2011年6月17—18日南京市暴雨過程預報技術分析

蘇艷　林偉　趙兵

摘 要 為了減少特大暴雨對城市造成的各種損害，利用常規(guī)氣象資料、NCEP再分析資料以及衛(wèi)星云圖、多普勒雷達等探測資料，對2011年6：17-18日南京市暴雨過程在中尺度分析，物理量場診斷和雷達回波等方面進行成因解析。

關鍵詞 大暴雨；梅雨鋒；環(huán)流形式

中圖分類號：P458.12 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）30--02

暴雨是中尺度對流系統(tǒng)的產(chǎn)物。本文利用常規(guī)觀測資料和NCEP再分析資料對這次大暴雨過程進行了物理量場、雷達回波特征等分析，試圖探討此次暴雨的成因以及預報著眼點，以便為今后暴雨的預報提供一定的參考依據(jù)。

1 天氣實況

2011年6月17-18日，江蘇省的沿江和蘇南地區(qū)出現(xiàn)了暴雨、局部大暴雨的天氣，其中南京市大部分地區(qū)的過程累計雨量超過50 mm，部分地區(qū)超過100 mm。另據(jù)自動觀測站的資料顯示，全市有6個站的降雨量大于100 mm，有82個站的降雨量大于50 mm。據(jù)12319熱線接報，城區(qū)有19處受淹，經(jīng)人工助排都很快排除險情，城區(qū)未出現(xiàn)大面積淹水現(xiàn)象。此次強降水過程存在3個集中降水時段，分別出現(xiàn)在17日11：00-14：00、17日16：00-19：00及18日02：00-11：00，其中最強的降水出現(xiàn)在18日02：00-11：00。

以南京站為例分析此次暴雨過程前后各氣象要素的變化情況，本站氣壓在18日02：00之前是有規(guī)律的日變化，02：00之后氣壓出現(xiàn)陡降，而08：00又再度上升，同時降水量也隨之達到一個峰值，說明在02：00-08：00時期間地面附近有低值系統(tǒng)過境；露點和溫度的變化均較為平穩(wěn)，強降水期間，地面的溫度露點差均在1℃以下。

2 天氣背景

2011年6月17日500 hPa亞洲中高緯地區(qū)為“兩槽一脊”的形勢，貝加爾湖南側的高壓脊穩(wěn)定維持，脊前不斷有橫槽引導冷空氣擴散南下。17日上午，江蘇上空的對流云團分布零散，強度不強，位于副熱帶高壓584線的南側、700 hPa急流的頂端以及850 hPa切變線的南側，主要是由于副熱帶高壓增強北抬產(chǎn)生的暖區(qū)降水。隨著位于華北地區(qū)的橫槽逐漸引導弱冷空氣南下，冷暖氣流交匯于江蘇的沿江蘇南地區(qū)，700 hPa上形成了一條明顯的冷式切變線，17日下午開始對流明顯加強，并沿著850 hPa的暖式切變線形成了一條對流云帶，切變線上一個低渦的東移造成了南京市傍晚前后的集中降水，低渦移出后，南京市轉受低渦后部東北風場控制，降水出現(xiàn)了短暫的間歇。而由于副熱帶高壓較為穩(wěn)定，高空槽迅速移出后，西南暖濕氣流再度加強，700 hPa隨之有暖式切變線發(fā)展東移，但此時850 hPa上，南京市上空的東北風迅速增強，達到了12 m/s，其引導底層的冷空氣滲透南下，將暖空氣抬升，導致17日后半夜對流再度加強。

3 穩(wěn)定度分析

17日08：00-20：00，K指數(shù)的中心由西南地區(qū)伸至長江中下游一帶，其中本省的淮河以南地區(qū)均處于K指數(shù)>32℃的高能區(qū)中，蘇南地區(qū)的K指數(shù)更是高達36 ℃，大氣層結相當不穩(wěn)定，18日08：00，K指數(shù)>32 ℃的高能區(qū)明顯南壓至蘇南地區(qū)，不穩(wěn)定能量得到釋放。

此次過程中，江蘇的CAPE值一直處于0～10 J/kg的較低水平，說明即使有對流發(fā)展，強度也有限，這與天氣實況對應較好，江蘇并未出現(xiàn)大范圍的雷雨大風、冰雹等強對流天氣。

17日08：00，從地面到高空風向均隨高度順轉，整層均為暖平流，實況也主要是弱的對流性降水，而17日20：00，700 hPa以上的風向開始隨高度逆轉，說明高空開始有冷空氣侵入，對流也明顯加強，18日08：00，700 hPa以上再度轉為暖平流，而850 hPa以下的低空卻明顯有冷平流滲透，造成了17日后半夜開始的持續(xù)時間較長的對流性降水。

4 物理量診斷分析

4.1 溫度場分析

17日08：00-20：00，高空橫槽逐漸引導冷空氣南下，雖然冷空氣主體偏北，本市一直處于副熱帶高壓西北側的西南風場中，但是從500 hPa溫度場上，可以明顯看出有弱冷空氣滲透影響本市，17日20：00，500 hPa南京站24 h的變溫達到3 ℃。而此時，850 hPa上本市仍處于弱的暖平流中，“上冷下暖”的不穩(wěn)定層結非常有利于對流的發(fā)展[1]。18日08：00，由于副熱帶高壓較為強盛，高空槽東移北縮，暖濕氣流又再度增強，而此時850 hPa上可以看到，底層冷空氣在東北氣流中滲透南下，將高層的暖空氣抬升，對流也因此再次加強。

4.2 水汽條件分析

17日08：00，南京市上空存在明顯的水汽輻合區(qū)，主要輻合層次在850 hPa，中心值達-14×10-5g·s·m-1·kg-1。而17日20：00，可能是由于此時850 hPa有低渦自南京市移出，南京市上空的水汽輻合明顯減弱，925 hPa附近還出現(xiàn)了水汽輻散。18日08：00，隨著700 hPa暖式切變線的發(fā)展，水汽輻合又再度加強，輻合中心就位于700 hPa附近，強度達到-20×10-5 g·s·m-1·kg-1，源源不斷的水汽輸送以及較強的水汽輻合為暴雨的產(chǎn)生提供了充足的水汽條件。

4.3 動力條件分析

由于17日后半夜梅雨鋒雨帶基本維持在北緯32°附近的長江中下游地區(qū)，在東經(jīng)117.5°～122.5°的上空，對流層低層700 hPa附近存在強烈的輻合，中層500 hPa以及高層150 hPa則分別存在著兩個輻散中心，但中層的輻散強度明顯小于高層的，說明在大尺度的天氣系統(tǒng)中還存在著中小尺度系統(tǒng)，對應同時次長江中下游地區(qū)的中低層均位于正渦度區(qū)中，且其上疊加著負渦度區(qū)，非常有利于中小尺度系統(tǒng)的發(fā)展。垂直速度剖面圖上也表現(xiàn)為整層的垂直上升運動，且中心較高，位于400 hPa附近，約為-70×10-3hPa·s-1，高層垂直速度大于低層，使得對流運動繼續(xù)維持上升的趨勢[2]。

5 雷達資料分析

6月18日02：00，南京市西部有一條中心強度超過45 dBZ的東西走向回波帶開始進入南京市境內(nèi)，02：36，南京市東南部有新的回波單體生成，并與回波帶的前部逐漸相連，而回波帶后部則開始減弱消散，回波帶演變成西北-東南走向；02：48，回波帶發(fā)展到最強，其上的對流單體強度達到50dBZ；03：30分，回波帶減弱移出南京市，但是在六合地區(qū)又出現(xiàn)了一條東北-西南向的帶狀回波，強度迅速增強，形狀逐漸演變成塊狀，在高空西南氣流的引導下，回波整體是向東北方向移動的，但是在該塊狀回波的周圍以及前進方向上卻仍然不斷地有新單體生成，形成了明顯的“列車效應”，使南京市主城區(qū)、六合以及浦口地區(qū)的強降水持續(xù)了4 h以上。另外，從3 km高度基本反射率因子拼圖上也可以看到，大片層狀云降水回波中存在多個形成“列車效應”的對流單體，垂直剖面圖上顯示，回波質心較低，基本在3 km以下，中心強度在40～45 dBZ，以液態(tài)降水粒子為主，降水效率較高，出現(xiàn)了20 mm/h的短時強降水。

參考文獻

[1]雷正翠，夏文梅，武金崗，等.一次暴雨的濕位渦分析及EVAD技術應用[J].氣象科學，2008，8（3）：283-288.

[2]趙嫻婷，魏建蘇，朱定真.急流在梅雨期持續(xù)暴雨過程中的作用[J].氣象科學，2011，31（2）：211-216.

（責任編輯：趙中正）