揚州一次區域性暴雨過程分析

張 淵，盧 瑩，戴 玥，張 波，白 楊

(江蘇省揚州市氣象臺，江蘇揚州225009)

每年夏季各地頻遭暴雨洪澇災害襲擊，作為主要的災害性天氣之一，暴雨的預報與研究一直是氣象學者的關注重點［1－3］。2011年7月25～26日揚州出現了一次區域性暴雨天氣過程，給揚州市帶來了城市內澇等災害。筆者利用常規觀測資料和NCEP再分析資料，從環流背景、水汽條件、動力條件等方面對這次暴雨天氣過程進行了分析，以期提高對此類暴雨過程的認識，為今后出現此類暴雨過程提供一些有用的參考。

1 天氣實況

2011年7月25日夜里到26日上午，受高空低槽和副高邊緣西南暖濕氣流共同影響，揚州市大部分地區出現強雷電、雷雨大風和短時強降水等強對流天氣，揚州市中南部地區普降暴雨，局部地區大暴雨，大暴雨主要集中在高郵和江都北部，主要降水時段出現在26日凌晨到上午。全市71個氣象觀測站點中有43個站降雨量達暴雨，其中9個自動站達到大暴雨，最大的降水出現在高郵郭集，降水量為150.4 mm。

2 大尺度天氣背景特征

東亞地區為兩槽一脊，500 hPa揚州市位于副高588 dagpm線邊緣。副熱帶高壓勢力較強，低槽攜帶冷空氣南下，高空的西南暖濕氣流也比較旺盛，500 hPa副熱帶高壓邊緣有冷空氣擴散南下，中低層西南氣流旺盛，這種上冷下暖的形勢，導致了這次暴雨的發生。

從高空環流形勢來看，25日08:00高空500 hPa副熱帶高壓588 dagpm線位于江淮之間北部，低槽位于河套地區，中低層均有西南風急流。從25日20:00～26日08:00高空500 hPa低槽東移，由于低槽東移，副高588 dagpm線略有南落，位于長江以南地區，江蘇省鹽城吹西北風，說明有冷空氣擴散，云圖上也可以看出由于有冷空氣的擴散，江蘇省江淮之間有對流云團出現。25～26日期間中低層一直有個西南風急流維持，且7月25日20:00的700 hPa可以看到鹽城站上空的西南氣流風速達24 m/s，在江淮之間形成一個急流核。這次天氣過程主要是由于高空有冷空氣擴散、中低層有西南風急流維持、冷暖空氣交匯產生的強對流天氣，導致了短時強降水、雷暴等對流性天氣的發生，從而導致了這次區域性暴雨過程。

3 物理量場分析

3.1 強烈的水汽輸送和輻合 分析500、700、850 hPa的風場可知，25日08:00～20:00江蘇省沿江一帶三層為一致的西南氣流，尤其500、700 hPa風速均在16 m/s以上，在沿江一帶有一個大的比濕中心維持，證明了在此時段沿江一帶的水汽條件非常的充足，說明在700、850 hPa出現西南風急流時，對于暴雨的出現十分有利，正是由于西南急流的存在為這次降水過程提供了充足的水汽條件。這也驗證了在長期的預報總結中得出的一個經驗，即在副高邊緣中低層出現西南風急流時，有利于暴雨加強，暴雨帶常位于急流軸的左前方。

同時分析水汽通量散度可知，在25日08:00～26日12:00，在沿江一帶始終維持一條強的水汽輻合帶。從25日08:00開始，江蘇西部的水汽輻合帶逐漸形成并增大，到26日08:00逐漸減弱，這與整個降水時間也是一致的。在25日20:00～26日08:00，在沿江地區700、850 hPa強輻合帶一直維持在江淮地區，其中在26日02:00的700 hPa強輻合帶的中心值達－80×10－8g/(cm2·hPa·s)(圖1)。對照降水實況，發現強輻合中心和實況也有很好的對應，在26日02:00～20:00正是發生這次強對流天氣的時間。整個過程中，江蘇中西部沿江地區30°～34°N水汽通量值很大，江蘇省沿江地區上空維持旺盛的偏南氣流輸送，而北部則維持偏北氣流輸送，產生風向和風速的輻合。

綜上分析可知，副高邊緣的中低層西南風急流為短時強降水的發生提供了很好的水汽條件，短時強降水發生的落區也與急流有比較好的對應，暴雨區出現在急流軸的左前方。水汽通量散度場中的輻合區基本呈帶狀，與降水區相對應，強輻合中心與強降水中心分布也非常一致。整個降水過程中，水汽條件和輸送均非常充沛。

圖1 2011年7月26日02:00 700 hPa水汽通量散度

3.2 動力條件

3.2.1 渦度。分析各層的渦度發現，從25日08:00開始700、850 hPa層次上正渦度中心由安徽地區逐漸東移，渦度中心值也在增大。26日02:00，長江中下游地區上空500 hPa以下低層為正渦度，最大值出現在700～850 hPa，在江淮之間有一個中心值達6×10－5s－1的正渦度中心，從500 hPa層向上開始轉為負渦度;700、850 hPa渦度圖上，沿長江中下游地區為正渦度帶。這種低層正渦度、高層負渦度的配置也非常有利于在暴雨發生區上空形成強的上升運動區，為暴雨發生發展提供其所需的動力條件。

3.2.2 垂直速度。分析沿119°E的垂直速度剖面圖可知，25日20:00～26日08:00，31°～33°N 上空的垂直上升運動非常強，在26日02:00在119°E 、31°～33°N 為一致的上升氣流，尤其500～850 hPa垂直速度達到最大值(圖2)，達－1.9 hPa/s的中心，且在33°～34°N 有一個0.4 hPa/s的正中心，有一個比較明顯的下沉氣流與之配合，這樣強烈的上升運動對短時強降水的產生非常有利。在31°～33°N這個區域的南北兩側下沉運動將低層水汽輸送到暴雨區，同時產生了持續的上升運動。

圖2 2011年7月26日02:00沿119°E的垂直速度剖面(單位:10－1 hPa/s)

3.3 穩定度及熱力條件分析 分析700、850 hPa層的θse可以看出(圖3a)，從25日開始江淮之間有一個大的不穩定能量區維持，江淮地區在這段時間內700、850 hPa均在350 K的控制范圍以內，說明長江中下游地區的中低層為高能暖濕氣團;在淮河流域一帶上空存在θse高密集帶，可見能量鋒區正是位于這個位置，且700、850 hPa的能量鋒區均與風場切變線和急流的位置較為配合，暴雨區也位于鋒前的高能量區內。分析△θse圖可知，25日08:00開始，江蘇沿江地區上空△θse均為負值，說明大氣已開始處于位勢不穩定狀態;25日14:00在沿江地區逐漸形成△θse等值線密集帶，說明不穩定能量不斷增強;26日02:00(圖3b)，△θse等值線密集帶繼續增強且仍維持在沿江地區，這段時間也正是強降水時段。隨著能量的釋放，△θse高密集帶逐漸減弱，26日08:00△θse等值線密集程度開始減弱，此時強降水時段也基本結束。以上分析可見，這次暴雨天氣發生在強的位勢不穩定層結背景下，強降水區域與能量鋒區有很好的對應;△θse高密集帶與強降水區有很好的對應。

圖3 2011年7月25日20:00 700 hPaθse(a)和26日02:00△θse(θse 500－θse 850)(b)(單位:K)

4 小結

(1)從大環流形勢看，這次天氣過程是一次副高邊緣型暴雨過程，上冷下暖的形勢導致了這次暴雨的發生。

(2)副高邊緣的中低層西南風急流為此次天氣過程提供了很好的水汽條件，強天氣發生的落區也與急流有比較好的對應，天氣區出現在急流軸的左前方。水汽通量散度場中的輻合區基本呈帶狀，與降水區相對應，強輻合中心與強降水中心分布也非常一致。整個降水過程中，水汽條件和輸送均非常充沛。

(3)θse反映大氣的溫濕狀況，θse的水平分布反映了大氣能量場的分布特征。而△θse=θse500－θse850是表征大氣位勢穩定度的一個參數，當△θse為負值時，大氣處于位勢不穩定狀態。通過分析可以得出，這次天氣過程發生在強的位勢不穩定層結背景下，強天氣區域與能量鋒區有很好的對應，△θse高密集帶與強天氣區有很好的對應。

(4)分析動力條件可知，這次暴雨過程是有著強烈輻合和上升運動，輻合中心和上升運動大值中心與強降水也有著很好的對應。

［1］朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理與方法［M］.3版.北京:氣象出版社，2000.

［2］江蘇省氣象局預報課題組.江蘇重要天氣分析和預報［M］.北京:氣象出版社，1989.

［3］張艷玲，廖勝石，壽紹文.2003年7月4－6日江淮特大暴雨診斷分析［C］//新世紀氣象科技創新與大氣科學發展——中國氣象學會2003年年會“03.7淮河大水的水文氣象問題”分會論文集.中國氣象學會，2003.