2022年4月江西一次暴雨強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程及對(duì)農(nóng)業(yè)的影響分析

陳鑫裕 肖陽(yáng) 李明胡

摘要 江西省是我國(guó)重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。近年來(lái)，隨著全球氣候異常變化，江西省的強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)，嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)的安全生產(chǎn)。選用常規(guī)氣象觀測(cè)資料、NCEP再分析資料等，重點(diǎn)分析了2022年4月25日發(fā)生在江西省的一次暴雨強(qiáng)對(duì)流天氣成因。結(jié)果表明：（1）本次強(qiáng)對(duì)流天氣以雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水、強(qiáng)雷電為主，且表現(xiàn)出強(qiáng)度大、影響范圍廣等特點(diǎn)，為歷年之罕見。（2）“上干下濕”、高層輻散、中層低槽、低層輻合線、地面氣旋、超低空西南急流、強(qiáng)盛的低空西南急流是本次強(qiáng)對(duì)流天氣的主要影響系統(tǒng)。（3）此次強(qiáng)對(duì)流過(guò)程的發(fā)生、發(fā)展的有利條件包括對(duì)流有效位能和風(fēng)垂直切變強(qiáng)烈，層結(jié)不穩(wěn)定性較強(qiáng)，中層干區(qū)，低層顯著的暖平流等。

關(guān)鍵詞 雷暴；強(qiáng)對(duì)流天氣；雷達(dá)回波；農(nóng)業(yè)；江西

中圖分類號(hào)：P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis of A Rainstorm Severe Convection Weather Process in April 2022 in Jiangxi and Its Impact on Agriculture

Chen Xin-yu et al（Yiyang Meteorological Bureau， Shangrao， Jiangxi 334400）

Abstract Jiangxi was an important industrial and agricultural production base and one of the economically developed regions in China. In recent years， with the abnormal global climate changed， various types of severe convective weather had occurred frequently in Jiangxi， posing a serious threat to the safety of local industrial and agricultural production. Based on conventional meteorological observation data and NCEP reanalysis data， this paper focused on the analysis of the causes of a rainstorm severe convection weather in Jiangxi on April 25， 2022. The results showed that： （1） the severe convective weather was dominated by thunderstorm gale， short-term heavy precipitation， strong lightning， and showed the characteristics of large intensity and wide influence range， which was rare in the past years. （2） “upper dry and lower wet”， high-level divergence， middle level low trough， low-level convergence line， ground cyclone， ultra-low altitude southwest jet， strong low-altitude southwest jet were the main influencing systems of this severe convective weather. （3） The favorable conditions for the occurrence and development of the strong convection process include strong convection effective bit energy and vertical wind shear， strong layer junction instability， middle dry area， and significant warm advection in the low layer.

Key words Thunderstorm; Severe convective weather; Radar echo; Agriculture; Jiangxi

強(qiáng)對(duì)流天氣是自然界中常見的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象之一，具有系統(tǒng)尺度小、突發(fā)性強(qiáng)、生命史短、移動(dòng)速度快且破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。同時(shí)，強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生時(shí)往往伴隨風(fēng)大雨急、電閃雷鳴等天氣現(xiàn)象，對(duì)民眾日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響不容忽視[1]。

江西省位于中國(guó)東南部，其東部靠近浙江省、福建省，南部接近廣東省，西部毗鄰湖南省，北部與安徽、湖北等相互接壤。全省總面積為16.69萬(wàn)km2，境內(nèi)包括丘陵、山地、盆地、谷地等多種地貌類型，整體呈南高北低的特點(diǎn)。受亞熱帶季風(fēng)氣候的影響，江西省強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)，輕則影響民眾正常生活秩序，造成一定的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，重則危及生命。

近年來(lái)，眾多專家與學(xué)者紛紛針對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣開展了大量的研究工作，且成效顯著。許愛(ài)華等[2]通過(guò)研究指出，斜壓鋒生為中低層冷暖空氣強(qiáng)烈交匯創(chuàng)造了有利條件，并產(chǎn)生了深厚對(duì)流。當(dāng)500 hPa低槽經(jīng)向度增加時(shí)，低層槽前暖平流較為顯著，此時(shí)極易出現(xiàn)斜壓擾動(dòng)云，進(jìn)而引發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣現(xiàn)象，且具有良好的預(yù)報(bào)指示性；何文等[3]通過(guò)分析江西2017年8月17日強(qiáng)對(duì)流天氣雷達(dá)回波演變與傳播特征，得出本次強(qiáng)對(duì)流天氣以雷暴、雷雨大風(fēng)為主，急流脈動(dòng)與強(qiáng)熱力不穩(wěn)定是其主要特征，降水的冷堆及午后贛北地面高溫形成的強(qiáng)溫度、濕度鋒區(qū)是本次強(qiáng)對(duì)流回波發(fā)生、演變與移動(dòng)的主要原因。

借鑒大量文獻(xiàn)資料，以2022年4月25日發(fā)生在江西的一次暴雨強(qiáng)對(duì)流過(guò)程為例，重點(diǎn)從天氣形勢(shì)、物理量診斷等角度分析本次強(qiáng)對(duì)流天氣成因，簡(jiǎn)述強(qiáng)對(duì)流天氣對(duì)農(nóng)業(yè)的影響及防御建議，從而盡可能減少暴雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，保障民眾生命財(cái)產(chǎn)安全[4-5]。

1 天氣實(shí)況

2022年4月25日，江西強(qiáng)對(duì)流天氣以雷暴、大風(fēng)及短時(shí)強(qiáng)降水為主，尤其是大風(fēng)、強(qiáng)降水天氣顯著，表現(xiàn)出強(qiáng)度大、影響范圍廣等特點(diǎn)，為歷年少見。

結(jié)合圖1a可見，江西本次暴雨過(guò)程主要集中在宜春、九江與吉安東北部地區(qū)，全省平均降雨量為40.8 mm，以新干縣平均降雨量最高為114.9 mm，樟樹市次之，其平均降雨量為113.3 mm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全省有15個(gè)站點(diǎn)降雨量均在150 mm以上，以九江廬山市博物館過(guò)程降雨量最大，為200.7 mm。本次強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生時(shí)還伴隨有明顯大風(fēng)天氣現(xiàn)象，大多數(shù)地區(qū)出現(xiàn)雷暴大風(fēng)現(xiàn)象，以上饒市出現(xiàn)大風(fēng)天氣的站點(diǎn)數(shù)量最多，達(dá)41站；撫州站次之，有26站。

分析大風(fēng)級(jí)別可見，江西出現(xiàn)8級(jí)以上大風(fēng)頻率最高，占到71%；有16個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)10級(jí)以上的大風(fēng)天氣，占比11%，主要出現(xiàn)在九江、撫州、贛州、上饒等地區(qū)。以鄱陽(yáng)朱湖聯(lián)圩25日12：08的風(fēng)速最大，為29.6 m/s；臨川國(guó)家站次之，其25日14：11風(fēng)速達(dá)28.6 m/s。

統(tǒng)計(jì)本次強(qiáng)對(duì)流過(guò)程發(fā)生時(shí)的短時(shí)強(qiáng)降水情況可見，短時(shí)雨強(qiáng)大的站點(diǎn)主要為宜春站、吉安站，降水主要集中在25日傍晚至夜間；而24 h累積降雨量較大的站點(diǎn)主要包括九江站、吉安站與宜春站。吉安永豐君埠北寨的小時(shí)雨量最大，達(dá)63.7 mm，宜春萬(wàn)載鵝峰東溪水庫(kù)小時(shí)降雨量次之，達(dá)62.3 mm。

2 暴雨強(qiáng)對(duì)流天氣成因分析

2.1 天氣形勢(shì)分析

結(jié)合圖2a可見，2022年4月24日20：00地面氣旋與低槽的位置接近，其中前者出現(xiàn)在湖北中部地區(qū)，而后者位于110°N周邊，此時(shí)江西省位于槽前位置處，但距離還比較遠(yuǎn)。850 hPa飽和區(qū)與500 hPa干區(qū)交匯于贛北北部，同時(shí)贛北850 hPa位置處還出現(xiàn)有顯著的風(fēng)速輻合，850、700與500 hPa顯著氣流也交匯于贛北，由此形成“上干下濕”的局面，低層輻合的環(huán)流形勢(shì)為強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生、發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

4月25日08：00（圖2b），地面氣旋與低槽均逐漸東移，850 hPa低渦向東逐漸移動(dòng)至湖北東部地區(qū)，中低層急流旺盛發(fā)展，700 hPa與850 hPa西南風(fēng)速分別達(dá)到23、18 m/s，925 hPa風(fēng)速達(dá)到14 m/s，且以上三層急流交匯于贛北上空。此時(shí)，200 hPa高空分流區(qū)出現(xiàn)在贛北500 hPa低槽前部，由此構(gòu)成低層輻合、高層輻散的高低空配置。同時(shí)，水汽與不穩(wěn)定能量在西南急流作用下持續(xù)不間斷地向江西省輸送，為江西省強(qiáng)對(duì)流過(guò)程的發(fā)生與發(fā)展創(chuàng)造有利條件。到該日20：00（圖2c），850 hPa與700 hPa切變線呈明顯東移趨勢(shì)，此時(shí)中低層輻合力量顯著增強(qiáng)，使降雨強(qiáng)度也有所增加。

4月26日08：00（圖2d），中低層急流明顯南壓，江西省中南部出現(xiàn)200 hPa分流區(qū)，強(qiáng)對(duì)流回波帶也逐漸東移南壓，至此，本次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程趨于減弱。

2.2 物理量診斷

4月24日20：00（圖3a），對(duì)流有效位能較為顯著，且出現(xiàn)在500～400 hPa之間，屬于明顯的干區(qū)層。同時(shí)，低層?xùn)|南風(fēng)在高度順轉(zhuǎn)作用下逐漸變化為西南風(fēng)，可見出現(xiàn)了暖平流。中層出現(xiàn)強(qiáng)盛的西南急流，其風(fēng)速在20 m/s左右。此時(shí)對(duì)流有效位能為1 855.1 J/kg，K指數(shù)、SI指數(shù)與抬升指數(shù)分別為41、-3.75與-4.49 ℃，可見層結(jié)穩(wěn)定性極弱。同時(shí)，該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)垂直切變明顯，3～5 km風(fēng)切變最高為20 m/s，0 ℃層較為適宜，出現(xiàn)在4.5 km高層周邊，極易引發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣，并對(duì)其發(fā)生、發(fā)展極為有利。

4月25日08：00（圖3b），對(duì)流有效位能顯著減弱，而中低層西南急流卻顯著增強(qiáng)，此時(shí)1 000 hPa西南風(fēng)較強(qiáng)，超出12 m/s；850～700 hPa風(fēng)速較高，在20 m/s左右；且有干層出現(xiàn)在600～500 hPa之間。盡管對(duì)流有效位能呈減弱趨勢(shì)，但是其強(qiáng)度依然較高，達(dá)598.2 J/kg，此時(shí)K指數(shù)、沙氏指數(shù)與抬升指數(shù)分別為39.8、-2.26與-2.54 ℃。此時(shí)，南昌850 hPa氣溫達(dá)到20 ℃，并出現(xiàn)有暖中心，與500 hPa與其周邊氣溫均差異顯著。低層暖濕，中層出現(xiàn)干區(qū)，再加上氣溫變化顯著，表明層結(jié)穩(wěn)定性極弱，極易引發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣現(xiàn)象[6]。

4月25日20：00（圖3c），中層干區(qū)呈明顯減弱趨勢(shì)，整層水汽也接近飽和。700 hPa以上區(qū)域風(fēng)隨高度呈順轉(zhuǎn)變化，表現(xiàn)為暖平流；而600～500 hPa維持西南風(fēng)，表現(xiàn)為冷平流，其厚度微薄。同時(shí)，K指數(shù)、沙氏指數(shù)與抬升指數(shù)等均呈減弱趨勢(shì)，但依然維持一定的強(qiáng)度。以上參數(shù)特征與水汽分布狀況對(duì)強(qiáng)對(duì)流過(guò)程的發(fā)生、發(fā)展極為有利[7]。

3 暴雨強(qiáng)對(duì)流天氣對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

春季正值南方各地區(qū)農(nóng)作物播種關(guān)鍵時(shí)期。江西省地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具備得天獨(dú)厚的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，有“魚米之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。然而，隨著此次明顯的雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程的影響，江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到了嚴(yán)厲打擊。大風(fēng)導(dǎo)致大面積植株嚴(yán)重倒伏，雷暴威脅田間勞作民眾的生命健康安全，短時(shí)強(qiáng)降雨還極易導(dǎo)致田間內(nèi)澇，一旦農(nóng)作物長(zhǎng)時(shí)間遭受雨水的浸泡輕者爛根，重則死亡[8]。

為有效防御強(qiáng)對(duì)流天氣，各地區(qū)民眾必須密切關(guān)注氣象部門發(fā)布的天氣預(yù)報(bào)、氣象災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)信息，以確保災(zāi)害發(fā)生時(shí)可以第一時(shí)間采取有效措施保護(hù)農(nóng)作物，減少氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物造成的影響及損失。同時(shí)，江西省各地區(qū)氣象部門必須強(qiáng)化對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)警與預(yù)報(bào)服務(wù)，及時(shí)優(yōu)化與完善氣象信息傳播設(shè)施與渠道，從而顯著提升氣象預(yù)報(bào)、氣象預(yù)報(bào)的及時(shí)性。此外，相關(guān)部門要結(jié)合實(shí)際天氣狀況，適時(shí)開展人工防雹作業(yè)，以降低強(qiáng)對(duì)流天氣造成的農(nóng)業(yè)影響及損失，保障民眾生命財(cái)產(chǎn)安全[9]。

4 結(jié)論

（1）本次強(qiáng)對(duì)流天氣以雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水、強(qiáng)雷電為主，且表現(xiàn)出強(qiáng)度大、影響范圍廣等特點(diǎn)，為歷年之罕見。

（2）“上干下濕”、高層輻散、中層低槽、低層輻合線、地面氣旋、超低空西南急流、強(qiáng)盛的低空西南急流是本次強(qiáng)對(duì)流天氣的主要影響系統(tǒng)。中低層切變線逐漸靠近致使短時(shí)強(qiáng)降雨強(qiáng)度有所增加，隨著高層輻散與低空急流的南落，強(qiáng)對(duì)流回波也顯著南壓。

（3）本次強(qiáng)對(duì)流過(guò)程的發(fā)生、發(fā)展的有利條件包括對(duì)流有效位能和風(fēng)垂直切變強(qiáng)烈，層結(jié)不穩(wěn)定性較強(qiáng)，中層干區(qū)，低層顯著的暖平流等。

（4）強(qiáng)對(duì)流天氣對(duì)農(nóng)業(yè)的影響及危害嚴(yán)峻，相關(guān)部門與當(dāng)?shù)孛癖姂?yīng)強(qiáng)化對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)警與預(yù)報(bào)服務(wù)，及時(shí)優(yōu)化與完善氣象信息傳播設(shè)施與渠道，從而引導(dǎo)民眾密切關(guān)注天氣信息，降低強(qiáng)對(duì)流天氣造成的農(nóng)業(yè)影響及損失，保障民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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