2020年7月7日南昌市強降水過程漏報分析

摘 要：【目的】對2020年7月7日南昌市各級主觀預報和客觀預報均出現漏報的一次大范圍強降水過程進行分析，查明此次過程產生的原因。【方法】利用各類氣象資料和數值預報產品等資料對此次過程的環流背景、不穩定條件、水汽條件、動力條件等進行分析和檢驗。【結果】此次強降水過程是發生在副高北抬轉南落過程中，槽后的偏北氣流與副高北側強盛西南暖濕氣流對峙的天氣背景下的一次強降水天氣過程。強盛西南暖濕氣流提供了豐富的水汽，近地面層冷空氣的楔入及能量鋒區南壓配合中高空高能區形成不穩定層結提供了動力條件和大量的不穩定能量。【結論】數值預報沒有預報出7月7日副高由北抬轉為南退轉折，對槽后偏北氣流南壓的強度、速度和南壓的位置的預報存在較大的偏差，同時數值預報降水產品指導性不強，是導致此次強降水過程漏報的主要原因。

關鍵詞：強降水；診斷分析；檢驗評估

中圖分類號：P457" " " 文獻標志碼：A" " "文章編號：1003-5168（2025）02-0101-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.02.020

Abstract：[Purposes] This paper aims to analyze the large-scale heavy rain process that was missed by all levels of subjective and objective forecasts in Nanchang City on July 7， 2020， and understand the causes of this process. [Methods] The circulation background， unstable conditions， water vapor conditions and dynamic conditions of the process were analyzed and tested by using various meteorological data and numerical forecast products. [Findings] This heavy precipitation process occurred in the process of the subtropical high lifting to the north and falling to the south. The northerly air flow behind the trough confronted the strong southwest warm and humid air flow to the north of the subtropical high. The strong southwest warm and humid air flow provided rich water vapor. The wedging of cold air near the surface layer and the formation of unstable stratification between the southern pressure of the energy front and the high energy region in the middle and high altitude provide dynamic conditions and a large amount of unstable energy. [Conclusions] The numerical forecast failed to predict the turning point of the subtropical high from north to south on July 7， and there were large deviations in the forecast of the strength and velocity of the southerly pressure of the northerly airflow behind the trough and the position of the southerly pressure， as well as the poor guidance of the numerical forecast precipitation products， which were the main reasons for the missing report of the heavy precipitation process.

Keywords： heavy rainfall; diagnostic analysis; examination

0 引言

強降水作為強對流天氣的一種重要類型，具有降水強度大、突發性強和致災嚴重等特點，易導致城市內澇、農田積水、泥石流、山洪滑坡等自然災害。為盡可能減少國民經濟和人民生命財產的損失，我國氣象工作者對強降水的時空分布特征和極端性進行了相關研究。姚莉等［1］分析了全國各級別雨強的年平均發生頻率、日變化和極端降水等問題。王國榮等［2］分析了北京地區夏季短時強降水過程高發區的地點和時間分布特征。熊明明等［3］根據天津地區小時降水數據分析了降水的空間分布和日變化特征。段鶴等［4］分析了不同類型短時強降水的特征，探討了影響雨強的因子，并提出預警方法。李建等［5］對全國不同極端程度的小時降水強度閾值進行了分析。馬鋒敏等［6］對江西汛期極端降水事件的發生頻次和時空分布特征進行分析，認為存在5個主要發生頻次區域，并存在13 a的年代際變化周期。孫繼松等［7］對強降水與暴雨之間的關系及其產生的成因進行了相關分析。2020年7月7日南昌市出現了一次大范圍的強降水過程，造成了明顯的城市內澇，但南昌市各級主觀預報和客觀預報均出現漏報，因此，有必要對此降水過程進行分析，查明產生漏報的原因。

1 過程概況

2020年7月7日08時—8日08時，南昌市出現大暴雨，局部特大暴雨。全市平均降水117.1 mm，有85站降水超過50 mm，有71站降水超過100 mm，有6站降水超過250 mm，以灣里一中269.0 mm為最大，灣里半嶺255.8 mm次之；其間共有231站次小時雨量超過20 mm，12站次小時雨量超過50 mm，以安義喬樂61.6 mm/h為最大，新建西山茅崗小學60.8 mm/h次之。

2020年7月7日16：00—8日02：00小時降水量如圖1所示。由圖1可知，此次強降水過程從7月7日16時逐漸加強，此后主雨帶在南昌維持發展，并于7日21—22時達到最強，最大小時雨強達50.7～56.2 mm/h，8日01—02時強降水明顯減弱。

2 環流背景分析

2.1 環流背景

2020年7月7日08時500 hPa在歐亞上空環流維持一槽一脊形勢，華北地區受大槽控制，配合高原東側有小槽東移，槽后氣流引導冷空氣南下；華南江南則受不斷北抬加強的副高控制，588線于7日20時達到最強位于江西北部地區，此后逐漸南壓東退，其間副高西北側強盛西南暖濕氣流與槽后偏北氣流在江西29°N附近形成對峙交匯，有利于西南急流將水汽和不穩定能量向江西北部地區輸送，從而不斷觸發強降水的產生。700 hPa東西向的切變線位于安徽南部至湖北中部一帶，切變線南側出現12 m/s急流，在江西北部地區存在明顯的風向和風速的輻合，到20時風速明顯加強，在江西北部地區風速輻合也進一步加強，沿切變線發展的低渦位于湖北、江西交界處，切變線以南存在20 m/s的強盛西南風低空急流和16 m/s的邊界層偏南風急流，溫度鋒區較為密集且有暖脊向東伸展；850 hPa比濕最大達到17～18 g/kg，明顯高于同期暴雨閾值，同時地面還有準靜止鋒存在，這些均為強降水的發生提供了良好的動力和水汽條件。

2.2 不穩定條件

θse是綜合反映大氣溫、壓、濕狀況的特征量，主要說明大氣中的能量分布狀況，θse 高值區為高能區，其中等值線的密集帶反映了能量鋒的位置，有利于強降水天氣的發生和發展。為揭示強降水區上空不穩定能量的變化情況，通過強降水區116°E作θse經向剖面圖可以發現，從2020年7月7日14—20時強對流區上空能量鋒區從31°N附近移動至28°N附近，強度也隨著鋒區的移動逐漸減弱。強降水發生前的7日14時，密集θse等值線即能量鋒區位于31°N附近，此時850 hPa以下南昌處于θse≥68 ℃的高值區，即低層聚集了大量的不穩定能量，為強降水提供有利的條件；7日20時能量鋒區移動至28°N附近，低層低能區入侵配合中高空高能區形成不穩定層結，導致強降水產生。

2.3 水汽條件

2020年7月7日孟加拉灣存在一個完整的低值系統，其東部的水汽分兩支通道進入我國，一支與南海的偏南風匯合北上，另一支水汽輸送通道由中南半島轉從云貴高原經湖南到江西北部，兩支水汽通道進入江西省后，在江西省北部形成了一條東北—西南走向的連續寬廣的水汽通量輻合帶，整個強降水過程中水汽高值軸位于贛北地區，并且軸線位置與低空急流較為一致。7月7日14時—8日08時南昌地區處于18～20 g·s-1·cm-1·hPa-1的水汽通量高值區，超過同期南昌暴雨的閾值。同時水汽通量散度分布上，受副高西北側強盛西南暖濕氣流與槽后偏北氣流對峙交匯影響，在江西北部形成明顯的水汽通量輻合帶，強降水發生期間南昌處于水汽通量散度負值中心區，其中心最大值為-0.8×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，存在明顯的水汽通量輻合帶且與大暴雨帶基本重合。

2.4 動力條件

沿116°E做過暴雨區的垂直速度和經向風的經向剖面如圖2所示。由圖2可知，7日20時在28°N附近存在深厚的上升運動區，在700 hPa存在一個-1.2 hPa·s-1大值區。同時在中低層存在自南向北傾斜的經向風垂直分布密集帶，700 hPa以上存在一個12 m/s的中心，低層則存在一個-8 m/s的中心，向南侵入到29°N，這樣在29°N形成一個v分量的密集帶，并向北傾斜，表明冷暖空氣在此強烈交匯。從上升運動和v分量的分布來看，暖濕氣流在28°N上升，經偏南氣流帶到31°N附近下沉，再經低層偏北氣流在28°N匯合，即上升氣流與其北側的下沉氣流構成了次級環流圈。對應在低層，受次級環流下方支的驅動，氣流由北側向暴雨區匯合，輻合力量進一步加強；在高層，受次級環流的驅動，氣流由暴雨區向外輻散，高層出現強輻散中心。由此可以看出，暴雨區上空存在高空強輻散、低空強輻散相互耦合的次級環流，對強降水的維持和加強起到了重要的作用。

3 數值預報模式產品性能檢驗評估

3.1 500 hPa高度場預報檢驗

從2020年7月5—6日起報的預報場可以看出，7月6日08時至7日20時500 hPa副高是逐漸加強北抬的過程，8日08—20時則是快速南退過程。7月5日的預報顯示7月7日20時副高達到最強，副高北抬至九江北部沿江地區，南昌市受副高控制。7月6日的預報同樣顯示7月7日20時達到最強，但對比前一天的預報，副高北抬的位置則向南調整，僅北抬至九江南部地區，南昌市處副高邊緣。

對2020年7月7日08—20時500 hPa的預報場與實況場進行對比分析，可以發現7月5—6日對7日08時的500 hPa高度場預報較為準確，均預報出副高北抬至贛北南部附近。而從7日20時的500 hPa的預報場與實況場對比分析來看，7月5—6日均對7日20時的副高位置預報較實際位置偏北，尤其7月5日還預報7日20時贛北為副高脊控制，而實際副高已南退至贛北南部。

3.2" 風場檢驗

從2020年7月7日08—20時EC500 hPa風場預報與實況對比分析可以發現，7日08—20時500 hPa預報場上切變位于安徽中部地區，而在實況場上槽后偏北氣流卻已經南壓到安徽南部，因此，數值預報沒有有效地預報出槽后偏北氣流的南壓，對槽后偏北氣流南壓的位置預報偏北，強度、速度也存在較大的偏差。

3.3" 降水檢驗評估

對7月5日08時、5日20時、6日08時、6日20時4個時次起報的EC、GRAPES-GFS、GRAPES-MESO、華東區域模式等不同模式關于7日08—20時、7日20時—8日08時2個時段的江西強降水預報進行檢驗（結果見表1、表2）。由表1、表2可知，EC4個時次對7日白天和晚上的暴雨TS評分均為0，全部漏報了此次強降水過程。

GRAPES-GFS 4個時次對7日白天的強降水TS評分也均為0，也全部漏報了7日白天的強降水。對7日晚上的預報雖然5日08時、6日20時起報的預報評分分別為29.17%和12.50%，但中間時次評分為0，不同時次評分存在起伏，說明不同時次的強降水預報準確率存在較大的起伏變化，強降水預報的穩定性和指導性不強。

GRAPES-MESO對于7日白天和晚上的強降水，在5日20時、6日08時起報的預報評分分別為23.53%、16.67%和31.03%、32.14%，但是其前后時次評分為0，同樣不同時次強降水預報準確率存在較大的起伏變化，尤其臨近時次最新預報評分為0，嚴重影響對強降水預報的指導性。

華東區域模式對于7日白天的強降水，雖然6日20時評分為0，但前3個時次評分成績為10.00%、5.00%、33.33%，評分成績呈增加趨勢，對強降水預報具有一定的指導性。華東區域模式對于7日晚上強降水，后3個時次評分成績達42.42%～51.52%，對強降水預報具有很好的指導性。

4 結論

本研究利用多元資料對2020年7月7日發生在南昌的一次大范圍的強降水天氣過程進行了分析，結論如下。

①此次強降水過程是發生在副高北抬轉南落過程中，槽后的偏北氣流與副高北側強盛西南暖濕氣流對峙的天氣背景下的一次強降水天氣過程。此次過程低層聚集了大量的不穩定能量和豐富的水汽，近地面層冷空氣的楔入及能量鋒區南壓配合中高空高能區形成不穩定層結，為此次強降水提供了良好水汽、不穩定能量和動力條件。

②數值模式產品檢驗表明，由于對7日08—20時500 hap副高位置的預報存在誤差，沒有預報出副高將由北抬轉為南退的轉折，對槽后偏北氣流南壓的強度、速度和南壓的位置的預報也存在較大的偏差，這是導致此次強降水漏報的重要原因。

③降水預報檢驗結果表明，EC完全漏報了此次強降水過程，GRAPES-GFS與GRAPES-MESO不同時次的強降水預報存在較大的起伏變化，強降水預報的指導性不強，華東區域模式對強降水預報具有一定的指導性。多家模式對此次強降水指導性不強也是導致此次強降水漏報的重要原因之一。

參考文獻：

［1］ 姚莉，李小泉，張立梅.我國1小時雨強的時空分布特征［J］.氣象， 2009， 35（2）： 80-87.

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［5］ 李建，宇如聰，孫溦.中國大陸地區小時極端降水閾值的計算與分析［J］.暴雨災害，2013， 32（1）：11-16.

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