廬江暴雨氣候特征及一次持續(xù)性暴雨過程分析

摘要 利用2008—2021年廬江氣象觀測站觀測資料，分析其暴雨氣候特征，選取2020年7月18—19日大暴雨過程，對其環(huán)流形勢、低層切變、地面系統(tǒng)、暴雨條件等進行天氣形勢綜合分析。結果表明：（1）2008—2021年廬江暴雨日數(shù)累計61 d，其中暴雨日數(shù)大于100 mm的有17 d，年均暴雨日數(shù)為4.4 d，其年際變化呈上升趨勢。暴雨日數(shù)的月變化呈現(xiàn)單峰型，主峰在6月，大暴雨日數(shù)主峰在6—7月，平均暴雨強度為81.8 mm/d；（2）廬江氣象觀測站氣溫、水汽壓不斷上升預示著中低層暖濕氣流不斷加強，氣壓不斷下降預示著高空有低槽移入，需要高度警惕強降水天氣過程出現(xiàn)的可能性；（3）西太平洋副熱帶高壓脊線穩(wěn)定維持、500 hPa短波槽東移、槽區(qū)上的短波同位相疊加、槽前與副高邊緣的西南暖濕氣流共同作用、中低層急流、水汽輻合和抬升等是形成廬江2020年7月18—19日持續(xù)性大暴雨過程的主要原因。

關鍵詞 暴雨特征；持續(xù)性強降水；環(huán)流形勢

中圖分類號：P458.12 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）03–0120-03

暴雨是一種最常見的氣象災害，對國民經(jīng)濟、人民生命財產(chǎn)的安全有著巨大的威脅，暴雨預報服務是天氣預報工作的重點。氣象工作者一直努力探索暴雨發(fā)生機理，旨在準確預報暴雨過程。謝五三等[1]分析得出安徽省常年暴雨量呈緯向空間分布，常年暴雨次數(shù)與其分布非常一致，全省絕大部分地區(qū)的暴雨量呈現(xiàn)上升趨勢；任敏[2]等分析了安徽省4—9月的暴雨落區(qū)，表明汛期暴雨落區(qū)在500 hPa等壓面圖上，集中出現(xiàn)在582～584 dagpm線之間，暴雨帶位置預報大致可以用584 dagpm線的移動作為參考；章淹等[3]系統(tǒng)闡述與總結了流場、水汽、穩(wěn)定度和其他一些物理量的暴雨診斷預報方法。

廬江地處皖中，北瀕巢湖，南近長江，西依大別山余脈，屬于北亞熱帶季風氣候，介于30°57′N～31°33′N，117°01′E～117°34′E之間，暴雨形成的洪澇是廬江的主要自然災害之一。2020年7月18—19日廬江縣出現(xiàn)持續(xù)性暴雨，導致發(fā)生百年一遇洪災，全縣發(fā)生險情近370多處，漫溢110多個圩口，受災農(nóng)田3.68萬hm2，受災人口137 616，經(jīng)濟損失慘重。因此，研究廬江縣暴雨氣候特征和持續(xù)性強降水過程，為做好暴雨天氣過程氣象服務具有一定的現(xiàn)實意義。

1 資料與方法

利用2008—2021年廬江氣象觀測站的氣壓、氣溫、水汽壓、降水等暴雨相關氣象觀測資料，統(tǒng)計分析廬江縣暴雨氣候特征。規(guī)定：1個暴雨日表示日雨量≥50.0 mm，1個大暴雨日表示日雨量≥100.0 mm，持續(xù)性暴雨定義為連續(xù)2 d及以上的暴雨過程，暴雨以上的雨量之和與暴雨總日數(shù)之比為平均暴雨強度[4]。利用MICAPS系統(tǒng)常規(guī)天氣圖等，從環(huán)流形勢、低空急流、切變、地面系統(tǒng)等分析廬江縣2020年7月18—19日出現(xiàn)的特大暴雨過程。

2 廬江縣2008—2021年暴雨氣候特征

2.1 歷年暴雨日數(shù)分布及其暴雨強度

圖1是廬江2008—2021年歷年暴雨日數(shù)分布及其暴雨強度，圖1用紅、黑柱狀體區(qū)分每年的暴雨量日數(shù)分布情況。廬江每年均會出現(xiàn)暴雨，歷年暴雨日數(shù)起伏較大。2009年出現(xiàn)了3 d（非持續(xù)性）大暴雨過程；而暴雨強度最大值出現(xiàn)在2016年，單日降雨量達278.5 mm；持續(xù)性大暴雨集中出現(xiàn)在2020年7月18—19日，累計降雨量達350.9 mm。

2.2 年暴雨日數(shù)年、月際變化

圖2是2008—2021年廬江暴雨日數(shù)年變化和暴雨、大暴雨日數(shù)月變化，可見廬江縣暴雨日數(shù)年、月變化起伏均較大。由圖2a可知，暴雨日數(shù)年際變化總體呈線性上升趨勢，氣候傾向率為1.429 d（10年）-1；2020年達到最大峰值，是出現(xiàn)暴雨日數(shù)最多的年份，占比19.7%，其出現(xiàn)大于等于50、100 mm以上的暴雨分別有12、6 d；而2011、2015、2017、2019、2021年暴雨日數(shù)最少，僅為2 d；據(jù)統(tǒng)計，2008—2021年大于等于50、100 mm以上的暴雨日數(shù)分別有61、17 d，平均暴雨強度為81.8 mm/d，年均暴雨日數(shù)為4.4 d。由圖2b可知，2008—2021年廬江暴雨日數(shù)的月變化呈現(xiàn)單峰型，其主峰出現(xiàn)在6月，為19 d，占比31%；3—11月均有暴雨發(fā)生的可能性，6—9月是暴雨出現(xiàn)的集中期；大暴雨日數(shù)主峰在6—7月，為5 d，占比為83%。

3 2020年7月18—19日持續(xù)性強降水過程分析

3.1 暴雨過程實況

圖3是廬江站2020年7月18—19日逐小時降雨實況，由圖2可見，持續(xù)強降雨主要集中在18日12：00—19日02：00，15 h累計降雨量為280.4 mm，最大小時雨強為50.3 mm（18日23：00）。

圖4a是廬江國家氣象站2020年7月13—20日6 h降水量和各日02：00、08：00、14：00、20：00實時氣溫和水汽壓對應實況圖。由圖4可以看出，水汽壓值一直高于氣溫值，正值梅雨季節(jié)，水汽非常充沛；17日08：00水汽壓和氣溫進一步上升，20：00達峰值，能量累積到最大值；17日21：00—19日02：00過程累

計降雨量達321.5 mm，至19日08：00水氣壓和氣溫值由峰值快速下降，反映了暴雨過程后能量的快速釋放[5-8]。圖4b是廬江2020年7月13—20日6 h降水量和各日02：00、08：00、14：00、20：00本站氣壓。由圖4b可以看出，14日以后廬江本站氣壓一直呈下降趨勢，至19日02：00降至最低值，對應6 h雨量最大值為141.1 mm；18日14：00—19日02：00為集中強降水時段，12 h累計降水量為262.7 mm；19日08：00后氣壓呈上升態(tài)勢，降水趨于漸止。

廬江國家氣象站實況分析表明，氣溫、水汽壓不斷上升，預示著暖濕氣流在該站逐漸加強；該站氣壓不斷下降，預示著高空有低槽影響本地，需要高度警惕強降水過程的發(fā)生。

3.2 暴雨天氣形勢分析

3.2.1 地面形勢分析 圖5a是2020年7月18日11：00地面天氣形勢，一低壓倒槽位于重慶至江蘇北部，閉合中心位于貴州東北部和重慶一帶，中心強度為1 000 hPa。甘肅南部的高壓維持少動，冷空氣前沿越過秦嶺到四川北部，南下冷空氣與副高外圍源源不斷的暖濕氣流穩(wěn)定交匯在西南地區(qū)東部至長江中下游地區(qū)，江淮靜止鋒維持在蘇北至重慶一線，中心強度維持少動，利于水汽集聚，氣旋中心位于江淮一帶，廬江處于其中。弱冷空氣對暴雨觸發(fā)起到了重要作用，因此受倒槽和副高外圍持續(xù)的西南暖濕氣流和北方頻繁南下弱冷空氣的影響，導致18日12：00—19日02：00出現(xiàn)持續(xù)強降水，出現(xiàn)歷史罕見的汛情和洪澇災害。

3.2.2 500 hPa形勢分析 圖5b是2020年7月18日20：00 500 hPa位勢高度場，

西太平洋副熱帶高壓面積龐大，588 dagpm線維持在浙江到海南之間，副高脊線在26°N附近，西脊點伸至105°E，穩(wěn)定的副高利于南海和印度洋為暴雨輸送源源不斷的暖濕氣流。此時，北方兩條槽線移至貝加爾湖至華中一線，利于不斷引導冷空氣南下，南支槽利于槽前西南氣流源源不斷地輸送水汽，兩者呈同相位，有利于南北氣流交綏。安徽西北部形成的低槽緩慢向東北方向移動，廬江縣位于東側低槽切變線槽前南側的強降水區(qū)域。

3.2.3 綜合形勢分析 圖6是2020年7月18日08：00的天氣形勢綜合分析圖和18日08：00—19日08：00降水量實況圖。可以看出，西太平洋副熱帶高壓脊線穩(wěn)定維持，588 dagpm線維持在浙江到海南之間，有利于南海和印度洋為廬江一線輸送源源不斷的暖濕氣流。

500 hPa有短波槽東移，槽區(qū)上的短波同位相疊加，使得低槽加強。廬江位于高空加強槽前，副高此時亦有所加強北抬，在槽前的西南暖濕度氣流與副高邊緣西南暖濕氣流的共同作用下，豐富的水汽源源不斷地輸送至西南地區(qū)東部至長江中下游地區(qū)。850 hPa和925 hPa中低層均為深厚的西南急流控制，中低層的急流導致了江淮一帶的水汽輻合和抬升，江淮之間200 hPa高層有明顯的輻散分流區(qū)，輻散分流致使廬江一帶氣壓下降明顯，暖濕空氣進一步累積，在多方能量集聚下，使得18日12：00—19日02：00的15 h出現(xiàn)280.4 mm的特大暴雨。安徽省廬江縣位于圖6紫紅色區(qū)域江淮一帶的特大暴雨落區(qū)。

4 結論

（1）2008—2021年廬江暴雨日數(shù)累計61 d，其中大于100 mm的有17 d，年均暴雨日數(shù)為4.4 d，其年際變化呈上升趨勢，氣候傾向率為1.429 d（10年）-1；暴雨日數(shù)的月變化呈現(xiàn)單峰型，主峰在6月，其暴雨日數(shù)為19 d，占比為31%，大暴雨日數(shù)主峰在6—7月，為5 d，占比為83%；3—11月均有出現(xiàn)暴雨的可能性，6—9月是暴雨出現(xiàn)的集中期，平均暴雨強度為81.8 mm/d。

（2）廬江國家氣象站實況分析表明，氣溫、水汽壓不斷上升，預示著暖濕氣流在該站逐漸加強；該站氣壓不斷下降，預示著高空有低槽影響本地，需要高度警惕強降水過程的發(fā)生。

（3）西太平洋副熱帶高壓脊線穩(wěn)定維持、500 hPa短波槽東移、槽區(qū)上的短波同位相疊加、槽前西南暖濕氣流與副高邊緣西南暖濕氣流的共同作用、中低層急流、水汽輻合和抬升等是形成廬江2020年7月18—19日持續(xù)性大暴雨過程的主要原因。

參考文獻

[1] 謝五三，田紅.近50年安徽省暴雨氣候特征[J].氣象科技，2011，39（2）：160-164.

[2] 任敏，郝瑩，陳焱.暴雨落區(qū)的統(tǒng)計與分析研究[J].氣象科學，2007（2）：214-219.

[3] 章淹等.暴雨預報[M].北京：氣象出版社，1990.

[4] 伍紅雨，杜堯東，秦鵬.華南暴雨的氣候特征及變化[J].氣象，2011，37（10）：1262-1269.

[5] 錢曉山.蒲圻入梅天氣氣候分析及預報[J].湖北氣象，1994（4）：31-32.

[6] 田紅，程智，謝五三，等.2020年安徽梅雨異常特征及預測前兆信號分析[J].暴雨災害，2020，39（6）：564-570.

[7] 劉蕓蕓，丁一匯.2020年超強梅雨特征及其成因分析[J].氣象，2020，46（11）： 1393-1404.

[8] 蔡薌寧，宗志平，馬杰，等.2020年梅雨特征分析及模式中期預報性能檢驗[J].暴雨災害，2020，39（6）：629-636.

責任編輯：黃艷飛

Climatic Characteristics of Heavy Rain and Analysis of a Sustained Heavy Rain Process in Lujiang River

Ling Lin et al（Lujiang Meteorological Bureau， Lujiang， Anhui 231500）

Abstract Based on the observation data of Lujiang Meteorological Observation Station from 2008 to 2021， the characteristics of the rainstorm climate were analyzed. The circulation， low-level shear， surface system and rainstorm conditions of the rainstorm during July 18-19， 2020 were comprehensively analyzed.The results showed as follows： （1） The total number of rainstorm days in Lujiang from 2008 to 2021 was 61 days， of which 17 days were greater than 100 mm， and the average annual rainstorm days were 4.4 days. The interannual variation of rainstorm days showed an increasing trend.The monthly variation of rainstorm days presents a single-peak pattern， with the main peak in June.The main peak of rainstorm days was in June and July， and the average rainstorm intensity was 81.8 mm/d.（2） The rising temperature and water pressure in this station indicates the strengthening of warm and humid air in the middle and low levels， and the falling pressure in this station indicates that there was a low trough in the upper air， which requires high vigilance against the possibility of heavy precipitation weather process. （3） The stable maintenance of the Western Pacific subtropical ridge， the eastward shift of the 500 hPa short-wave trough， the superposition of the short-wave isophase over the trough， the interaction of the southwest warm and humid air in front of the trough and the edge of the subtropical high， the mid-low level jet stream， water vapor convergence and uplift were the main reasons for the sustained heavy rain in Lujiang River from 18 to 19 July 2020.

Key words Rainstorm haracteristics; Persistent heavy precipitation; Situation of circulation

基金項目 合肥市氣象科研項目“合肥市氣象局自立課題”（HFZL2021011）。

作者簡介 凌林（1996—），男，安徽休寧人，助理工程師，主要從事天氣預報服務工作。

收稿日期 2023-01-05