一次副高西北側暴雨天氣過程分析

賴小紅，舒小軍，張 寶，閔新平

(1.貴州省榕江縣氣象局，貴州 榕江 557200;2.貴州省黔東南自治州氣象局，貴州 凱里 556000;3.貴州省臺江縣氣象局，貴州 臺江 556300)

一次副高西北側暴雨天氣過程分析

賴小紅1，舒小軍2，張 寶3，閔新平2

(1.貴州省榕江縣氣象局，貴州 榕江 557200;2.貴州省黔東南自治州氣象局，貴州 凱里 556000;3.貴州省臺江縣氣象局，貴州 臺江 556300)

該文利用常規觀測資料、區域自動站雨量、FY－2E云頂亮溫TBB、NCEP 1°×1°6 h再分析資料繪制的水汽通量散度、垂直速度、假相當位溫等物理量，綜合分析了2012年5月10日凌晨到早上發生在黔東南州南部的暴雨和大暴雨天氣過程。分析得出：此次暴雨天氣過程是由高空槽、中低層切變和地面東北路徑冷空氣共同影響，觸發中－β MCS造成;暴雨和大暴雨落區發生在MCS云頂TBB＜220 K的冷云覆蓋區域內;由于副高588線穩定維持在廣西中部，貴州中南部受副高西北側西南氣流控制，系統南下受阻，冷暖空氣長時間在貴州南部上空交匯，同時，9日08時850 hPa桂北—湘西有12～14 m/s的低空急流建立，貴州南部位于急流左側輻合區內，充沛的水汽輸送和水汽輻合，加上強烈的上升運動和高能量積聚，為暴雨的發生提供了充分必要條件;此次暴雨和大暴雨發生在月亮山西南氣流迎風坡和雷公山與月亮山之間的喇叭口地形效應區域內。

黔東南;暴雨;低空急流;物理量;TBB

1 引言

黔東南位于貴州東南部，境內地形起伏，溝壑縱橫，群巒疊嶂，河流遍布，從而造成山區天氣多變，氣候錯綜復雜，暴雨和大暴雨是黔東南州夏季僅次于干旱的重大災害性天氣，常造成江河水位上漲、引發山洪、滑坡、塌方、城鄉內澇等災害，給當地工農業生產、人民群眾生命和財產造成不同程度的損失。由于黔東南地形地貌復雜，暴雨落區預報難度較大，不少氣象工作者從天氣預報業務和氣候分析的角度出發，對黔東南暴雨作了大量的研究和探討［1－2］，得出了一些對預報業務工作具有指導性的結論。萬雪麗［3］在研究分析低空急流對貴州夏季暴雨的作用時，在統計分析的41次暴雨天氣過程中，有40次伴有低空急流。大量的研究［4－6］表明，低空急流是暴雨的主要觸發系統之一，是暴雨區持續輸送水汽、不穩定能量以及有利的動力結構和穩定的垂直上升運動的重要角色。因此，低空急流建立與否，常作為暴雨預報的一個指示性系統。要提高黔東南暴雨的精細化預報水平，需不斷總結分析當地暴雨天氣個例，積累預報經驗，為當地黨委政府提供更精準、更科學的防災減災決策依據。

本文利用常規觀測資料、貴州區域自動站雨量、國家氣象中心提供的FY－2E云頂亮溫TBB資料、NCEP 1°×1°6 h再分析資料繪制水汽通量散度、垂直速度、假相當位溫等物理量，對副高西北側的暴雨天氣過程進行綜合分析，以期對今后的暴雨預報業務工作能提供一些幫助。

2 過程概況

2012年5月9日夜間—10日早晨，貴州中部以西、以南地區出現暴雨和大暴雨天氣，根據貴州省地面七要素自動氣象站和區域自動氣象站監測顯示，全省有9站大暴雨，93站暴雨，149站大雨，171站中雨，其中黔東南州南部榕江水尾187 mm(全省最大)，從江加鳩120 mm、下江113 mm大暴雨，榕江城關等14站暴雨，17站大雨，19站中雨。中雨以上降水主要分布在榕江、從江所屬的月亮山區(圖1a)。黔東南州強降水主要集中在10日02—05時，降水強度大、歷時短，從江下江02—03時1 h最大降雨量達77.8 mm(圖1b)。

圖1 2012年5月9日20時－10日20時黔東南各地累計降雨量分布(a)和水尾、加鳩、下江10日00—09時逐時降水量(b)

3 天氣背景及影響系統分析

5月9日08時500 hPa圖上(圖2a)，中高緯度地區為兩槽一脊形勢，烏拉爾山和亞洲東岸為低渦槽，貝加爾湖東部為高壓脊，高原氣流平直多波動，河套南部—川東南高空槽東移，未來影響貴州;孟加拉灣東部南支槽維持，副高位于南海，588線穩定維持在桂中—粵北一線，貴州受副高西北側西南氣流控制;700 hPa(圖2b)川東有低渦切變生成，貴州西部—云南東南部有南支槽東移，貴州在316線西北側西南氣流控制下，桂北—湘中西南風風速維持在12～14 m/s;850 hPa(圖2c)川東南到貴州北部有低渦切變生成，貴州受西南氣流控制，桂北—湘西西南風速由8日20時8～10 m/s增強到12～14 m/s，形成低空急流，黔東南州南部恰好位于西南低空急流左側動力和水汽強輻合區內，為暴雨的發生提供了重要條件。9日08時地面圖上(圖2d)，貴州為均壓場，大部地區吹2 m/s的偏南風，華東地區有冷空氣向西南方向入侵，冷空氣前鋒已達贛北—湘東北一帶，未來冷空氣由東北路徑影響貴州。

總之，本次暴雨和大暴雨天氣發生在副高西北側，強西南氣流的維持和加強，高空槽、中低層切變線在貴州南部停留時間較長，加上地面東北路徑冷空氣的共同觸發，造成暴雨和大暴雨天氣。

圖2 5月 9日08時500 hPa、700 hPa、850 hPa和地面形勢圖

4 物理量分析

4.1 水汽條件分析

5月9日08時700 hPa和850 hPa實況圖上(圖2b、2c)，黔桂地區比濕分別達9 ～10 g/kg、12 ～15 g/kg，水汽較充沛。沿暴雨中心榕江水尾25.7°N作水汽能量散度垂直剖面(圖3)可知，9日08時105～108°E在900～700 hPa之間有明顯水汽輻合，最強輻合中心在107°E上空800 hPa附近，中心值為 －25×10－3hPa·s－1，500 ～400 hPa之間有15 ×10－3hPa·s－1的水汽輻散中心(圖 3a);14 時水汽輻合區東移到106～109°E之間，輻合有所增強，中心值達 －30×10－3hPa·s－1(圖略);20時105°E 以西和106～109°E之間分別有兩個水汽輻合區，中心強度分別為 －50 ×10－3hPa·s－1和 －70 ×10－3hPa·s－1以上，中層以上水汽輻散減弱(圖3b);10日02時強輻合區在107～109°E之間上空850 hPa附近，中心值達 －50 ×10－3hPa·s－1以上，強水汽輻合區剛好在黔東南暴雨區上空，800～700 hPa對應有20 ×10－3hPa·s－1的水汽輻散中心(圖 3c);08 時低層水汽輻合中心值減弱為－20×10－3hPa·s－1(圖3d)，降水也隨之減弱。暴雨天氣發生過程中強烈的水汽輻合為暴雨和大暴雨的發生提供了必要條件。

圖3 9日08時(a)、20時(b)、10日02時(c)、08時(d)沿25.7°N水汽通量散度垂直剖面圖

4.2 動力條件分析

沿暴雨中心榕江水尾25.7°N作垂直速度鉛直剖面(圖4)可知，9日08時(圖4a)107～110°E之間存在上升運動，強上升運動中心在108～110°E之間800 hPa高度上空，中心值為 －50×10－3hPa·s－1，20 時(圖4b)貴州中西部104 ～106°E 之間和貴州東部108～110°E之間分別有2個上升運動區，西部對流高度500 hPa以下，中心值為－40×10－3hPa·s－1，東部上升運動區最強，對流層中下層上升速度超過 －100 ×10－3hPa·s－1，且對流發展到對流層中上層200 hPa附近;10日02時(圖4c)強上升運動區在106～108°E上空 ，107°E附近上升運動最強，強上升運動中心到對流層中層500 hPa以上，中心值為 －100 ×10－3hPa·s－1，上升運動高度達到對流層中上層200 hPa附近，對流發展十分旺盛，影響區域和對應時間與黔東南南部強降水區域和強降水發生時間吻合;08時(圖4d)上升運動明顯減弱，降水減弱趨于停止。強降水發生期間，暴雨區維持劇烈的上升運動，為此次暴雨和大暴雨天氣提供了強勁的動力條件。

圖4 9日08時(a)、20時(b)、10日02時(c)、08時(d)沿25.7°N垂直速度鉛直剖面圖

4.3 能量條件分析

沿暴雨中心榕江水尾25.7°N作假相當位溫θse垂直剖面(圖5)可知，在強降水發生前9日08時—20時貴州近地層為高溫高濕區，有暖舌向高層伸展，500 hPa高度附近有63℃以下冷中心，08時近地層暖中心為84℃，14時增大為90℃，20時達93℃，能量有明顯的增大、積聚過程，20時冷暖中心差絕對值由08時21℃增大到30℃，大氣垂直結構為上冷下暖，大氣層結極不穩定，有利于強對流天氣發生。

由暴雨區周邊貴陽、河池、桂林9日08時探空資料(圖6)來看，3站均存在不穩定能量，為暴雨的發生提供了充足的能量條件。

5 MCS云團分析

從FY－2E TBB演變圖(圖7)可知，受冷鋒影響，9日19時在黔東南州丹寨、黔南州三都交界有一云頂亮溫TBB＜230 K的云團(簡稱A云團)生成，云團發展快，20時冷云頂TBB＜210 K，且TBB＜220 K面積明顯增大，水平尺度達100 km左右，21時—10日01時A云團逐漸東移南壓減弱，TBB＜210 K冷中心消失，TBB＜220 K面積也明顯減小。與此同時，受冷空氣和高空槽、中低層切變共同影響，22時在貴州西部畢節、六盤水、黔西南州、安順交界有TBB＜230 K的云團(簡稱B云團)生成，并迅速發展，23時出現TBB＜220 K冷云頂，面積明顯增大。01—02時減弱東南移到三都、榕江境內的A云團受高空槽和中低層切變移近影響，又重新快速得到發展、增強，出現TBB＜210 K的冷云頂，TBB＜220 K的面積明顯增大，TBB＜220 K的冷云覆蓋三都、榕江、從江、黎平大部，且冷云罩面積達2×103km2，TBB＜240 K的冷云罩面積1.6×104km2，水平尺度達150 km，屬于中β尺度MCS，此時黔東南州南部強降水開始。同時，貴州西部的B云團開始發展到強盛時期，TBB＜220 K的冷云覆蓋黔西南州東北部、六盤水東部、畢節南部、安順、黔南州中西部，且冷云罩面積達2×104km2，TBB＜240 K的冷云罩面積6.3×104km2，水平尺度達370 km左右，屬于中α尺度MCS，貴州西部受此云團影響，出現強降水。02—05時中β尺度MCS A云團TBB＜210 K的冷云中心在黔東南州南部榕江、從江、黎平一帶維持，TBB＜220 K云體向南擴展影響廣西東北部，此階段是中β尺度MCS A云團從快速發展到最強盛及維持時期，也是黔東南州南部強降水最集中時段。在此期間，貴州西部中α尺度MCS B云團緩慢東移，此期間也是貴州西部強降水最強、最集中時段，03時B云團達最強，出現TBB＜200 K的冷云頂。暴雨和大暴雨落區出現在A、B云團TBB＜220 K的冷云覆蓋區域內。05時后A、B云團均開始減弱，06時TBB＜210 K中心趨于消失，TBB＜220 K和TBB＜240 K的冷云罩面積減小，降水強度也明顯減弱，08時后云團逐漸消散，降水趨于停止，過程結束。

圖7 5月9日22時－10日08時A、B云團TBB演變圖

6 地形影響分析

自黔東南州加密區域自動站投入業務應用以來，我們發現，黔東南的暴雨和大暴雨中心已發生變化，由原來的雷公山西部變成州南部月亮山西部和南部地區，近年來監測發現，黔東南大暴雨發生在此區域居多。主要原因是月亮山位于黔東南州西南部，呈西北東南走向，是西南氣流的迎風坡，且三都—榕江又處在雷公山和月亮山之間的峽谷低洼地帶，具有喇叭口地形效應，西南風在此輻合，對降水有明顯的增幅作用。此次暴雨和大暴雨天氣是在副高西北側強西南氣流影響下，天氣系統在此區域停滯時間較長，加上特殊有利的地形作用，產生局地性強降水。

7 小結

①本次暴雨天氣過程是在副高588線穩定維持背境影響下，500 hPa高空槽、中低層切變和地面東北路徑冷空氣共同影響，觸發中尺度MCS生成造成，暴雨和大暴雨落區落區在MCS云頂TBB＜220K的冷云覆蓋區域內。

②暴雨發生前，貴州南部位于副高588線西北側較強西南氣流控制下，桂北低空急流建立，黔桂一帶850 hPa比濕達12～15g/kg，從南海和孟灣均有充沛的水汽輸送至暴雨落區上空，中低層水汽輻合增強，為暴雨的發生提供了充足的水汽條件。

③暴雨發生期間，上升運動達到對流層中上層，對流發展十分旺盛，且強上升運動區域和對應時間與強降水發生區域和時間相吻合，為強降水的發生提供了持續的動力條件。

④暴雨發生前假相當位溫θse有明顯的增大過程，且500 hPa冷中心與近地層暖中心之差的絕對值由08時21℃增大到30℃，大氣垂直結構為上干冷下暖濕，大氣層結極不穩定，有利于強對流天氣發生。

⑤月亮山迎風坡和喇叭口地形效應，是黔東南州南部暴雨和大暴雨落區預報不可忽略的重要因素，在今后的預報業務中需要進一步總結，掌握其規律性。

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P458.1+21.1

B

1003－6598(2012)05－0014－05

2012－06－07

賴小紅(1971—)，女，助工，主要從事地面測報及預報服務工作。