孝感市一次暴雨過程診斷以2018年5月初為例

張慧娟 周婷 阮帆 姜敏

摘要：利用常規觀測資料、紅外衛星云圖、雷達組合反射率等資料分析了孝感市2018年5月5—6日這場春末暴雨天氣的演變過程，并對各個模式的低層風場和降水預報進行了檢驗分析，結果表明：高空冷渦轉動引導冷空氣南下，與副高外圍暖濕氣流交匯，冷鋒入侵暖低壓，有利于暴雨的產生;孝感處在低層切變線與西南急流中心軸之間，診斷分析表明具有明顯的濕空氣輻合上升運動，為對流不穩定層結，大的高低層溫差和高K指數有利于強對流的發展。

關鍵詞：暴雨;鋒生;冷式切變線;急流;模式檢驗

中圖分類號：S161

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215048

近年來，氣候變化及其影響已成為大氣科學研究的熱點，但因緯度、地形地貌、大氣環流、人類活動等因素共同影響，各地對全球氣候變化的響應各不相同，具有顯著的區域性特征。孝感地處于湖北省東北部，長江以北，漢水之東。介于N30°23′～31°52′，E113°19′～114°35'之間，南與武漢市東西湖區及仙桃市毗鄰，北與河南省信陽市交界，西接隨州、荊門、天門。孝感市地勢北高南低，由大別山、桐柏山向江漢平原過渡呈坡狀地貌。大體上一成低山、三成平原、六成丘陵。該地區屬亞熱帶大陸性季風氣候，四季分明，雨量充沛，溫暖濕潤，光照充足。

1天氣實況分析

2018年5月5—6日，受高空低槽和中低層切變線影響，孝感市降水分布不均，北部大到暴雨，南部中到大雨，雨量較強區域主要位于大悟和應城，最強降水時段為6日凌晨至上午。國家站5日20∶00—6日20∶00，小時最大降水量出現在應城34.1mm（6日08∶00）。區域站最大日降水量大悟三里城134.9mm，最大小時雨強應城楊嶺35.5mm（6日08∶00）。過程中大部地區都伴有6～8級，局地8～10級的雷電大風和短時強降水等強對流天氣。5月5日08∶00—6日08∶00累計雨量顯示，全市區域站100～250mm有1站、50～100mm有23站，其中大悟三里城降雨量最大為161mm。

此次降水過程未給孝感市帶來明顯災情，且正值春播期尾聲，本次降水迎合了農業蓄水、用水的需求，有利于春耕春播。

2天氣系統

本次暴雨過程的主要影響系統是：高空槽、700hPa切變線和西南風急流、850hPa切變線和西南風急流、地面冷空氣。

2018年5月5日20∶00，500hPa上3段低槽形成階梯槽，湖北省位于四川-云南中部低槽槽前，700hPa切變線偏北，呈西南東北向位于山東-河南南部-陜西南部-川東，湖北省處于西南偏西氣流中，850hPa上冷切與700hPa近似平行，橫亙與湖北西北部，700hPa和850hPa西南風急流中心軸位置相近，位置偏東，中心最大風速超過22m/s，西南風急流中心軸自西南向東北，風速在安徽境內出現增強，并進一步向北輸送水汽。925hPa切變線偏西，湖北中東部有明顯的風速輻合。孝感處于冷式切變線以南的暖區中，與中低層西南風急流中心軸的左側，925hPa有明顯的輻合。地面上四川北部-青海東部有一冷高壓，西南暖低壓發展，湖北省受暖低壓控制，在湖北西側有鋒面形成。

2018年5月6日08∶00，500hPa上四川-云南中部低槽東移，700hPa切變線南壓位于湖北北部，850hPa和925hPa切變線西南東北向正好穿過孝感，切變線以北均有一支中心最大風速超過18m/s偏北氣流，且西南風急流中心軸位于切變線右側，中心最大風速仍超過22m/s，但急流北界位置較5日20∶00南退且略偏西，位于孝感以東。孝感處于切變線附近和西南急流出口區左側有強烈的上升運動。地面上，鋒面和西南低壓東移，鋒面由東北-西南向轉為北段東西向，偏北氣流與西南低壓前的暖濕氣流在孝感附近形成了一條地面輻合線。

2018年5月5日20∶00，孝感位于切變線前側，上下層均處于強烈發展的西南急流中，低層有一定的輻合，有利于在副高邊緣暖區發生局地強降水。到了6日08∶00上下層系統配置較好，孝感正好處于切變線右側和西南急流左側，更是位于925hPa西南急流軸的前方，西南急流建立低層的不穩定形勢，其中心軸前方亦有風速的輻合，為暴雨的發生提供有利的水汽條件和輻合上升運動。200hPa上孝感始終處于高空急流分流區，較強的高空輻散使垂直上升運動得以維持，使短時強降水能夠持續一定的時間，從而產生暴雨。

3衛星云圖和雷達回波演變特征分析

3.1衛星云圖分析

2018年5月5日18∶00，華北低渦云系東段位于黃海，位于低渦以南湖北境內的切變線云系正在發展中，副高邊緣云系北界位于N30°附近，江漢平原此時有云團新生向孝感南部發展，給孝感帶來了第1輪降水。隨著華北低渦系統東移，6日00∶00，副高外圍云系在西南急流作用下發展北抬合并為華北低渦南段云系，同時，湖北西部的冷切云系東移發展加強。到6日06∶00，華北低渦南段切變線云系與東移的冷切云系已結合北抬至安徽北部-江蘇北部，期間大悟北部處于云系邊緣，受其影響出現了持續降水。6日08∶00，冷切云系繼續東移，云系前緣的帶狀云帶已經移至孝感且云帶上有對流云團發展，給孝感帶來第3輪強降水。

3.2多普勒雷達分析

2018年5月5日17∶30的雷達組合反射率拼圖（圖略）可見，潛江東部-天門出現了回波單體，在副高外圍西南氣流作用下向東北方向移動發展影響孝感，19∶00，伸展的線狀回波與鄂東東北部的回波結合影響孝感大部地區。新生發展的回波從鄂西南-江漢平原南部-鄂東北西部伸展連成一線，形成一條呈東北-西南走向的線狀回波，回波整體東移北抬，東段北抬較快，到5日22：00，僅大悟北部和安陸北部受到回波影響，而西段的線狀回波整體東移北抬到鄂西南東部至江漢平原北部。5日23∶30，組合反射率上可以清楚的看到3條呈階梯狀的帶狀回波，回波范圍廣，結構也變得更加緊密。到6日01∶00，鄂西北帶狀回波略有南壓，3條帶狀回波逐漸合并成1條，且回波前緣還呈現明顯颮線的特征。6日04∶00，帶狀回波中段已東移至江漢平原西部，東段為位于大別山以北大片的層狀云回波。隨著切變線的快速東移，東段呈東西走向的帶狀回波明顯北抬，且整體帶狀結構變得松散，06∶00開始影響孝感西部。07∶00有1條南北走向的颮線橫亙在湖北中部，且在東移的過程中颮線上出現多條線狀對流，07∶42，孝感本地就有3條線狀對流，回波強度最大超過了50dBz。颮線快速東移，到09∶00前后離開孝感境內，前后影響時間大約有3h。

4診斷分析

4.1水汽條件

2018年5月5日20∶00，850hPa切變線位于鄂西北，孝感位于急流軸左側，低層急流帶來了充沛的水汽，大氣可降水量超過了65mm;6日08∶00孝感可降水量降低到55～60mm，表明08∶00前后發生了明顯的降水，且從08∶00的可降水量分布形態可看出雨區呈西南東北方向向東移。5日20∶00水汽通量散度顯示水汽輻合中心在安徽北部，孝感市輻合較弱，到6日08∶00，925hPa水汽通量散度明顯增強，中心最大值達到-45×10-7g·（cm-2·hPa-1·s-1），孝感位于中心區東南側水汽輻合區內，強烈的水汽輻合提供了產生暴雨的有利水汽條件。

4.2動力條件

2018年5月5日20∶00，925hPa的輻合中心和200hPa的輻散中心偏西，6日08∶00隨著切變線東移南壓，散度中心區東移，孝感處于925hPa西南急流出口區左側，配合有明顯的低空輻合、高空輻散，孝感地區產生強烈輻合上升運動，為強降水提供了有利的動力條件。

4.3熱力條件

從5月5—6日海平面氣壓場可知，湖北有地面暖低壓發展，鄂東南最高氣溫32℃以上，能量集聚。5日夜間，K指數大值區（>36℃）自湖北向東向南移動，收縮成西南東北向的帶狀，與6日08∶00切變線位置和形狀相近，對應的08∶00左右強降水落區也出現在這一帶。

從漢口站T-LogP圖（圖略）可以看出，925～700hPa風向順轉，假相當位溫隨高度減小，為對流性不穩定層結，850hPa與500hPa溫差為29℃，K指數44℃，SI指數-5.84℃，600hPa以上有干區，600hPa以下為深厚的濕層，500～850hPa垂直風切變小，CAPE值為687.6J/kg，有一定的DCAPE，有利于產生雷電大風和短時強降水等對流性天氣。

參考文獻

[1] 周曉敏，張濤.2018年5月大氣環流和天氣分析[J].氣象，2018，44（8）：1110-1116.

[2]陳博，李新峰.2018年第18號臺風“溫比亞”引發大范圍暴雨過程的診斷分析[J].民航學報，2019，3（04）：28-34.

作者簡介：

張慧娟（1989-）女，本科，工程師。研究方向：天氣預報工作。