王涵彧，林晶晶

（1.南平市氣象局，福建 南平 353000；2.光澤縣氣象局，福建 光澤 354100）

暴雨是南平市（簡稱閩北）最常見的災(zāi)害性天氣之一，尤其是在武夷山脈附近的暴雨，具有突發(fā)性、局地性、強(qiáng)度強(qiáng)、易成災(zāi)等特點(diǎn)[1]，容易造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，加強(qiáng)對暴雨特別是短歷時(shí)暴雨的預(yù)報(bào)能力對保障人民群眾的生產(chǎn)生活很有必要。近年來，許多學(xué)者和預(yù)報(bào)員對閩北暴雨進(jìn)行研究，統(tǒng)計(jì)表明對南平市暴雨有利的水汽條件是水汽通量、水汽通量散度、比濕、相對濕度等4個(gè)物理量，并且都集中在700 hPa及以下層次；而高層輻散及低層輻合有利于垂直上升運(yùn)動(dòng)，最能反應(yīng)南平市暴雨的上升運(yùn)動(dòng)層是500 hPa，有利于南平市出現(xiàn)暴雨的K指數(shù)都要在35℃以上,特別是6月都要在37℃以上[2]。

本文利用常規(guī)氣象觀測資料、區(qū)域自動(dòng)站資料、多普勒天氣雷達(dá)資料、歐洲中心數(shù)值預(yù)報(bào)資料，對2020年7月9日發(fā)生在南平市中北部的一次強(qiáng)降水天氣過程進(jìn)行分析。

1 實(shí)況概述

1.1 天氣實(shí)況

2020年7月8日20時(shí)—9日20時(shí)，南平市中北部縣市普降暴雨或大暴雨，少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)特大暴雨。其中，單日最大降水為光澤縣止馬鎮(zhèn)降水373.4 mm，光澤城區(qū)降水231.4 mm（單日降水量歷史第3位），主要的降水時(shí)段發(fā)生在9日06時(shí)—20時(shí)，1 h最大降水量為止馬鎮(zhèn)93.2 mm，出現(xiàn)在9日10時(shí)。本次強(qiáng)降水天氣過程對農(nóng)林業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、房屋企業(yè)等均有不同程度的損毀，對經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人民群眾財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的不利影響。

1.2 對流系統(tǒng)演變過程

分析9日05時(shí)開始的福建雷達(dá)組合反射率拼圖（圖1），顯示在5時(shí)左右有帶狀降水回波位于武夷山脈附近并向南發(fā)展，此后長時(shí)間維持在閩北地區(qū)。回波結(jié)構(gòu)緊密，移動(dòng)緩慢，在南壓的過程中仍不斷發(fā)展生成新的降水回波，導(dǎo)致雨帶始終維持在武夷山脈南側(cè)，小時(shí)雨強(qiáng)大、持續(xù)時(shí)間長，造成持續(xù)性的強(qiáng)降水。直到20時(shí)后回波南壓至福建省中部并逐漸減弱，閩北降水才逐漸停止。

2 環(huán)流形勢分析

2.1 環(huán)流背景分析

大尺度的環(huán)流背景能夠提供中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生的觸發(fā)條件，也能為中尺度系統(tǒng)的維持提供能量，對于一次強(qiáng)降水天氣過程，首先需要分析其大尺度的環(huán)流背景[3]。7月8日20時(shí)，閩北地區(qū)在在500 hPa上處于西太平洋副熱帶高壓北側(cè)和高空槽后偏西氣流控制，在低層700 hPa和850 hPa上處于低渦切變南側(cè)西南急流控制，在地面處于靜止鋒南側(cè)。500 hPa高空槽在700 hPa和850 hPa切變前側(cè)，具有前傾槽的結(jié)構(gòu)，有利于對流性降水的發(fā)生發(fā)展；地面鋒面、850 hPa切變和700 hPa切變?nèi)叩奈恢孟喈?dāng)接近，都位于浙江西北部到江西中北部，在靜止鋒前可形成對流雨。同時(shí)在江西中部到福建西北部的武夷山脈附近有風(fēng)速輻合，有利于對流性降水的形成與維持。從溫度場看，850 hPa的暖脊與急流軸走向一致，說明在閩北地區(qū)存在明顯的暖平流，有利于不穩(wěn)定能量的輸送，形成降水。到9日08時(shí)，低渦切變南壓并靠近武夷山脈，700 hPa切變位于850 hPa切變前，850 hPa切變又在地面靜止鋒前，是典型的前傾槽結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致對流降水進(jìn)一步增強(qiáng)。

2.2 垂直探空分析

分析8日20時(shí)和9日08時(shí)邵武探空圖可知，8日20時(shí)邵武探空的K=39.2℃，SI=-0.9℃，T85=22.7℃，存在一定的不穩(wěn)定能量，同時(shí)濕層深厚，水汽條件好，有利于產(chǎn)生對流性降水。以500 hPa高度為界，500 hPa以上為偏北氣流且風(fēng)向隨高度逆轉(zhuǎn)，500 hPa以下為偏南氣流且風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)，意味著500 hPa以上的中高層有冷平流，以下的低層有暖平流；在9日08時(shí)的邵武探空層結(jié)曲線上表現(xiàn)得更加明顯，500 hPa處的層結(jié)有明顯的逆溫，意味著中高層有冷空氣南下，但是低層仍處于較強(qiáng)且暖的西南急流控制中，上冷下暖的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)加劇了對流的發(fā)展。同時(shí)由于冷暖氣流勢均力敵，靜止鋒和低渦切變移動(dòng)緩慢，使得雨帶長時(shí)間維持在閩北地區(qū)，直到9日20時(shí)之后西南急流減弱，雨帶才南壓至福建中部，閩北降水減弱。

2.3 物理量條件分析

分析8日20時(shí)和9日08時(shí)200 hPa和850 hPa的散度場（圖3）可知，在閩北地區(qū)200 hPa上2個(gè)時(shí)次均為強(qiáng)烈的輻散場，對其下層的大氣有明顯的抽吸作用，可加劇該地的上升運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)對流。850 hPa在8日20時(shí)尚處于輻散與輻合交界處，隨后在9日08時(shí)轉(zhuǎn)為完全的輻合場，與實(shí)況的8日夜里已經(jīng)開始降水，9日凌晨降水加強(qiáng)相對應(yīng)。高層的強(qiáng)輻散中心和低層的強(qiáng)輻合中心相對應(yīng)，促進(jìn)了氣流的上升運(yùn)動(dòng)，使得閩北地區(qū)對流強(qiáng)烈發(fā)展，也是本次降水小時(shí)雨強(qiáng)大的一個(gè)重要原因。8日20時(shí)和9日08時(shí)850 hPa在閩北地區(qū)的比濕都在14 g/kg以上，水汽條件充沛，有利于對流性降水的形成，同時(shí)2個(gè)時(shí)次的850 hPa水汽通量散度場在閩北地區(qū)均為輻合，保障了水汽的供應(yīng)，使得降水能夠長久維持。

圖3 8日20時(shí)和9日08時(shí)散度場Fig.3 The divergence field at 20:00 on the 8th and 08:00 on the 9th

3 主觀預(yù)報(bào)與反思

對比7月7日20時(shí)和7月8日20時(shí)起報(bào)的歐洲中心模式單站時(shí)間剖面（見圖4）。2張剖面圖都預(yù)報(bào)出9日500 hPa以下為西南急流，500 hPa以上為偏北氣流，具有前傾槽結(jié)構(gòu)，通常認(rèn)為夏季的前傾槽結(jié)構(gòu)有利于產(chǎn)生對流性降水。此外，在中層500~600 hPa有明顯的溫度脊，通常溫度脊對降水有抑制作用，但如果能量足夠強(qiáng)盛突破抑制，反而能使降水加強(qiáng)。因此在7日20時(shí)起報(bào)時(shí)，已經(jīng)可以預(yù)報(bào)出9日閩北地區(qū)將出現(xiàn)強(qiáng)降水，但從當(dāng)時(shí)的剖面圖分析，9日中低層還有較強(qiáng)的抑制作用，因此預(yù)報(bào)的降水量級僅為暴雨，局地大暴雨。到了8日20時(shí)起報(bào)時(shí)，從剖面圖上可以明顯看出，在9日模式預(yù)報(bào)已經(jīng)訂正為從低到高一致的上升運(yùn)動(dòng)，預(yù)報(bào)的降水量級也隨即上調(diào)為大暴雨，局地特大暴雨，小時(shí)雨強(qiáng)50~80 mm。此時(shí)的預(yù)報(bào)結(jié)論與后續(xù)出現(xiàn)的降水實(shí)況已經(jīng)很接近了，只是最終部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)的降水量和小時(shí)雨強(qiáng)還是超出了預(yù)報(bào)范圍，所以后續(xù)利用預(yù)警信號和短時(shí)強(qiáng)天氣報(bào)告等手段作為補(bǔ)充，及時(shí)跟蹤預(yù)報(bào)，有效減少損失。

圖4 7月7日20時(shí)和7月8日20時(shí)起報(bào)的歐洲中心模式單站時(shí)間剖面Fig.4 The singlestation timeprofile of eurocenter mode reported from 20:00 on July 7 and 20:00 on July 8

4 結(jié)語

通過對形勢場、探空圖、物理量場及剖面圖的綜合分析，可以得出結(jié)論：7月9日閩北地區(qū)強(qiáng)降水是前傾槽、靜止鋒、高層輻散低層輻合、高層冷平流低層暖平流等動(dòng)力和熱力條件共同作用的結(jié)果。多種有利條件在閩北地區(qū)疊加，使得此次對流性降水進(jìn)一步增強(qiáng)，造成了此次降水量級大、強(qiáng)度強(qiáng)、維持久。在事前的預(yù)報(bào)中，預(yù)報(bào)員通過剖面圖所示的前傾槽和暖脊等條件已經(jīng)預(yù)報(bào)出此次降水可達(dá)暴雨以上量級，但由于模式對上升運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)偏弱，使得預(yù)報(bào)量級仍比實(shí)際量級偏小。特別是夏季的對流性降水形成原因復(fù)雜且發(fā)展迅速，僅憑模式預(yù)報(bào)及預(yù)報(bào)員主觀經(jīng)驗(yàn)訂正容易造成偏差，仍需依靠預(yù)警信號和短時(shí)強(qiáng)天氣報(bào)告等手段作為補(bǔ)充，才能保證更好的預(yù)報(bào)服務(wù)效果。