江西省2018年4月12日大暴雨過程水汽條件分析

鐘思奕 袁冬關 李倩 郭水連

摘要：利用氣象再分析資料、常規氣象觀測資料等，對2018年4月12日江西省出現的大暴雨天氣過程中的水汽輸送情況進行分析。結果表明，此次過程是暖區降水轉為鋒面降水，水汽主要來自于南海，通過西南氣流輸送;強降水的發生不僅要求暴雨區有較強水汽通量，而且暴雨區也必須是強水汽通量輻合區，暴雨中心位于水汽通量大值中心及水汽通量輻合中心，短時強降水出現的地區位于水汽通量的水平梯度最大處;此次暴雨850hpa12g/kg、925hpa14g/kg等比濕線對強降水的發生和結束具有很好的指示意義，且低層的指示時間優先于高層;強降水的發生、加強、減弱和消亡與水汽的局地變化聯系緊密，可降水量的大小主要取決于水平水汽通量輻合的情況，水汽輸送帶的演變直接影響到暴雨發展過程。

關鍵詞：暴雨;水汽輸送;江西

中圖分類號：P458 文獻標識碼：A DOI編號：10.14025/j.cnki.jlny.2019.15.076

2018年4月12日至14日，江西省出現了一次中北部大范圍的大暴雨天氣過程，其中13日08時～14日08時有52個縣（市）出現暴雨，26個縣（市）出現大暴雨，24h最大降水量為213.8mm。暴雨是我國常見、多發的重大災害性天氣，由其引發的泥石流、洪澇等自然災害時有發生，造成國家社會經濟和人民生命財產的損失都非常巨大，因此暴雨的預報與研究受到了高度重視。大氣中充足的水汽是形成暴雨的必要條件之一。我國南方、北方暴雨的水汽通道不同，北方暴雨的水汽主要是由西南急流、偏東急流或二者共同作用完成的，南方暴雨的水汽主要是由低空急流或高風速帶輸送。肖安等對2012年4月江西一次大暴雨過程的水汽輸送進行分析，并用WRF數值模式對過程水汽輸送條件進行中尺度數值模擬，指出此次暴雨過程的水汽主要來自南海地區。當整層水汽輸送值較小時，水汽輸送主要集中在中低層，但當整層水汽輸送值較大時，水汽輸送的高度高度超過500hPa高度層。吳凡等分析了2014年5月江西一次暴雨過程的水汽輸送特征，得出來自西南、東南和東北方向的氣流在我國南方上空輻合，輻合中心值高達300×10⁶kg/s，且輻合趨于緯向型;單磊等對一次臺風遠距離暴雨水汽條件及輸送過程進行了研究，表明產生暴雨的水汽來自黃海上空，水汽輸送高度主要在700 hPa以下，強降水發生時水汽凈流入較大，而降水發生前和降水結束后均呈現凈流出。

本文在了解此次特大暴雨各尺度基本特征的基礎上，對影響此次強降水過程的主要水汽輸送特征進行定性分析，以期加深對此次大暴雨過程發生機制的認知。

1暴雨過程概況

2018年4月12日08時～14日08時，受高空低槽，中低層切變和強盛西南急流影響，江西省出現了一次中北部大范圍的大暴雨天氣過程，其中，13日08時～14日08時先后有52個縣（市）出現暴雨，26個縣（市）出現大暴雨，24h最大降水量為213.8mm，最大降水強度為上饒市鄱陽縣古縣渡站點53mm/h、110.93mm/3h。暴雨過程中有142個測站降水量達到lOOmm以上。另外，上饒、南昌、鷹潭三市有11個站點3 h雨量超過70 mm。

這次暴雨過程的獨特性主要表現在：以對流性降水為主;強暴雨區空間范圍大，覆蓋江西中北部區域;經過了暖切轉冷切的過程。

2環流形勢分析

這是一次暖區降水轉為鋒面降水的暴雨天氣過程，500hpa形勢場上中低緯地區短波槽東移，中低層存在暖濕的強盛西南急流。700hpa形勢圖上強度達到16-18m/s的西南急流在江西境內維持近24小時。850hpa形勢圖上12日白天切變位于長江流域，隨著西南急流加強，切變北抬，13日白天受冷空氣南下影響，偏北風力加大，切變南壓，13日晚徹底轉為冷切控制，切變在暴雨過程中始終維持，上游贛南風速始終維持在14～18m/s，下游贛東北風速始終維持在8m/s，這種強風速輻合是造成江西省中北部大范圍暴雨天氣的重要原因之一。925hpa高度上存在強超低空急流，這種強超低空急流一方面為暴雨提供了充足的水汽條件，另一方面有利于暴雨區不穩定層結的建立和觸發。江西省處于地面倒槽中，13日02～14時鋒面位于贛北。13日20時850hpa與500hpa溫差，以南昌站為例，達到27～C，從12日20時南昌站tlogp圖上看出整層大氣處于水汽飽和狀態，s1值為-1.56，K值為38。14日白天鋒面迅速南壓，雨勢減小，暴雨天氣過程結束。如圖1給出了700hpa、850hpa、925hpa地面形勢圖。

3水汽輸送的大尺度分析

3.1水汽來源

水汽通量能反映水汽路徑及大小，從圖2可以看出，12-13目的水汽供應主要是南海水汽輸送帶，經華南地區影響江西。

3.2比濕

由12日08時、12日20時、13日08時、13日20時850hpa、925hpa比濕分布（圖略）可以看出，12日暖區降水與13日鋒面降水過程中江西地區850hpa比濕始終為12g/kg以上，925hpa比濕始終為14g/kg以上，大值區基本覆蓋贛南北部、贛中和贛北地區。比濕最大值接近江西省出現暴雨的比濕閾值。對比分析暴雨區比濕與逐時降水。結果表明，此次暴雨850hpal2g/kg、925hpal4g/kg等比濕線對強降水的發生和結束具有很好的指示意義，且低層的指示時間優先較高層。例如，12日08：00江西省處于lOg/kg與12g/kg等比濕線之間，到12日20：00增加至13g/kg，強降水開始;13目08：00～20：0012g/kg等比濕線一直覆蓋江西省，贛中北部降水增強;14日08：00比濕減小至8～lOg/kg，而925hpa的等比濕線變化則先于850hpa，江西境內13日20：00等比濕線已經由14g/kg降至12g/kg，14日08：00比濕減小至8～9g/kg，與850hpa相當。

3.3水汽通量

始終有一條強盛的水汽通量大值區在整個降水期間，經兩廣和貴州一直延伸到湖南、江西兩省，西南氣流強盛，水汽通量大值區域沿西南氣流呈東北一西南向分布，為此次暴雨過程提供了充足的水汽供應。

12日08時～20時，水汽通量大值區位于華南地區（圖2a、2b），夜間隨著西南急流加強，13日08時切變北抬，水汽通量大值區往東北向移動（圖2c），13日白天由于北方冷空氣南下，在冷暖空氣交匯的切變區域也有較大的水汽輸送，偏北風力加大，切變南壓，轉為鋒面降水。13日20時，水汽通量大值區在江西境內（圖2d）。且13日08：00～20：00，水汽通量等值線在贛北有一個明顯加密的過程，即梯度增加，暴雨降水集中區時次在13日14-17時，暴雨過程中3小時雨量最強的兩個站點均出現在該時次，分別為110.9mm與84.2mm，且最強降水落區為南昌、上饒、鷹潭，這與水汽通量梯度最大處相吻合，水汽輸送帶的演變直接影響到暴雨發展過程。14日08時江西境內水汽通量迅速減小為4g/（cm·hPa·s）（圖2e）。對比500hpa水汽通量2g/（cm·h Pa·s），是明顯的上千下濕層結。

3.4水汽通量散度

4月12日08：00，在貴州、湖南、湖北、陜西存在較大值中心，圖略。此時江西省西部處于水汽聚集區，沒有水汽通量散度的大值區，與降水實況對比可知，接下來的6h湖南中北部、湖北、陜西、河南南部一帶出現了大范圍的中等強度降水，湘東與贛西交界處局部有短時強降水，其他地區均無明顯降水相符合。12日20：00與13日08：00水汽通量散度大值中心在不斷發展并逐漸南壓，12日20：00南壓至湖北、湖南交界處，在湖南、湖北、江西北部建立一個水汽通量散度大值區，13日08：00大值中心繼續南壓至湖南境內。12日晚江西中北部開始出現大范圍降水。13日20：00，北方冷空氣南下，冷暖空氣對峙，水汽通量散度大值帶由西南一東北走向轉為東一西走向，江西省處于水汽積聚中心和水汽通量散度的大值區。對應降水實況，13日14：00到17：00在贛北和贛中北部出現了過程最大雨強，大范圍的短時強降水，落區位置與水汽通量散度非常吻合。13日20：00，在江西、湖南、貴州有一條東北、西南向的水汽通量散度大值帶，如圖2（d）所示，為江西暴雨的持續提供了充足的水汽供應。到14日08時，水汽通量散度大值區已經減弱，水汽積聚消散，對比實況，雨自北向南逐漸停止。

4結論

此次過程是暖區降水轉為鋒面降水的大暴雨天氣過程，此次降水時水汽主要來自于南海，通過西南氣流輸送。

從實況分析可知，此次暴雨過程是由兩次強降水天氣過程組成：一次是12日暖切中的暴雨;一次是13日冷空氣南下，暖切轉冷切造成大范圍暴雨。

強降水的發生不僅要求暴雨區有較強水汽通量，而且暴雨區也必須是強水汽通量輻合區，暴雨中心位于水汽通量大值中心及水汽通量輻合中心，短時強降水出現的地區位于水汽通量的水平梯度最大處。

此次暴雨850hpal2g/kg、925hpal4g/kg等比濕線對強降水的發生和結束具有很好的指示意義，且低層的指示時間優先于高層。

強降水的發生、加強、減弱和消亡與水汽的局地變化聯系緊密，可降水量的大小主要取決于水平水汽通量輻合的情況，水汽輸送帶的演變直接影響到暴雨發展過程。