2021年6月3-4日廣西強降雨成因及模式預報性能分析

趙林 歐曄 潘田鳳

摘要：利用常規天氣資料和柳州雷達產品，通過對2021年6月3-4日廣西強降雨天氣過程進行分析，得到此次強降雨天氣過程是由高空槽、低空切變線、地面冷鋒等系統共同作用下形成的，具有影響時間長，累計雨量大，局地強度強等特點，屬于較為典型的鋒面暴雨過程。數值模式預報產品對此次過程時間段預報較準確，但預報落區出現一定的偏差，在一定程度上考驗著預報員的主觀訂正能力。對2021年6月3-4日強降雨過程的天氣發生機理、數值預報模式表現情況進行總結分析，有助于今后提高對此類天氣的分析研判能力。

關鍵詞：廣西;強降雨;數值預報;性能

引言

對于華南地區，暴雨已成為最為常見的一種災害性天氣，盡管目前已經取得不少研究成果，對其氣候特點和天氣系統也進行了許多較為深入的分析，揭示出一些重要事實，弄清了一些科學問題，使人們對強降雨形成的物理機制有了一定的認識。然而，隨著近年來氣候發展變化，加上人為因素影響，強降水天氣的發生發展出現與以往過程不同的特點。因此在新的氣候背景下，有必要對近年來的強降水天氣再作進一步分析研究。本文通過對2021年6月的一次大范圍強降雨天氣入手，希望能從中分析出一些強降雨天氣發生時環流背景及數值預報模式性能特征，為今后預報此類天氣提供有價值的思路。

1天氣實況

受高空槽、切變線、冷空氣共同影響，6月3-4日，廣西出現強降雨并伴有短時雷暴大風等強對流天氣過程（圖1）。本次強降雨過程具有如下特點：一是強降雨區范圍廣。強降雨主要集中出現在桂中到桂南，分布在賀州、梧州、來賓、貴港、南寧、崇左等市。二是累計雨量大。據統計，6月3日08時至4日08時，賀州、梧州、貴港、南寧4市7個縣（區）15個鄉鎮累計雨量超過100毫米，最大雨量出現在平南思界128.5毫米。三是局地強度強。最大1小時雨量高達88.6毫米（貴港思界官塘）。

2 ?天氣形勢配置分析

2.1 500hPa與850hPa形勢特征

中高層天氣形勢上500hPa高度6月2日20時（圖2）東亞大陸中高緯呈兩槽一脊型，兩槽分別位于烏拉爾山和蒙古，高壓脊位于貝加爾湖一帶，西太副高勢力相對較強，副高脊線穩定在18°N附近，588線一直控制在廣西中部附近，東北冷渦緩慢東移，引導華北冷槽加深東移，川西高原不斷分裂短波槽東移南下影響華南地區，廣西中北部正好處在短波槽東移影響之下，850hPa（圖3）廣西大部為低空急流區，廣西北部為低空急流左側，有利于中低層暖濕空氣輻合抬升，200hPa南亞高壓呈現出帶狀型分布（圖略），廣西上空位于南亞高壓分流輻散區，高層的輻散流出形成強有力的抽吸作用，提供了有利的動力抬升條件。3日08時500hPa副高穩定維持，東北冷渦繼續緩慢東移，華北冷槽加深東移，華北槽后西北氣流十分強盛，冷空氣開始大舉南下影響我國中東部地區，南方500hPa上空氣流仍維持多波動態勢，四川盆地一帶有高原小槽發展東移，華南短波槽開始加深發展，850hPa廣西低空急流進一步加強，大部探空站風速達到12m/s以上，桂林站超過20m/s，露點溫度顯示水汽十分充足，溫度露點差上看水汽接近飽和。3日20時，500hPa副高略有南落，588線退到大陸海岸線附近，南海熱帶氣旋在南海東部海面上活動，大陸中高緯處仍然呈現出兩槽一脊型式，但環流緯向型逐漸向經向型轉變，表明中高層環流發展已經達到最盛時期，即將出現大的調整。南方地區高原槽和南支小槽發展也達到最盛時期，廣西中北部地區仍然處在副高邊緣控制之下，850hPa低空切變線明顯南壓，切變線從西部進入廣西，到達廣西北部一帶，廣西地區水汽條件進一步增強，溫度露點差都在4度以下。4日08時，東北冷渦引導華北槽迅速東移，槽后盛行強盛的偏西北氣流，廣西上空的南支小槽也明顯減弱，500hPa上空為偏西北氣流控制，副高明顯減弱，脊線南落到16°N以南，850hPa切變線南壓至沿海地區。在觸發條件出現后，低層和地面能量得到釋放，高空環流的調整使得500hPa有利的抬升運動條件不復存在，降雨明顯減弱，過程結束。

2.2 地面形勢特征

從2日20時開始，地面開始呈現西高東低形勢，地面低壓在四川西部一帶發展，暖低壓槽建立，并向云南東部到貴州一帶伸展，地面冷鋒前鋒到達河套地區，此次冷空氣過程主要影響我國的東部地區;3日08時，地面冷高壓中心位于川北，冷鋒前鋒到達湖南中部，廣西大部地區仍處在鋒前暖區;3日20時，伴隨著冷高壓中心向南擴張，冷空氣主體大舉南下，地面冷鋒迅速南下進入廣西，前鋒壓到廣西中南部地區，廣西地區斜壓性加強;4日08時，廣西受冷高壓控制。

2.3 中尺度特征分析

通過中尺度分析（圖略）發現，從2日夜間開始，500hPa副高控制桂南，副高北面有小波動東移，配合700hPa小槽及850hPa切變線在桂西北一帶活動，我區大部受西南氣流影響，溫度脊從云南伸向桂西北，大部地區有強不穩定能量，有一定干層。3日08時，500hPa副高控制桂南，副高北面有小波動影響桂北，850hPa、925hPa切變位于桂中，地面鋒面南壓到廣西中部，廣西中南部處于高溫高濕區，濕層深厚，能量和水汽充足，桂南、桂東等地CAPE值變大，K指數、SI指數表明，強對流天氣有利于在桂中、桂南一帶發展。3日20時，鋒面和切變線繼續南下影響廣西中南部。4日08時，廣西為槽后西北氣流控制，850hPa和925hPa切變線已出海，低層為偏北氣流。廣西大部能量低，濕層厚，垂直風切弱，垂直溫差小，層結穩定。

3 ?對流參數特征分析

3.1 溫度對數壓力圖特征

（圖5）資料顯示3日20時，廣西西南部（南寧作為代表站）濕層深厚，豐富的水汽層達300hPa高度，有利于強降水發生，其強對流特征不明顯，廣西東南部（梧州作為代表站）也具備較好的水汽條件，濕層厚度達到500hPa，且在400hPa高度附近存在干區，總體上有利于一定強度的降水產生，且具備一定強對流發生的條件。

3.2 重要參量特征

（圖略）3日08時能量指標南寧站CAPE值達到1281.8，K指數38.4，SI指數-1.77，沙瓦特指數SWEAT達到342.3，對流抑制能量CIN為108.5，梧州站CAPE值62.1，K指數36.5，SI指數-1.09，沙瓦特指數SWEAT達到377.3，對流抑制能量CIN為0。但到了3日20時，廣西南部能量條件迅速增強，能量指標南寧站CAPE值達到2933.6，K指數46.5，SI指數-5.19，沙瓦特指數SWEAT 302，對流抑制能量CIN為42.4，梧州站CAPE值3799.4，K指數42.4，SI指數-5.02，沙瓦特指數SWEAT300，對流抑制能量CIN為41.4。

各項指標的變化表明，3日08時到20時，位于鋒前暖區的桂中到桂南一帶地區的能量得到明顯的補充和增強，層結不穩定性極大的增加，從濕度條件上看，08時的南寧和梧州的濕層只存在于中低層2公里以下，到20時，南寧和梧州的濕層迅速增厚，特別是南寧的濕層厚度達到9公里高度，具備明顯的強降雨特征，因此在鋒面到達桂中和桂南之前，廣西中南部的水汽和能量條件得到了明顯的改善，出現了明顯的躍升，為廣西中部和南部的強降水發生提供了有利的水汽和能量條件。

4、云圖分析

3日14時廣西大部云量較少，但湖南到廣西東北部一帶降雨云團開始發展;3日16時，在湖南發展的強降雨云系尾部向廣西北部擴展延伸，廣西中部也出現多個孤立對流云團開始發展加強;3日下午強降雨云團迅速發展，面積范圍明顯擴大形成大片的降雨云系，到了3日20時，強降雨云系幾乎覆蓋整個廣西，并且不斷有新生云團生成發展代替逐漸消散的云團，使得強降雨云系在廣西上空長時間維持，4日06時以后，整個強降雨云系才逐漸南壓沿海，迅速減弱消失。

5 ?雷達回波分析

雷達回波主要發展時段是在3日下午到夜間，從回波形態上看，3日下午15時到18時，桂西北的回波伴隨著鋒面南下而發展，在桂中暖區一帶也有較強回波發展，雖然雷達回波比較分散，但局地性強，出現局地較強回波造成強的降水效率，3日20時開始，回波的組織性明顯加強，回波呈現出東北-西南走向的回波形態，明顯屬于鋒面造成的降水回波，并且與鋒面配合得很好。3日23時回波繼續向南移動，影響廣西南部地區。

6 ?數值預報產品預報性能分析

圖8 ?6月2日08時起報的各家數值預報模式3日08時到4日08時2雨量預報對比圖（左上：歐洲中心 ?中上：GRAPES_3KM ?右上：GRAPES_GFS 左下：GRAPES_MESO 中下：華南區域模式-HR 右下：華南區域模式-LR）

結合3日08時到4日08時廣西雨量統計圖不難看出，這次鋒面暴雨過程顯然歐洲中心和華南區域模式-HR表現明顯優于其他數值預報模式產品，雖然其他數值預報模式產品大部分也報出了一次降雨過程，但在降級和落區上明顯與實況相差較遠，尤其是華南區域數值預報模式-HR預報落區更為準確，強降雨的量級、暴雨區的落區與實況更為接近。

7 ?結論

（1）此次2021年6月份影響廣西的強降雨天氣過程，具有降雨范圍廣，累計雨量大，局地強度強等特點，屬于較為典型的鋒面暴雨過程。

（2）此次強降雨天氣主要由高空槽、低空切變和地面鋒面共同作用所導致，具有鋒面暴雨發生的典型背景特征：華北槽加深東移，引導華南短波槽、切變線南下，配合地面鋒面南下。加上廣西高溫高濕，具備較好的能量條件，且廣西中部到南部深厚的濕層，是形成強降雨的重要成因。

（3）對此次過程各家數值預報模式進行性能評估，發現歐洲中心和華南區域模式表現較好，能較準確把握降雨量級和暴雨落區。

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作者簡介：趙林（1985—），男，漢族，學歷學位：學士本科，職稱：高級工程師，單位：來賓市氣象局，研究方向：天氣預報。