翁賢東

摘要 以2019年6月9—10日永安地區(qū)的大暴雨為例，綜合分析與本次暴雨相關(guān)的環(huán)流背景和中尺度對(duì)流系統(tǒng)特征及物理量場(chǎng)特點(diǎn)。結(jié)果顯示，本次暴雨孕育于副熱帶高壓北部邊界和低空切變南部暖區(qū)內(nèi)，500 hPa中高緯度為一脊一槽，低層850 hPa流場(chǎng)特征為西南暖濕氣流、北印度洋暖濕氣流和東向路徑冷空氣三股氣流的結(jié)合。東側(cè)冷平流的持續(xù)輸入和低空急流的發(fā)展導(dǎo)致對(duì)流層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定加劇，易出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣。700 hPa和850 hPa等壓面的濕位勢(shì)渦度負(fù)值中心和強(qiáng)降水中心有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明濕對(duì)稱(chēng)、對(duì)流和斜壓不穩(wěn)定均對(duì)強(qiáng)降水系統(tǒng)的演變產(chǎn)生重要作用。

關(guān)鍵詞 永安市;強(qiáng)降雨天氣;過(guò)程分析

中圖分類(lèi)號(hào)：P42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）04–0064–02

1 強(qiáng)降水天氣概況

2019年6月9—10日受低層切變南側(cè)西南氣流影響，永安市普降暴雨，本次降雨過(guò)程強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，為該年度進(jìn)入汛期以來(lái)最強(qiáng)一輪降雨過(guò)程。福建歷來(lái)深受暴雨災(zāi)害影響，永安市所處的閩中地區(qū)多山地丘陵，少平原地形，暴雨極易引發(fā)山體滑坡、泥石流和洪澇[1]。永安市氣象局6月9日11：20分發(fā)布暴雨黃色預(yù)警，預(yù)計(jì)未來(lái)全市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)仍有50 mm以上降雨，持續(xù)性暴雨導(dǎo)致永安市發(fā)生超警戒水位小洪水，于10日5：45分達(dá)到洪峰水位130.52 m，超警戒水位3.58 m，超保證水位0.07 m。因此，加強(qiáng)暴雨監(jiān)測(cè)、研究和預(yù)報(bào)十分必要[2]。

2 大尺度環(huán)流背景

本次強(qiáng)降水天氣的影響系統(tǒng)主要有500 hPa低壓槽850 hPa切變和西南急流。強(qiáng)降雨自9日上午開(kāi)始，落雨區(qū)位于850 hPa風(fēng)場(chǎng)氣旋式切變不連續(xù)線(xiàn)的南部，屬于500 hPa低壓槽前、低空切變南部西南急流勢(shì)力范圍內(nèi)。此時(shí)低層空氣中偏北部有顯著水平風(fēng)速輻合，為強(qiáng)降雨提供了充足動(dòng)力。觀(guān)察近地面鋒面活動(dòng)和930 hPa切變發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)降水區(qū)域位于該切變線(xiàn)下側(cè)和鋒面附近，為低空急流出口左側(cè)。降水最多時(shí)段正好對(duì)應(yīng)西南氣流強(qiáng)盛階段，因此本次降水過(guò)程中，高低空配置十分有利于暴雨的出現(xiàn)，特別是低空急流和熱力作用對(duì)降水貢獻(xiàn)很大。9—10日的高度場(chǎng)呈現(xiàn)南高北低的特征，勘察加半島一帶有高壓維持，貝加爾湖低壓槽一直處于深厚發(fā)育狀態(tài)，以致北下冷空氣無(wú)法東進(jìn)而持續(xù)在貝加爾湖一帶集聚。沿勘察加半島高壓的左側(cè)有南下冷空氣，和來(lái)自副熱帶高壓帶左側(cè)西南氣流一帶于福建中北部交匯，這是此次降雨的主要原因。短波槽不斷東移也是引發(fā)連續(xù)降水的因素。強(qiáng)冷空氣自貝加爾湖不斷分裂小槽向東南移動(dòng)，與此同時(shí)，東北冷渦有東進(jìn)南壓態(tài)勢(shì)。9日14：00，冷槽分為北-中-南三部分，北部分在東三省，中間部分在長(zhǎng)江流域江浙一帶，南部分在華南南嶺一帶。9日20：00，東北冷渦和西風(fēng)槽繼續(xù)東進(jìn)南壓，南支槽逐漸消散。10日08：00，南北兩槽在海上合并為東亞大槽，副高勢(shì)力強(qiáng)大，其西脊點(diǎn)接近北部灣。從850 hPa低渦切變上可以看出，冷空氣在長(zhǎng)江流域一帶十分活躍，武夷山-南嶺一帶維持低渦切變，但受冷空氣影響略有擺動(dòng)。近地面冷鋒面維持在閩中地區(qū)，在高空急流軸右下側(cè)，低空急流軸左上側(cè)。高、低空急流之間的配置為強(qiáng)降水形成和維持提供了有利環(huán)流背景。

綜上所述，本次暴雨三股氣流來(lái)源分別是：第一，自北印度洋而來(lái)的暖濕水汽;第二，自西太平洋副熱帶高壓北側(cè)而來(lái)的暖濕氣流。以上兩股氣流是本次暴雨直接的水汽源;第三是沿東北低壓槽不斷南下的冷空氣。因此，北方干冷空氣和偏南氣流以及濕潤(rùn)的西南氣流不斷在閩中地區(qū)交匯，贛湘地區(qū)維持一條和緯線(xiàn)平行的低空輻合線(xiàn)。

3 動(dòng)力診斷分析

3.1 強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)

暴雨一般發(fā)生于深厚層次的空氣上升運(yùn)動(dòng)中。自9日05：00開(kāi)始，25°N ～26°N暴雨區(qū)域上空出現(xiàn)負(fù)值中心，自08：00起負(fù)值中心值逐步增加并且向南移動(dòng)，在14：00負(fù)值中心值為-1.2 hPa/s，從近地面一直擴(kuò)展至300 hPa附近，中心值達(dá)到-2.3 hPa/s，負(fù)值中心軸線(xiàn)自上而下向南部?jī)A斜，強(qiáng)降水區(qū)南側(cè)500 hPa以下為正值區(qū)。至10日凌晨強(qiáng)降水區(qū)域上空負(fù)值影響范圍增加，中心值達(dá)到-2.5 hPa/s。從東西向垂直上升運(yùn)動(dòng)角度觀(guān)察，9日永安市暴雨上空負(fù)值中心為-1.2 hPa/s，且處于700 hPa附近，負(fù)值區(qū)一直延伸至300 hPa高度。9日14：00往后暴雨?yáng)|部的上空負(fù)值區(qū)域影響范圍不斷擴(kuò)大，深厚的垂直上升運(yùn)動(dòng)是自東向西的。10日08：00強(qiáng)降水上空垂直速度負(fù)值中心達(dá)到-2.3 hPa/s，中心強(qiáng)度為昨日同時(shí)期的2倍。中心軸線(xiàn)為垂直分布，大值中心延伸至300 hPa高度，東西兩側(cè)正對(duì)應(yīng)正值區(qū)。這說(shuō)明10日降水過(guò)程的垂直運(yùn)動(dòng)比9日更為強(qiáng)勁深厚。

3.2 高低空輻合輻散

高空氣流的劇烈輻散促進(jìn)了上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，使得對(duì)流更為強(qiáng)烈，為暴雨維持和加劇提供了條件。一方面，高空輻散加強(qiáng)了強(qiáng)對(duì)流中層上升運(yùn)動(dòng)，而上升運(yùn)動(dòng)又通過(guò)加強(qiáng)低層輻合促使對(duì)流發(fā)展。9日14：00閩北地區(qū)存在低空輻合，高空輻散的結(jié)構(gòu)，低空輻合中心值為-3.8×10-5s-1，高空輻散中心值為-2.3×10-5s-1。至10日14：00，暴雨強(qiáng)區(qū)南退，高低空輻合輻散也隨之南退。低空散度大值中心增強(qiáng)至-9.7×10-5s-1，高空200 hPa的輻散強(qiáng)度也加強(qiáng)，中心值增加至19.6×10-5s-1。10日26°N附近上升運(yùn)動(dòng)明顯，低空輻合中心加強(qiáng)至-8.2×10-5s-1，高空輻散增強(qiáng)至7.8×10-5s-1，這說(shuō)明高空的抽吸作用促進(jìn)了對(duì)流的垂直運(yùn)動(dòng)和低層輻合。10日的高空輻散相較于前一日有顯著增強(qiáng)趨勢(shì)，這說(shuō)明降水強(qiáng)度和高低空輻散、輻合的強(qiáng)度明顯呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3.3 高空冷渦的發(fā)展

分析渦度平流時(shí)間演變，低渦切變線(xiàn)的南進(jìn)，高低空都在切變的右側(cè)存在負(fù)渦平流，左側(cè)存在正渦度平流，負(fù)渦度中心隨時(shí)間逐步東進(jìn)。9日08：00，暴雨區(qū)上空300 hPa附近出現(xiàn)率負(fù)渦度平流，低空850 hPa附近中心值為-9.2×10-10s-2，這表明低渦勢(shì)力在高低空均為減弱趨勢(shì)。至14：00負(fù)渦度平流中心明顯東傳，在暴雨區(qū)右側(cè)出現(xiàn)負(fù)值中心，暴雨區(qū)上空550 hPa出現(xiàn)正渦度平流中心，值為2.3×10-10s-2，但在300 hPa以上的高空仍未見(jiàn)負(fù)渦度平流中心，這說(shuō)明高低空冷渦的發(fā)展已出現(xiàn)不同步趨勢(shì)，低空的變化幅度大于高空。10日08：00，暴雨區(qū)上空800 hPa附近渦度加強(qiáng)為-7.8×10-10s-2，對(duì)應(yīng)300 hPa以上高空為正渦度平流中心，渦度平流剖面時(shí)間演變狀況表明整個(gè)過(guò)程中渦度平流正負(fù)交界處是隨著切變的東南向移動(dòng)而東進(jìn)，且正渦度平流值在暴雨出現(xiàn)前期為逐步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。垂直方向上正渦度平流中心略向右傾，但在平流區(qū)的影響范圍卻是不斷縮小的，在強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)前期，高空正渦度平流逐漸增加，這說(shuō)明高空渦旋也在發(fā)展。這表明本次降水過(guò)程高空渦旋和低空渦旋的相互作用并非同步耦合發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

高低空冷渦不同步發(fā)展為本次降水過(guò)程的顯著特征，高空低渦發(fā)展比低空低渦更為旺盛，由此觸發(fā)的強(qiáng)對(duì)流天氣是本次降水的動(dòng)力因素。另外東南—西北向的梅雨鋒區(qū)在25°N～26°N附近維持，其南側(cè)有大量水汽輸送和低層輻合高層輻散等，形成了有利的大尺度環(huán)流背景。

參考文獻(xiàn)

[1] 連晨方，蔡菁，何清芳.龍巖市2018年6月10日一次暴雨過(guò)程分析[J].海峽科學(xué)，2020（3）：9-17.

[2] 胡雅君，張偉，趙玉春，等.“5·7”閩南沿海暖區(qū)特大暴雨中尺度特征分析[J].氣象，2020，46（5）：629-642.

責(zé)任編輯：黃艷飛