張帆?劉云香?邱恬?張軍

摘 要：利用常規(guī)氣象觀測、多普勒天氣雷達、ERA-5再分析資料，對2022年6月發(fā)生在贛南的1次致災性暴雨過程進行了綜合分析。結果表明：此次暴雨發(fā)生在西風槽東移和切變線南壓、西南急流加強的環(huán)流背景下，前階段降水為西南急流加強的風速輻合的暖區(qū)暴雨，后階段為鋒面暖區(qū)一側暴雨；在“暖區(qū)暴雨”的2個降水集中時段中，雷達回波均呈帶狀分布，且回波形態(tài)的方向與其移動方向平行，容易導致“列車效應”而帶來暴雨天氣。從韶關雷達雙偏振參量上發(fā)現，ZDR和KDP能在一定程度上反映降水強度，由于2個“暖區(qū)暴雨”集中降水時段均未出現冰雹，因此，CC都接近1；在“鋒面暴雨”中，降水主要出現在冷鋒前，由于冷鋒前沿的暖濕氣流水汽豐富，帶來的鋒前降水雨強較大，且由于鋒面移動速度不快，因而累積雨量大而產生暴雨。

關鍵詞：暖區(qū)暴雨；鋒面暴雨；雙偏振雷達

中圖分類號：P458 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）01–0-03

近年來，由于天氣氣候區(qū)域異常，災害性天氣呈多發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢。暴雨作為最常見的一種災害性天氣，國內外學者從大氣環(huán)流[1-2]、中小尺度特征[3-4]和物理量場[5]上已經開展了不少研究，最常見的暴雨主要分為暖區(qū)暴雨和鋒面暴雨。暖區(qū)暴雨的提出最早指的是出現在華南前汛期的暴雨，定義為距離地面冷鋒較遠發(fā)生的暴雨[6]。如今，不受冷空氣影響的而產生的暴雨均可被稱為暖區(qū)暴雨。暖區(qū)暴雨降水常呈現較典型的短時強降水的夜雨特征，給當地群眾生命財產帶來了巨大的威脅。暖區(qū)暴雨的預報難點在于其觸發(fā)機制相比其他類型的暴雨特征更不明顯，同時由于地形對暖區(qū)暴雨的影響也不容小覷，因此，在日常業(yè)務中對暖區(qū)暴雨的空報和漏報時有發(fā)生。正因如此，暖區(qū)暴雨常作為預報技術研究的關鍵問題[7-9]，贛州之前對這種類型降水的研究較少，基于此，對此次暴雨過程進行分析，利用再分析資料對物理量特征進行分析，歸納贛州暖區(qū)暴雨預報的著眼點。

相較于暖區(qū)暴雨，目前各家主流預報模式對鋒面暴雨的預報準確率更高，并對相應天氣系統的變化更敏感[10]。已有相關研究表明，發(fā)生在鋒面附近的暴雨往往是由低層鋒面和地形共同作用而觸發(fā)的[11]，而強降水出現的時間段與鋒面移動有較好的對應關系，因此，在此次過程中的鋒面暴雨階段，利用天氣雷達對鋒面的特征展開了討論。

1 暴雨實況和環(huán)流特點

1.1 暴雨實況

2022年6月11日20：00—14日20：00，贛州市出現了1次區(qū)域性的暴雨過程，全市平均雨量106.6 mm，平均雨量前三位為全南縣207.8 mm、定南縣193.0 mm、龍南市177.8 mm；站點降水最大全南縣金龍鎮(zhèn)兆坑村445.7 mm，區(qū)域性強降水時段為13日08：00～20：00。12日，贛州暴雨主要發(fā)生在南部，13日贛州降水出現了2條強雨帶，中北部和南部，14日強降水則為贛州的中南部。此次過程降水從贛州南部開始，隨著鋒面、冷式切變線南壓，又自北向南結束，贛州市的南部連續(xù)3 d均出現了暴雨，局部大暴雨，連續(xù)的強降水使得龍南市城區(qū)2/3面積受淹，受淹時間長達31 h，最高水深超2 m；瑞金市城區(qū)約50%面積受淹，受淹時間15 h，最高水深達2.75 m，此次過程降水強度最大時段主要集中在12—13日，降水特點為范圍廣、累積雨量大、短時雨強強、持續(xù)時間長，具有較強的致災性。

1.2 環(huán)流背景

12日08：00，蒙古至我國的河套地區(qū)受高空冷渦控制，冷渦不斷分裂小槽東傳南落至中低緯，同時，印緬北部的南支槽小波動活躍，在廣西和湖南之間不斷有短波東傳。13日08：00，隨著冷式切變線南壓至湖南和江西中部，贛州的中南部，尤其是南嶺山區(qū)附近，受切變線南側的西南氣流控制，且形成了強的風速輻合區(qū)，廣州和贛州站的風速差達12 m/s。同時，南支波動不斷影響東移，13日20： 00地面冷鋒到達贛州北部一線，贛州本站轉為冷空氣控制，但贛州南部仍處在切變南側西南氣流控制之下。14日08：00開始，冷空氣擴散影響贛州南部地區(qū)至14日20：00，切變線南壓至廣東界內，強降水趨于結束。

2 物理量特征

2.1 動力條件

6月12日位于中西伯利亞的高壓脊開始發(fā)展，位于蒙古的低渦不斷南移、東移，位于其南側的東亞槽從東北地區(qū)向南伸至31°N以南長江中下游地區(qū)，并伴隨一定強度的溫度槽。在此期間，江西南部不斷有南支小槽東移，副高在華南沿海的維持，使東亞槽東移后與南支槽合并，贛南地區(qū)正位于合并槽的槽底，中層贛南12日08：00—13日20：00位于南支槽槽前正渦度大值中，13日20：00—14日20：00仍為正渦度區(qū)，但強度減弱。500 hPa輻散場強度非常弱，遠遠小于高層的輻散強度，這有利于水汽在中層的直接垂直輸送而不擴散損失，這也是強降水的有利條件之一。

2.2 熱力條件

溫度場上，500 hPa我國河套附近的冷渦冷中心不斷分裂，低槽東移攜帶冷空氣南下，同時低槽前低于-5 ℃的冷平流從湖南南部擴散至江西南部，與低層源源不斷的暖濕氣流在廣東北部和江西南部一帶上空疊加，有利于上冷下暖不穩(wěn)定層結的加強。

利用ERA5再分析資料發(fā)現，12日白天開始，在贛州的中南部出現1個CAPE高能量區(qū)，高能量鋒區(qū)與其南部的強降水帶相對應，12日14：00 CAPE中心值達1 200 J/kg以上，伴隨著強降水的發(fā)生發(fā)展，能量得以釋放，CAPE大值區(qū)13日02：00有所減弱。但13日08：00～14：00又開始發(fā)展，同時，CAPE大值中心附近925 hPa邊界層還對應著一條高溫高濕舌。隨著降水的發(fā)展，高溫區(qū)一直在贛州中南部維持。從925 hPa溫度場可以看出，廣東北部到江西贛州暖脊發(fā)展，中心溫度達23 ℃。從K值分布來看，贛州中南部在強降水發(fā)生時12—14日維持一條準東西向的高溫高能舌，K值最大達40 ℃以上，多數時間維持在36 ℃以上。由此可見，近地面層和低層具有較強的能量使得強降水得以發(fā)生發(fā)展。

2.3 水汽條件和不穩(wěn)定條件分析

12日開始，強盛的低空西南氣流使水汽從北部灣和南海不斷向暖區(qū)輸送，使暖區(qū)濕度不斷加大，切變線的南側出現12～16 m/s的低空急流，有利于水汽輸送。同時，江西南部出現了大范圍的T-Td＜0的區(qū)域，暖濕勢力進一步增大。

11—14日華南上空850 hPa比濕持續(xù)維持在14～17 g/kg，贛州在過程開始的12日08：00 850 hPa比濕為15 g/kg，12日20：00增大至16 g/kg，直至過程結束，贛州站850 hPa的比濕持續(xù)維持在15 g/kg。強降水結束后，14日20：00起，贛州比濕則明顯減小為10 g/kg；低層925 hPa比濕在12—13日顯著增大，從16 g/kg增大至18 g/kg。

在強降水發(fā)生前，周邊所有站均在38 ℃以上，且所有站的SI指數均小于0 ℃。此時一旦出現短波槽觸發(fā)不穩(wěn)定能量，非常有利于強降水等強對流天氣的出現。不穩(wěn)定能量一直持續(xù)至13日08：00，13日20：00，隨著切變線的南壓，贛州和郴州的K指數降至36 ℃以下，且SI指數大于0 ℃；但廣東的廣州和河源站，其不穩(wěn)定能量仍然持續(xù)。因此，在12—13日，贛州及周邊站的不穩(wěn)定物理量持續(xù)較高，有利于贛州出現較強的對流性強降水，此次降水過程中，在所在周邊區(qū)域的強降水最強階段時，探空站SI＜-2 ℃。

從850 hPa假相當位溫（θse）可知（圖2），12日02：00—14日08：00贛州中南部一直處θse大值區(qū)， 隨著急流加強的北抬和切變線南壓，暴雨區(qū)域逐漸從贛州南部暴雨階段轉到中部暴雨階段，后降水落區(qū)又南壓回贛州南部地區(qū)。因此，θse850與強降水落區(qū)也有較好的對應。

3 雷達特征分析

此次區(qū)域性暴雨天氣過程主要分為12—13日“暖區(qū)暴雨”和13—14日“鋒面暴雨”2個階段，從雷達回波的移動發(fā)展方向可知，12—13日的移動方向為西南至東北，13—14日轉為西北至東南。為了便于分析此次降水過程中的雷達圖像特征，選取過程累計雨量最大的兆坑村作為參考對象。共有3個降水相對集中時段：12日08：00～14：00、13日02：00～17：00和14日04：00～10：00，3個降水集中時段對應的最大小時雨強分別為12日11：00 17.7 mm、13日10：00 45.6 mm、14日05：00 24.5 mm，其中，前2個降水集中時段成因是西南暖濕氣流影響而產生的“暖區(qū)暴雨”，而第3個降水集中時段成為因冷鋒南下帶來的“鋒面暴雨”。由于該站點靠近廣東，故同時選用贛州雷達和韶關雷達資料展開討論。為發(fā)現暖區(qū)暴雨的一些雷達特征，主要分析第一、二降水集中期的雷達特征。

在韶關雷達剖面圖（圖3）上，全南上游的廣東境內回波發(fā)展高度約為10 km，回波質心強度為45 dBz，質心高度較低，為2.5 km，由于贛州雷達站點距離回波較遠，無法探測到較低的質心，因而相近時次贛州雷達反射率強度偏小。質心ZDR為0.5～1.5 dB，且隨著高度降低其值增大，KDP為0.75°～1.7°/km，CC接近1，說明雨滴在下降過程中增大。KDP剖面上可明顯看到KDP柱，表明此處有一定的上升氣流存在。

第3個降水集中時段回波特征：6月13日20：31贛州雷達圖可以看出大片強度大于35 dBz的回波，最大強度超過45 dBz，在1.5°仰角徑向速度圖上，低層為偏北風，高層為偏西風，風隨高度逆時針旋轉有冷平流。

在20：30韶關雷達圖上，回波主要出現在雷達站東側，與贛州雷達站相比，能更完整地展示贛州南部雷達特征，全南回波最大強度為45 dBz。在其1.5°仰角徑向速度圖上可以明顯看到鋒區(qū)自西北向東南穿過雷達站，鋒前為西南風，鋒后為西北風，且風速隨高度增加。同時對比組合反射率圖和徑向速度圖可以發(fā)現，降水回波主要出現在鋒區(qū)暖的一側。

4 結論

（1）暴雨發(fā)生在高空顯著輻散區(qū)，低空急流頂端和左側、低層輻合線附近，以及SI＜-2 ℃相重疊的區(qū)域。

（2）在“暖區(qū)暴雨”的2個降水集中時段，雷達回波均呈帶狀分布的特點，且回波形態(tài)的方向與其移動方向平行，均為自西南向東北，強度主要在30～40 dBz之間，容易導致“列車效應”而帶來暴雨天氣。

（3）從“暖區(qū)暴雨”2個降水集中時段的累計雨量可以發(fā)現，13日凌晨至13日下午的雨量及最大小時雨強均大于12日白天。主要原因是13日西南暖濕氣流有所加強，在韶關雷達雙偏振參量上表現為更大的ZDR和KDP，說明ZDR和KDP能在一定程度上反映降水強度，由于2個“暖區(qū)暴雨”集中降水時段均未出現冰雹，因此，CC均接近1。

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