邱雯婷 彭維明
本文利用地面觀測資料、臺站觀測資料、NCEP再分析資料等,對2019年7月4日出現在婺源北部的一次暴雨天氣過程進行分析。結果表明婺源北部這次暴雨天氣過程有明顯的小尺度天氣特征,高低空槽東移、低層切變線和西南急流是這次暴雨天氣的主要影響急流;在暴雨時段內,隨著時間的推移,渦度場強度不斷增加,近地面到高空300hPa主要以正渦度為主,在低空附近有大值中心存在,大量的暖濕氣流抬升,推動了暴雨天氣的發生發展;在700hPa中低空處以下有豐富的水汽條件,其中婺源北部有水汽通量的高值區存在,西南氣流不斷向海上輸送暖濕氣流,為婺源北部暴雨落區提供了充足的水汽條件;從近地面層到500hPa處,θse幾乎沒有發生太大的變化,且數值較為接近,說明水汽輻合層深厚且與T軸垂直,對于暴雨天氣的發生發展極為有利。
婺源縣位于江西東北部,地處東北地閃丘陵區,樂安河上游,地勢從東北向西南傾斜。屬于中亞熱帶氣候,具有東亞季風區的特色,境內氣候溫和,降水量充沛、四季分明。多年平均降水量為1962.3mm,其中1-6月份的降水量呈現出遞增趨勢,7-12月的降水量則逐月遞減,降水量分布是四周多,中間少,東北多,西南少。因暴雨天氣的出現,婺源縣極易出現內澇,造成農田被淹、交通受阻等情況,同時還會對當地的供電設施和通訊設備造成影響。2019年7月4日,因低層西南氣流加強,受高空槽、中低層切變線和西南急流共同影響,婺源出現了一次大到暴雨個別鄉鎮大到大暴雨并伴有強雷電的天氣過程,造成了嚴重影響。基于此,本文對這次暴雨天氣過程進行分析,以揭示此次暴雨天氣過程的環流形勢和物理量特征,為此類暴雨天氣預報提供參考借鑒。
一、暴雨天氣實況及氣象服務
2019年7月3至5日,低層西南氣流加強,受高空槽、中低層切變線和西南急流共同影響,婺源出現了一次大到暴雨個別鄉鎮大到大暴雨并伴有強雷電的天氣過程。全縣平均雨量(3日8時至5日8時)132.0mm,大監站134.9mm,最大雨量出現在水嵐的250.7mm。這次暴雨來勢兇猛,破壞力極強,導致全縣大部分鄉鎮都不同程度受災,基礎設施損壞,鄉鎮農田、茶葉、蔬菜大棚等受災嚴重。據統計,全縣受災人口18268人,一般損壞農房142戶272間,嚴重損房13戶25間,緊急轉移3302人,直接經濟損失4340萬元。
我局于7月2日起預報本次降水天氣過程,并嚴密監測天氣變化,領導班子成員全部參與業務帶班,每天組織值班預報員進行天氣會商。值班人員24小時值守班,每天4次監控“12121”電話內容和更新手機短信和電子顯示屏的天氣信息。自7月2日起,共制作決策服務材料2期,氣象風險預警1期,雷電預警2次,暴雨藍色預警1次,暴雨黃色預警1次,共發布預警信號27次,通過微信等平臺發布信息4800多人次,雨情匯報10余次,電話決策服務21次,郵件氣象服務17次。7月2日下午開始,我局全體預報服務人員進入應急值班狀態,嚴陣以待,全力開展強降雨過程臨近預警和跟蹤服務。
二、環流形勢
2019年7月4日,在500hPa中高緯度地區有低壓槽、切變線和西南急流存在,環流形勢從起初的平直西風氣流逐漸轉為“兩槽一脊”型。有一切變線出現在長江中下游一帶,而顯著的西南急流則出現在切變線南側,在對低層暖濕平流進行輸送的過程中,推動了西南急流帶產生了不穩定能量。西南急流軸的左前方處存在正切變渦度區,對于強降雨和強雷電天氣的出現提供了有利條件。有顯著的水汽輻合上升運動出現在西南氣流的最大風速中心區域,促進了暴雨天氣的發生發展。通過對婺源北部這次暴雨天氣過程進行分析,不難發現有明顯的小尺度天氣特征,高低空槽東移、低層切變線和西南急流是這次暴雨天氣的主要影響急流。在西南急流的作用下,有源源不斷的水汽向婺源北部地區輸送,同時有不穩定層結積累,大氣層處于上冷下暖的結構中,對于不穩定層結和上升運動都十分有利,推動了暴雨天氣的出現。暴雨天氣未出現前,因低壓槽、切變線和西南急流的共同影響,東北冷渦向南轉移的過程中有冷空氣出現,并在江西境內與西南暖濕氣流匯合,是造成婺源北部地區出現暴雨天氣的主要原因。
三、物理量場診斷分析
1、動力條件
婺源在散度輻合區內,中低層的輻合上升運動加強,水汽凝結的過程也是向外釋放能量的過程,并對中小尺度系統擾動過程中的能量進行了補充,為上升運動的加強和維持提供了有利條件。在暴雨天氣出現前,西南方有大的渦度向下游輸送,由于中低層處有切變線存在,使得大氣不穩定性加強。在暴雨時段內,隨著時間的推移,渦度場強度不斷增加,近地面到高空300hPa主要以正渦度為主,在低空附近有大值中心存在,大量的暖濕氣流抬升,推動了暴雨天氣的發生發展。
2、水汽條件
單位時間內單位體積匯合進來或輻散出去的水汽質量稱之為水汽通量,同暴雨的關系較為密切,尤其是超低空的水汽通量輻合對于暴雨天氣的出現極為有利。通過分析婺源北部這次暴雨天氣過程的水汽條件,在700hPa中低空處以下有豐富的水汽條件,其中婺源北部地區有水汽通量的高值區存在,西南氣流不斷向海上輸送暖濕氣流,為婺源北部暴雨落區提供了充足的水汽條件。在4日08時,婺源北部850hPa低空以上的相對濕度在90%以上,有利于暴雨天氣的出現。
3、熱力條件
假相當位溫可以將大氣溫度、壓力和溫度的綜合特征量表示出來,其分布反映了大氣中能量的分布,是反應溫度和水汽條件的物理量。其高值區表示高能區,θse場中等值線的密集區就是能量鋒區。在暴雨天氣未出現前,婺源北部上空有較強的不穩定能量,有利于觸發強對流天氣的出,從近地面層到500hPa處,θse幾乎沒有發生太大的變化,數值較為接近,說明水汽輻合層深厚且與T軸垂直,對于暴雨天氣的發生發展極為有利。
(作者單位:333200江西省婺源縣氣象局)