2024年9月21一24日低壓倒槽引發極端強降水的診斷分析

中圖分類號： P458.1+21 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0124-03

福建地處東南沿海，受季風氣候影響，是全國暴雨和大暴雨的高發地區，當地暴雨常具有時間短、局地性強、降水集中的特征。臺風、暴雨洪澇等自然災害影響給地方基礎設施、重點工程建設和人民生命財產帶來嚴重威脅，造成重大經濟損失和人員傷亡。在氣象災害造成的損失中，暴雨洪澇位居第二，是地方政府重點防范的氣象災害之一。促進暴雨發生發展的條件主要包括充足的水汽條件、不穩定的大氣層結構、持續時間較長的上升運動等，隨著全球氣候變暖，極端短歷時強降水發生頻率不斷上升，暴雨的發生發展機制愈加復雜化。2024年9月21一24日福建沿海的連續性暴雨過程中，沿岸地形對強降水的加持作用，導致局地小時雨強偏大。每一次典型暴雨過程總結，均為后續開展更為精準的預警預報服務積累了經驗。

1降水實況分析

2024年9月21—24日福建沿海出現連續性暴雨過程，其特征主要表現為累計降水量大，集中于沿海區域，局地短時雨強大。21日福州南部到廈門一帶沿海出現 50mm 以上的強降水， gt;100mm 的降水僅限于莆田沿海局部地區；22—24日隨著熱帶輻合帶北伸，降水范圍擴大，而極端日降水量出現在22日08：00—23日08：00；25日白天起雨勢減弱。統計21日08：00—25日08：00累計降水量，有90個鄉鎮的降水量 gt; 250mm ，其中9個鄉鎮降雨量 gt;500mm ，最大降水量在平潭站 （572.4mm ），該站 24h 累計降水量為 388.8mm 突破1961年以來當地日降水量的歷史紀錄。

降水集中時段為22日夜間至23日早晨，區域站中水量最大為莆田市秀嶼區東埔鎮 （681.1mm） ）。過程水量 400mm 以上集中在福州福清南部沿海、平潭綜合試驗區和莆田市沿海。強降水集中在21日夜間和22日夜間，區域站中滑動小時雨強最大在莆田市秀嶼區東埔鎮 （137.6mm ，出現在21日夜間），而國家站中滑動小時雨強最大在平潭站 （67.8mm ，出現在22日夜間）。

2 環流場分析

2.1高空形勢特征分析

9月21日白天 500hPa 高空以偏東氣流為主， 850hPa 和 925hPa 有偏北氣流和偏東氣流輻合，熱帶輻合帶偏南，夜間，熱帶輻合帶沿臺灣海峽北抬，福建中南部沿海一帶存在東北氣流與偏東氣流輻合，中部沿岸一帶風速輻合尤為明顯。22日白天熱帶輻合帶位于福建沿海， 850hPa 輻合帶西側東北風急流和東側西南急流出現，22日 20：00850hPa 低壓中心位于海南東部海域，低壓倒槽西南一東北向延伸至臺灣海峽南部，福建中南部沿海存在東北氣流與東南氣流輻合， 925hPa 東北急流風速輻合明顯增強。23日白天，低層急流減弱，但仍存在東北氣流與東南氣流輻合，降水持續但強度減弱。

2.2 地面場分析

9月21日08：00，南海有一低壓中心，倒槽伸至臺灣島，高壓中心位于蒙古國境內，地面冷鋒東北一西南向位于江蘇南部、安徽中南部，以及江西、湖南、四川北部，福建處于倒槽西側。21日20：00，高壓中心以東偏南的方向移至內蒙古中部，地面冷鋒南壓至浙江南部、江西中南部和廣西北部，南海低壓中心減弱，低壓倒槽伸至臺灣海峽南部，此時福建處于冷鋒前沿，夜間鋒區加強，等壓線密集，倒槽北抬。22日08：00臺灣海峽生成了熱帶低壓，地面冷空氣進一步擴散南下，20：00海峽低壓減弱停正編號，福建沿海至廣東沿海處于兩高之間的狹長低壓倒槽中。23日白天，低壓環流減弱南退，福建處于地面高壓底部偏東氣流位置（圖1）。

綜上所述，9月21—24日福建沿海暴雨過程為熱帶輻合帶，低壓倒槽低層偏北、偏東和東北氣流與東南氣流輻合，冷空氣共同影響所致。 925hPa 強盛的東北急流輻合在福建中南沿海形成狹長水汽輻合中心，夜間海洋形成的東北一偏東冷濕氣流與陸地暖濕氣流匯合，加劇干擾作用，導致最強降水時段在夜間。

3物理量場特征

3.1 水汽條件

強對流天氣的發生和發展主要取決于低層觸發機制，充沛的水汽是強降水形成的重要條件，而水汽的輻合輻散是暴雨形成的關鍵[1-2]。比濕是相對濕度表現中的一個特征量，從9月21日20：00比濕場來看， 850hPa 福建上空比濕值為16＼～17gkg， 700hPa 比濕值也達12～13g/kg 而從22日20：00比濕場看， 700hPa 為 12gkg 的范圍縮至福建中部沿海地區， 850hPa 福建上空比濕值超過 12g/kg ，中南部沿海為 14～15g/kg 表明，21日夜間至23日早晨低層濕度飽和。

水汽通量散度用于表征某地的水汽聚集程度，其負值表示為水汽通量輻合區，負值越大說明水汽的聚集程度越高[3]。從21日20：00和22日 水汽通量散度場來看，福建沿海存在狹長的水汽輻合中心，表明有源源不斷的水汽在福建沿海上空匯聚，為暴雨的產生提供一定的水汽條件。

3.2 渦度場特征

系統強度常用垂直渦度來體現，而高層負渦度與低層正渦度相配置，可反映出垂直的上升運動強度。從9月21日20：00、22日20：00福建高空渦度場來看（圖略），福建上空中低層為正渦度，中高層為負渦度，這為典型的高層負渦度與低層正渦度相配置環流場，說明存在顯著的垂直上升運動，存在渦度場反映出強降水的動力條件特征。

3.3 散度場特征

從散度場來看，9月21日20：00福建上空 925hPa 散度值為負，為輻合區；而 200～850hPa 散度值均為正，為輻散區。這種邊界層輻合，上層輻散，起到強烈的抽吸作用，為暴雨的產生提供了動力抬升條件。22日 20：00925hPa 輻合值減小，而 850hPa 以上輻散增大，這種配置說明抽吸作用進一步加強，上升運動維持，有利于強降水的持續。21日20：00和22日20：00物理量場分析表明，水汽條件和動力條件均滿足此次暴雨天氣產生的需求。

4探空資料分析

從溫度對數壓力圖來看，9月22日08：00（圖2a）福州到廈門上空濕層深厚， 500hPa 以下濕度飽和，其中福州上空K指數為 37.1°C ，顯示層結不穩定，CAPE值為 47.2J/kg ，熱力條件一般；廈門上空K指數為 39.9^°C ，SI指數為-1.34，CAPE值為 617.1J/kg ，熱力條件較好。可見，福州到廈門存在對流性不穩定條件，而廈門的對流條件更好。22日20：00（圖2b）福州上空K指數為 32.9°C ， CAPE 值為 0J/kg，?80% 濕度層擴展至250hPa 以上，水汽充沛；廈門上空 K 指數為 37.5‰ CAPE值為 8.6J/kg ，熱力減弱， ?80% 濕度層擴展至對流層頂。22日夜間對流條件減弱，轉變為穩定性降水。

5地形增幅作用

地形與降雨之間的關系密切，在同一天氣條件下，迎風坡由于動力強迫抬升、局地輻合輻散及降雨微物理作用，降雨強度比其他地區偏大[4。福建海岸線長度居全國第二位，海岸線曲折，島嶼多。從圖3可知，低壓倒槽伸至臺灣海峽，福建中南沿地區存在一條狹長的輻合帶，而海峽的狹管效應及沿岸的島嶼特征地形對此次強降水過程起到了一定的增幅作用。

6預報預警分析

此次環流過程特征明顯，多模式預報降水持續時間長且過程累計量大，在可預測強降水的情況下，福建沿海各地市均發布了暴雨預警預報。福建省氣象臺于9月21日17：30發布重要天氣預警報告，指出21日夜間至24日沿海地區的一次持續性強降水過程，過程累計降水量為 100-250mm ，局部地區可達 400mm ；最大小時雨量為 90mm 。

在對21日夜間至22日白天進行預報時，暴雨區域范圍涵蓋福建沿海中南部和寧德局部，與實況相比，暴雨區域范圍偏大，內陸分散性暴雨區域和中部局部特大暴雨漏報，最大小時雨量量級偏小。對22日08：00—23日08：00進行降水預報，暴雨范圍將進一步擴大，東北西南向貫穿全省并擴至中部地區；大暴雨范圍也明顯擴大至寧德南部沿海和章洲沿海整個沿岸區域。與實況相比，暴雨和大暴雨區域預報范圍依舊偏大，而漏報極端性特大暴雨。

雖說此次系統影響了暴雨產生過程，可預測性較強，但仍有預報雨量強度與落區存在明顯差距的問題，說明暴雨預報預警難度大，而處于一線的縣級預報預警服務面臨更大的困難，空報率與漏報率均較高。

7結論

（1）2024年9月21—24日福建沿海出現暴雨到大暴雨天氣過程，局地出現特大暴雨。低壓倒槽長時間維持在臺灣海峽地區，福建沿海輻合帶西南向東北擴展、低層急流加強提升了輻合強度，地面冷空氣及沿岸特征地形引發此次極端性強降水過程。

（2）探空資料顯示，9月21一24日福建沿海上空濕層深厚， 80% 濕度層由 500hPa 擴展至對流層，水汽充沛，整層可降水量大；21日夜間福建中南部對流性不穩定，22日白天至23日對流條件減弱，低層東北一偏東氣流輻合以及冷空氣南下觸發了對流機制，動力條件良好，引發持續性強降水天氣。

（3）9月21—24日屬系統性暴雨過程，特征明顯，但在預報量級及落區的準確率方面還存在一定的差異。關注其環流形勢演變、物理量場特征并結合地形因素，可為基層臺站預警預報提供一定的參考。

參考文獻

[1]陳有利，錢燕珍，潘靈杰，等.一次與臺風相關聯的浙江東北部暴雨成因及預報難點分析[J].干旱氣象.2018，36（2）：272-281.

[2]段晶晶，錢燕珍，郭建民.“莫蘭蒂”外螺旋雨帶在浙江局地發展引發大暴雨成因分析[J].干旱氣象，2019，37（1）：57-66.

[3]朱乾根.天氣學原理和方法[M].第3版.北京.氣象出版社，2000.

[4]黃菊梅，鄒用昌，趙光平等.中小尺度地形對降水影響研究[J].人民長江，2013，44（增刊1）：28-31.