江漢平原一次初夏暴雨的診斷分析

賀程程，何志學，陳國剛，趙卓勛，張紅燕

(湖北省荊州市氣象局，湖北 荊州 434020)

暴雨研究與監測是世界各國的熱門課題。隨著對暴雨成因研究的深入，探測、通訊、信息處理和暴雨預報方法都有較大進展，對暴雨天氣過程的發生、發展和結束有了較清楚的認識［1］，相應建立起一套預報思路和方法［2－11］。隨著科技的發展，暴雨預報準確率不斷提高，但暴雨落區落點和確切發生時間依然是暴雨預報的一大難題。為更好滿足社會經濟發展和人民生活的需求，為國民經濟、國防建設和重大社會活動提供可靠的氣象保障，中國氣象局提出了發展精細化預報的戰略規劃。矯梅燕［12］提出了提高天氣預報準確率的幾個問題，我們則認為開展精細化預報，特別是暴雨的落區落點問題尤為重要。為此，對江漢平原2009年6月8日發生的強降水過程進行落區落點的診斷分析，以期為提高暴雨災害的預報精度提供參考。

1 雨情和災情

2009年6月7－8日江漢平原自西向東出現了大到暴雨和局部大暴雨，7日20:00至8日20:00雨量荊州 40.8 mm，松滋 51.6 mm，公安 58.0 mm，石首 96.3 mm，監利 60.1 mm，洪湖 52.7 mm，仙桃 66.8 mm，武漢 55.2 mm，漢川 51.0 mm，天門 45.2 mm，潛江 39.4 mm，荊門 58.0 mm，京山69.5 mm，鐘祥39.7 mm，其中有10站為暴雨，其余站為大到暴雨。荊州自動雨量站(圖1)顯示，7日2:00至9日8:00過程雨量最大的是監利的朱河，為118.8 mm，超過100 mm有11站位于石首和洪湖，超過50 mm有78站。此次暴雨雨量大、降雨過程長、覆蓋面廣，石首市15萬人受災;農作物受災面積5 200 hm2;直接經濟損失1 800萬元。監利共有1 133 hm2農田被淹沒，其中:水稻 133 hm2，棉花 666 hm2，西瓜 333 hm2，造成經濟損失200多萬元;另外，工業企業、窯廠均因水淹造成貨物成品、半成品、設備等受損，造成經濟損失100多萬元。

圖1 6月8日8:00 850 hPa情況

2 環流背景和影響系統

2.1 形勢場

6月8日8:00 500 hPa圖顯示，從內蒙穿過陜西到重慶一線有明顯的深厚低壓槽，這一低槽是從7日20:00河套以西東移過來的，其引導冷空氣沿等高線南下，與暖濕西南氣流輻合于湖北。7日2:00地面圖上有一強大的低壓倒槽，倒槽中心位于河套西部到川西地區，并緩慢東移，直至8日20:00倒槽中心仍位于河套東部，湖北一直處于該倒槽中，倒槽的存在有利于地面流場在湖北中南部輻合，為此次暴雨過程提供了大尺度背景。

2.2 低空急流和切變線

6月8日8:00 700 hPa圖顯示，重慶存在一穿心低渦，它隨著500 hPa低槽的引導而東移影響湖北，20:00移到江漢平原南部，造成江漢平原南部的暴雨天氣過程;同時8:00 700 hPa圖顯示湖南南部和貴州有一支風速≥16 m·s－1，最大風速達20 m·s－1，呈氣旋式環流，強勁的西南氣流向江漢平原南部輸送水汽。

6月8日8:00 850 hPa圖 (圖1)顯示，湖北境內有一“人”字型切變線，同時在湖南南部和貴州存在風速≥16 m·s－1，最大風速達20 m·s－1的呈氣旋式環流形勢的強勁西南急流。切變線和低空急流的存在為此次暴雨過程提拱了強烈的動力條件和充沛的水汽條件，暴雨就發生在低空急流左前方氣旋式彎曲處和低層冷暖切變線“人”型夾角內。

3 物理量場特征

3.1 水汽通量和水汽通量散度

暴雨的產生必須有充足的水汽來源，水汽通量顯示此次暴雨過程的水汽源于孟加拉灣，7日20:00 700和850hPa的水汽通量只有8～9 g·hPa－1·cm－1·s－1，到 8 日 8:00 700 和850 hPa的水汽通量明顯增大為 15～17 g·hPa－1·cm－1·s－1，這可能是 8 日 8:00 700 和850 hPa的水汽通量散度的強烈輻合形成的，強降水就發生在水汽通量中心附近的密集區內 (圖2)，水汽通量散度輻合的右前方 (圖3)。

3.2 垂直速度

暴雨的產生不僅需要充沛的水汽條件，還要有強烈的動力條件。垂直速度場特征顯示8日8:00在垂直方向上，最強的上升運動中心出現在300～700 hPa層內 (圖4)，且上升氣流延展至200 hPa高度層上，并有一個東移減弱的過程，至8日20強上升中心才移至暴雨中心，300 hPa甚至已移出暴雨中心，正是由于此次過程的動力條件和水汽條件并非同步配合，水汽條件超前于動力條件，才未形成中尺度雨團，過程降水只是在緩慢穩定中進行。

3.3 假相當位溫

圖2 6月8日8:00 850 hPa水汽通量場

圖3 6月8日8:00 850 hPa水汽通量散度場

圖4 6月8日20:00 500 hPa垂直速度場

為預報工作實用方便，對micaps資料不作任何加工處理，直接取用micaps的假相當位溫資料，從中找出具有預報指示作用的參考點似更實用快捷。從圖5－6可以看出，強降水發生前，7日20:00 500，700和850 hPa江漢平原均處于 θse舌狀高值區密集帶的右前方 (圖5為7日20:00 700 hPaθse)，強降水發生時8日8:00和20:00 500 hPa處于舌狀高值密集帶的左后側 (圖6為8日20:00 700 hPaθse)，700，850 hPa江漢平原均處于 θse舌狀高值區或其密集帶中。也就是說 θse舌狀高值密集帶的右前側對強降水有一定指示作用。

3.4 K指數

圖7顯示，7日20:00，8日8:00和8日20:00江漢平原均處于氣團指標K指數的舌狀高值區。7日20:00僅江漢平原處于舌狀高值區，8日8:00舌狀高值區擴大，20:00江漢平原南部較北部的K值更大。表明連續處于K值舌狀高值區且K值越大的地方為強降水區。

圖 5 6 月 7 日 20:00 700 hPa θse(℃)

圖 6 6 月 8 日 20:00 500 hPa θse(℃)

圖7 6月8日11:30 FY2C紅外云圖

4 紅外云圖和雷達產品

4.1 紅外云圖

6月8日8:30－16:30的 FY2C紅外云圖 (顯示，此次暴雨天氣過程的“人”字型云系，與850 hPa的冷切和風速切變相對應，也正好與強降水區域對應，該云系表明此次暴雨天氣過程具備強烈的動力條件和充沛的水汽條件。隨著該云系的東移減弱，降水也逐漸停止。

4.2 雷達回波強度

此次暴雨天氣過程在雷達圖上表現為自西南向東北移動的回波，各站點回波強度始終維持在35 dBZ或以上，最強45 dBZ。從雷達回波強度可以看出，此次過程是一次穩定性的降水，從降雨開始，降水強度最大不超過6 mm·h－1。

5 小結

本次區域性暴雨是由高空低槽和低空低渦切變東移引起的。強降水的落區為低空急流左前方氣旋性彎曲處，低層冷暖切變線的夾角內。水汽通量等值線最密集的區域特別是水汽通量高值中心附近的等值線最密集區是水汽輻合最強的區域，對應著水汽通量散度的負中心，也就是強降水的主要落區。強降水發生在水汽通量中心附近的密集區內，水汽通量散度輻合的右前方。連續處于K指數值舌狀高值區且更大高值區的地方為強降水區。假相當位溫舌狀高值密集帶的右前側為強降水的落區。

［1］陶詩言.中國之暴雨［M］.北京:氣象出版社，1980:1－255.

［2］丁一匯.1991年江淮流域持續性特大暴雨研究［M］.北京:氣象出版社，1993:1－255.

［3］陶詩言，倪允琪.1998年夏季中國暴雨的形成機理與預報研究［M］.北京:氣象出版社，2001:1－184.

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［5］楊克明，許映龍，王東升，等.長江中下游梅雨鋒暴雨的結構和特征［J］.氣象，1998，24(2):13－17.

［6］李世剛，姚道強，徐遠波，等.“07.5”湖北大暴雨的中尺度及降水成因分析［J］.暴雨災害，2007，26(3):230－235.

［7］彭春華，王麗.“98.7”武漢特大暴雨的能量鋒鋒生分析［J］.華中師范大學學報:自然科學版，1999，33(1):126－131.

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［12］矯梅燕.提高天氣預報準確率的幾個問題［J］.氣象，2007，33(11):4－5.