贛江24 h累計(jì)面雨量日變化Fig.3 The daily variation of 24 hours accumulated area rainfall of Xiangjiang and Ganjiang rivers from June to July in 2019

表1 2019年6—7月5次天氣過程雨情特征Tab.1 The features of 5 rainfall weather processes from June to July in 2019

圖4 2019年6—7月長江流域累計(jì)降水量實(shí)況分布(單位：mm)Fig.4 The distribution of cumulative precipitation of the Yangtze River Basin from June to July in 2019 (Unit: mm)

圖5 2019年6—7月200 hPa緯向風(fēng)距平沿110°E—140°E的時(shí)間-緯度剖面(單位: m·s-1)(藍(lán)色虛線為2019年南亞高壓脊線，黑實(shí)線為1981—2010年氣候平均南亞高壓脊線)Fig.5 The latitude-time section of latitudinal wind anomaly along 110°E-140°E on 200 hPa from June to July in 2019 (Unit: m·s-1) (The blue dotted line is the south Asia high ridge line in 2019, and the black solid line is the climate average state during 1981-2010)

4.1.2 西太平洋副熱帶高壓

西太平洋副熱帶高壓的位置對(duì)中國夏季雨帶分布有重要影響[20]，與之相關(guān)的眾多特征指數(shù)中，副高脊線的位置與雨帶對(duì)應(yīng)最好，副高的第一次北跳通常代表長江中下游梅雨期降水的開始，雨帶位置隨脊線位置的變動(dòng)而變動(dòng)。圖6為500 hPa位勢(shì)高度場距平沿110°E—140°E的時(shí)間-緯度剖面。可以看出，2019年夏季副高脊線位置整體偏南，在3次北跳期間，伴有2次大幅度南落，對(duì)應(yīng)梅雨期雨帶長時(shí)間位于兩湖流域。就1981—2010年氣候平均而言，副高脊線一般在6月中旬前后由18°N第一次北跳至20°N—22°N。2019年6月6日，副高脊線出現(xiàn)了第一次北跳，湘贛北部位于副高北部邊緣雨帶中，江西省宣布入梅，較以往入梅偏早。受梅雨鋒雨帶影響，6月10日贛江上中游出現(xiàn)大暴雨天氣，其干支流發(fā)生超警戒洪水，并形成了贛江第1號(hào)洪水。7月1日西太副高脊線再一次短暫北跳，至7月中旬，副高脊線穩(wěn)定維持在20°N以南地區(qū)，湘贛中南部地區(qū)長時(shí)間位于副高北部邊緣，對(duì)應(yīng)梅雨鋒主雨帶長時(shí)間維持在湘贛地區(qū)，兩湖流域區(qū)域性暴雨頻發(fā)。同時(shí)，每一次脊線南落都對(duì)應(yīng)中緯度高度場負(fù)距平的加強(qiáng)，表明在中高緯高空低槽偏強(qiáng)，兩湖流域處于西風(fēng)帶槽底與副高交匯處，冷暖空氣對(duì)峙頻繁且強(qiáng)烈，大氣斜壓性增強(qiáng)，有利于區(qū)域性強(qiáng)降水的發(fā)生。

從2019年6月500 hPa高度平均場(圖7)看，歐亞大陸500 hPa中高緯呈“2槽1脊”形勢(shì)，其中烏拉爾山和鄂霍茨克海為低壓槽，貝加爾湖北部為高壓脊，與氣候平均態(tài)相比，槽(脊)偏低(高)60 gpm以上，說明阻塞形勢(shì)明顯，經(jīng)向環(huán)流增強(qiáng)，冷空氣較常年更活躍；500 hPa位勢(shì)高度場與氣候平均態(tài)相比偏高20 gpm左右，西伸脊點(diǎn)達(dá)到108°E，較常年偏西10個(gè)經(jīng)度以上，脊線略偏南。這種環(huán)流形勢(shì)有利于兩湖流域斜壓鋒生，梅雨鋒雨帶長時(shí)間維持發(fā)展。與6月相比，7月整體形勢(shì)略平緩(圖略)，呈“2槽2脊”形勢(shì)，阻塞活動(dòng)明顯偏弱，副高較氣候平均態(tài)偏強(qiáng)、偏西，脊線偏南3～4個(gè)緯度。以7月12—14日兩湖流域大暴雨過程為例，副高呈“東—西”帶狀分布，西伸脊點(diǎn)位于100°E以西。從2019年7月12日08:00至14日02:00(北京時(shí)，下同)588 dagpm線逐6 h變化(圖8)來看，12日08:00至13日20:00 588 dagpm線較穩(wěn)定，脊線位于18°N附近，穩(wěn)定的環(huán)流背景有利于梅雨鋒雨帶長時(shí)間維持。

4.1.3 夏季風(fēng)

夏季汛期降水的水汽主要依靠低緯度西南暖濕氣流的向北輸送，夏季風(fēng)的北推進(jìn)程與其息息相關(guān)。圖9為2019年6—7月850 hPa風(fēng)場、地面至850 hPa

圖6 2019年6—7月500 hPa位勢(shì)高度距平沿110°E—140°E的時(shí)間-緯度剖面(單位：gpm)(藍(lán)色虛線為2019年副高脊線，黑實(shí)線為1981—2010年氣候平均副高脊線)Fig.6 The latitude-time section of geopentential height anomaly along 110°E-140°E on 500 hPa from June to July in 2019 (Unit: gpm)(The blue dotted line is the subtropical high ridge line in 2019, and the black solid line is the climate mean state during 1981-2010)

圖7 2019年6月500 hPa位勢(shì)高度與氣候平均位勢(shì)高度的距平場(陰影)，2019年6月位勢(shì)高度場(黑色實(shí)線)及1981—2010年氣候平均位勢(shì)高度場(黑色虛線)(單位：dagpm)(藍(lán)色實(shí)線為2019年6月588 dagpm線，藍(lán)色虛線為1981—2010年氣候平均態(tài)588 dagpm線)Fig.7 The geopotential height anomaly field between climate average during 1981-2010 and June 2019 (the shaded area), the geopotential height field in June 2019 (the black solid lines), the climate average state of geopotential height field during 1981-2010 (the black dotted lines) on 500 hPa(the blue solid line for the 588 dagpm line in June 2019, the blue dotted line for its climate average state during 1981-2010)

圖8 2019年7月12日08:00至14日02:00副高588 dagpm線逐6 h變化Fig.8 The 6-hour changes of 588 dagpm line of subtropical high from 08:00 BST 12 to 02:00 BST 14 July 2019

圖9 2019年6—7月850 hPa風(fēng)場(風(fēng)矢量，單位：m·s-1)、地面至850 hPa垂直積分的水汽通量散度場(陰影，單位：10-5 kg·m-2·s-1)沿110°E—140°E的時(shí)間-緯度剖面Fig.9 The latitude-time section of wind field on 850 hPa (vectors, Unit: m·s-1) and the water vapor flux divergence field integrated from the ground to 850 hPa (the shade, Unit: 10-5 kg·m-2·s-1) along 110°E-140°E from June to July in 2019

垂直積分的水汽通量散度場沿110°E—140°E的時(shí)間-緯度剖面。可以看出，2019年夏季風(fēng)于5月第2候爆發(fā)，較常年(5月23日左右)明顯偏早，6月第1侯已推進(jìn)至25°N以北，之后至7月第2侯均維持在20°N—30°N之間，為6—7月兩湖流域持續(xù)性降水提供了充沛的水汽條件。

以7月12—14日兩湖流域暴雨過程為例，12日20:00湘贛地區(qū)的地面至300 hPa整層積分水汽輸送都很強(qiáng)(圖10)，其中北部地區(qū)一直維持著一條西南—東北向的大值水汽輸送帶，中心值超過80 kg·m-1·s-1，其主要作用是將華南以南地區(qū)的水汽輸送到長江中下游一帶，這與許建玉等[21]分析的2003年淮河流域梅雨期水汽輸送方向基本一致。而此時(shí)亞洲夏季風(fēng)急流南風(fēng)分量增大(圖9)，為水汽輸送帶提供源源不斷的水汽來源[22]。

綜上所述，2019年夏季大氣環(huán)流形勢(shì)異于常年，南壓高壓和副高位置較常年位置偏南，強(qiáng)度偏強(qiáng)，系統(tǒng)2次短暫北跳之后長時(shí)間保持南落狀態(tài)，梅雨鋒長時(shí)間穩(wěn)定維持在兩湖流域，南壓夏季風(fēng)北推進(jìn)程較常年偏早，為兩湖流域提供持續(xù)穩(wěn)定的水汽來源，是2019年夏季兩湖流域累計(jì)面雨量為58 a以來最強(qiáng)的主要原因。

圖10 2019年7月12日20:00整層積分水汽通量(陰影，單位：kg·m-1·s-1)Fig.10 The integrated water vapor flux of the whole layer at 20:00 BST 12 July 2019 (the shaded, Unit: kg·m-1·s-1)

4.2 災(zāi)害性天氣頻發(fā)可能成因

為進(jìn)一步探討2019年6—7月兩湖流域降水異常偏多的成因，以7月12—14日兩湖流域大暴雨過程為例，對(duì)梅雨鋒引發(fā)強(qiáng)降水的中尺度對(duì)流系統(tǒng)環(huán)境物理量場等方面進(jìn)行分析。

4.2.1 強(qiáng)降水頻次空間分布

災(zāi)害性天氣的產(chǎn)生與中尺度對(duì)流系統(tǒng)(MCS)的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[23-24]，而MCS的分布與地面短時(shí)強(qiáng)降水分布接近[15]。圖11為2019年6—7月長江流域1 h降水量≥20 mm站點(diǎn)頻次分布?？梢钥闯?，2019年6—7月1 h降水量≥20 mm站點(diǎn)頻次高發(fā)區(qū)位于兩湖流域，尤其是資水、贛江、撫河、信江等地1 h降水量≥20 mm站點(diǎn)頻次高達(dá)10次以上。這可能是因?yàn)槔渑瘹鈭F(tuán)長時(shí)間在兩湖流域交匯，梅雨鋒長期維持在湘贛中游附近，給該地區(qū)帶來高溫、高濕、高能的環(huán)境，這種環(huán)境利于中小尺度對(duì)流系統(tǒng)的觸發(fā)、發(fā)展[25]。

4.2.2 雷達(dá)回波特征

從2019年7月13日08:00雷達(dá)組合反射率因子(圖12)來看，湘贛地區(qū)有一條帶狀混合型降水回波穩(wěn)定維持，大片層狀云降水回波中不斷有積狀云降水回波發(fā)展，回波反射率因子強(qiáng)度達(dá)55 dBZ，并伴隨多個(gè)中小尺度對(duì)流產(chǎn)生，單體發(fā)展高度達(dá)9 km左右。該回波帶從7月12日生成并緩慢東移，在回波帶西側(cè)存在后向傳播，不斷有新生回波發(fā)展并入，使整條回波帶移動(dòng)速度緩慢，長時(shí)間維持在湘贛一帶，降水效率較高，最大3 h累計(jì)雨量出現(xiàn)在13日08:00—10:00贛江中游的豐城站(116.8 mm)。

4.2.3 梅雨鋒結(jié)構(gòu)特征

梅雨期誘發(fā)強(qiáng)降水的中尺度對(duì)流系統(tǒng)常發(fā)生在梅雨鋒附近或其南側(cè)高溫高濕區(qū)，暴雨落區(qū)與梅雨鋒位置對(duì)應(yīng)較好。7月12日08:00開始，梅雨鋒穩(wěn)定在27°N—30°N，呈緯向分布，這是造成此次暴雨過程范圍廣、累計(jì)雨量大的原因之一。沿梅雨鋒中強(qiáng)降水帶(114°E)對(duì)假相當(dāng)位溫(θse)做經(jīng)度-高度垂直剖面(圖13)，可以看出湘贛地區(qū)925～700 hPa對(duì)應(yīng)高能中心，且梅雨鋒坡度較大，近乎70°；由于梅雨鋒附近滿足濕位渦守恒，即傾斜越大，氣旋性渦旋越強(qiáng)烈，有利于鋒區(qū)內(nèi)產(chǎn)生對(duì)流性暴雨。

圖11 2019年6—7月長江流域1 h降水量≥20 mm站點(diǎn)頻次分布(單位：次)(藍(lán)色實(shí)線框?yàn)閮珊饔?Fig.11 Frequency distribution of stations with 1 h precipitation equal to or more than 20 mm in the Yangtze River Basin from June to July 2019 (Unit: times)(the blue solid frame for the Two-Lakes Basin)

圖12 2019年7月13日08:00雷達(dá)組合反射率因子(單位：dBZ)Fig.12 The radar combined reflectivity factor at 08:00 BST 13 July 2019 (Unit: dBZ)

圖13 2019年7月13日08:00比濕(陰影，單位：g·kg-1)和θse(實(shí)線，單位：K)沿114°E的經(jīng)度-高度剖面(紅色實(shí)線框內(nèi)為鋒區(qū))Fig.13 The longitude-height section of specific humidity (shadow, Unit: g·kg-1) and θse (solid line, Unit: K) along 114°E at 08:00 BST 13 July 2019(the solid red frame for frontal zone)

4.2.4 觸發(fā)機(jī)制及環(huán)境條件

梅雨鋒附近的高能高濕環(huán)境，有利于氣團(tuán)對(duì)流不穩(wěn)定、位勢(shì)不穩(wěn)定的發(fā)展，是多發(fā)災(zāi)害性強(qiáng)天氣的主要原因[26]。2019年7月13日850 hPa濕位渦的零等值線經(jīng)過兩湖流域地區(qū)，表明此處冷暖交匯顯著。圖14為2019年7月13日08:00 MPV、20:00 MPV2沿28°N的高度-緯度剖面。可以看出，強(qiáng)降雨區(qū)上空MPV在13日08:00 700 hPa附近為負(fù)值[圖14(a)]，850 hPa附近為正值，底層均為負(fù)值，表明中低層有冷空氣入侵。在湘贛交界處上空MPV1低層為負(fù)，高層為正，表明此區(qū)域?qū)α鞑环€(wěn)定(圖略)，有利于中尺度對(duì)流系統(tǒng)觸發(fā)。而MPV2在13日20:00負(fù)值達(dá)到最大[圖14(b)]，表明大氣斜壓性增強(qiáng)，之后負(fù)值中心向下發(fā)展，并在MPV2向下發(fā)展期間，雨強(qiáng)達(dá)到最強(qiáng)[27]。

圖15為2019年7月12日20:00平均E指數(shù)和△θ58分布?？梢钥闯觯?月12日20:00，長江流域中下游沿江以南地區(qū)處在△θ58負(fù)值區(qū)，與E指數(shù)230 K高值區(qū)重合，表明在湘江中下游、贛江流域大部有高能高濕且位勢(shì)不穩(wěn)定的氣團(tuán)存在，有利于強(qiáng)降水的發(fā)生。

綜上所述，副高穩(wěn)定少動(dòng)，低層梅雨準(zhǔn)靜止鋒切變線長時(shí)間維持，為兩湖流域持續(xù)穩(wěn)定的降水提供了有利的大尺度環(huán)境背景；湘贛地區(qū)高能高濕且對(duì)流不穩(wěn)定、位勢(shì)不穩(wěn)定的環(huán)境特征是其多發(fā)災(zāi)害性強(qiáng)天氣的主要原因。大尺度環(huán)流背景和中小尺度系統(tǒng)相互作用，導(dǎo)致2019年夏季兩湖流域?yàn)?zāi)害性強(qiáng)降水頻發(fā)，降水異常偏多。

圖14 2019年7月13日08:00 MPV(a)、20:00 MPV2 (b)沿28°N的高度-緯度剖面(單位：10-6 m2·s-1·K·kg-1)Fig.14 The latitude-height sections of MPV (a) at 08:00 BST and MPV2 (b) at 20:00 BST along 28°N on 13 July 2019 (Unit： 10-6 m2·s-1·K·kg-1)

圖15 2019年7月12日20:00平均E指數(shù)(實(shí)線)和△θ58(陰影)分布(單位：K)Fig.15 The distribution of average E index (solid line) and △θ58 (the shadow) at 20:00 BST 12 July 2019 (Unit: K)

5 結(jié) 論

(1)2019年6—7月兩湖流域大暴雨過程頻發(fā)，多伴隨災(zāi)害性強(qiáng)對(duì)流天氣，累積面雨量為近幾十年來最高；長江中下游支流水位上升，眾多水庫超警戒線，災(zāi)情、汛情嚴(yán)重。

(2)2019年6—7月兩湖流域雨帶維持時(shí)間長。南壓高壓脊線及副高脊線位置整體偏南；高層南壓高壓和西風(fēng)急流季節(jié)性北跳提前，中層副高北跳提前，2次短暫北跳之間伴有長時(shí)間南落，低層夏季風(fēng)提前北推；同時(shí)，從低層到高層，源自華南地區(qū)的水汽輸送帶持續(xù)為兩湖流域輸送充沛的水汽。從高層到低層大氣環(huán)流系統(tǒng)的共同作用，致使2019年6—7月主雨帶穩(wěn)定維持在湘贛地區(qū)，為兩湖流域降水偏多提供了有利的大尺度環(huán)流背景。

(3)2019年6—7月梅雨期期間，梅雨鋒穩(wěn)定維持在湘贛中游，兩湖流域爆發(fā)了5次強(qiáng)降水過程，同時(shí)梅雨鋒鋒面附近高溫、高濕、高能的環(huán)境，使得大范圍穩(wěn)定降水帶中多伴隨中小尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展，短時(shí)強(qiáng)降水等對(duì)流活動(dòng)多發(fā)，進(jìn)一步增大了分區(qū)面雨量值，月累計(jì)面雨量創(chuàng)歷史新高。對(duì)2019年7月12—14日典型梅雨過程分析表明，副高穩(wěn)定少動(dòng)，低層梅雨準(zhǔn)靜止鋒、切變線長時(shí)間維持，湘贛地區(qū)上空高能高濕且對(duì)流不穩(wěn)定、位勢(shì)不穩(wěn)定，有利于對(duì)流性強(qiáng)降水多發(fā)，為兩湖流域降水偏多做出貢獻(xiàn)。