一次中尺度天气过程的诊断分析及预报

潘娅婷

昆明市气象台，云南昆明 650034

0 引言

2011年汛期以来，昆山市降雨量明显偏少，部分县区出现旱情。主汛期结束后，9月15日～16日，江苏省滇中地区出现了明显的降雨过程，昆明、楚雄、玉溪相继出现中到大雨或暴雨的天气，昆山市12个站点中8个站点出现了中雨或大雨量级的降水，≥10mm有8站次，≥25mm有3站次，其中嵩明站接近暴雨量级，达49.8mm。该过程持续时间短，降水时段主要集中在15日-16日夜间，此次降水过程对缓解当地旱情起到了重要作用。

秋季是夏季环流逐渐向冬季环流转变的时期，2011年秋季的降水分布具有极不均匀的特征[1]。那么造成这种降水分布特点的原因有哪些？直接影响系统是大尺度系统还是中小尺度系统，它的物理量场分布特征如何？本文通过对一次降水过程的诊断分析，初步分析其发生的原因以及各物理量场的变化，希望发现产生降水分布不均的直接或间接影响因素，为今后的类似天气预报提供有效参考。

1 资料

利用MICAPS资料及本场小图报降水资料，以及NCEP一天4次的再分析资料（2.5°×2.5°）和欧洲中心、日本、T639数值产品资料，分析了9月15日夜间至16日上午昆山市出现的一次明显降雨过程。

2 环流背景分析

15日8时500hpa高空图上，中高纬为两槽一脊型，在乌拉尔山附近有阻塞高压形成，在贝加尔湖和巴尔喀什湖间存在一横槽，并偏北东移，横槽的移动有利于引导冷空气南下。在低纬地区，西太平洋副热带高压位置偏东，584线北抬至30°N以北，在广西有一低值区存在，并停滞少动，江苏省大部为偏南气流控制，在川滇交界处存在一个弱辐合区，该辐合区维持时间较短。15日20时，500hpa上江苏省逐渐转为偏西或西偏北气流影响，在川滇间的辐合区减弱略东移，中心在昭通附近。16日8时，500hpa上在滇中地区出现一个准南北向的辐合区，并逐渐减弱。15日20时700hpa上滇中以东气流的偏南分量增大，在腾冲、临沧与昆明、蒙自间出现弱切变，该切变一直维持到16日8时以后才逐渐减弱消失。

从中低层形势图的分析中可以得出，中层存在高空槽后引导的弱冷空气入侵，低层有偏南暖湿空气的输送，二者成为该次过程的天气尺度影响系统。

3 地面图及卫星云图分析

3.1 地面图风场分析

分析15日8时～16日8时云南小图报中总云量及风向风速变化图可以看出，15日8时～14时2个时次昆明辖区内12个站点的风向较乱，风速较小。到当天20时，昆山市大部县区转为西南风或南风，而寻甸和曲靖的马龙则吹东北风，并在嵩明附近形成一个小辐合区，此种风场分布有利于水汽小范围的输送和辐合，但维持时间较短。其次，嵩明境内山地较多，地形的抬升作用也较明显[2]，对该地出现短时强降水提供了较好的动力条件。可以看出，该过程以小范围的辐合抬升运动为主，是中小尺度天气系统为直接影响系统的一次过程。

3.2 卫星云图分析

15日在四川南部至辽东半岛，存在一条东北西南走向的云带，其中在四川南部与昆山市东川交界处，出现了较强的辐合云团，云团尺度在200km左右，该云团自北向东南偏东方向移动，并逐渐减弱。到15日夜间，随着该切变云系的减弱东移，在江苏省西南部形成一股水汽输送带，富含水汽的对流云团东移影响我区。从16日凌晨开始，在昆山市与楚雄州交界处逐渐形成新的准南北向辐合云带，并逐渐东移影响昆山市。几次辐合云带的形成和移动，影响区域基本都维持在滇中地区，并且强度较强，最终导致昆山市辖区内8个县区出现短时强降水天气。

4 物理量场分析

4.1 涡度场、散度场、垂直速度场分析

分析14日20时～16日20时700hpa涡度场得出，在该时段内滇中地区都为正涡度区，而散度场在该层上既有正值区，又有负值区，与涡度场相比对降水落区的指示性较差。14日20时～16日8时700hpa上垂直速度都为负值，云南省大部出现较大范围的上升区，尤其在15日8时到15日20时间，负速度值较大，在滇西南、滇南至滇中地区都为较大的负值区[3]，在滇中一带最大垂直速度超过-20×0.01s-1。由此看出该次过程物理量高低层配置并不利于持续强降水的发生，但是一定范围内的抬升运动对于低层水汽的输送仍然是有利的，对产生短时强降水起到了直接促发作用。

4.2 比湿场分析

从14日20时至16日20时700hpa比湿场来看，这个时段云南省都有较高的比湿，尤其在滇西南至滇中一带，比湿值较大。说明西南季风为该过程提供了较充沛的水汽，孟加拉湾成为该过程水汽的主要输送源地。

5 数值预报模式产品预报场分析

随着数值模式预报水平的逐年提高，多种数值预报产品已成为预报员在预报工作中的重要参考。其中，欧洲中心的数值预报产品在天气尺度环流背景的分析方面具有较高的参考价值[4]，而日本对我国的降水预报及东南沿海的海浪预报等要素预报具有较强优势[5]，我国的T639降水预报，由于时间尺度较小，对短期预报具有较好的参考意义。通过对三种数值预报产品的分析对比，希望能从中发现一种分析中小尺度天气系统方面具有优势的预报产品。

5.1 欧洲中心中低层预报风场分析

12日20时起报预报14日20时～15日20时500hpa形势场，四川南部与东川、昭通交界处有弱辐合生成，到16日逐渐减弱消失。13日20时起报预报14日20时500hpa形势场，滇中以西存在南北向的风向切变，而15日20时昆山市北部、西部有风向切变出现。14日20时起报预报15日20时500hpa形势场，昆山市北部出现弱的风速切变。从低层700hpa风场预报来看，12日20时起报14日20时，昆山市北部有弱切变生成，15日20时在滇中以西出现切变。13日20时起报14日20时，江苏省为高压外围的偏南气流影响，15日20时在滇中以西仍有切变存在。14日20时起报预报15日20时滇中以西有弱风向切变生成，14日、15日的高低层形势预报与实况基本吻合，但在形势图上表现较弱。

由上面可以得出，欧洲中心在中短期形势预报场中对中尺度系统的预报具有较好的参考价值，但是在系统的演变和对降水落区预报的指导作用方面仍存在局限，需要通过对其它资料的分析来进行弥补。

5.2 日本和T639降水预报对比分析

通过分析日本和T639两种模式预报产品在12日20时～14日20时不同起报时段对15日～16日两天降水的预报，可以看出两种模式只有日本降水模式在12日20时和13日20时起报预报15日、16日在昆明格点有20mm以上的降水，其它起报时段预报为10mm以下的降水。由此看出对这次降水过程，日本降水预报比T639降水预报效果更好，尤其是72小时预报及中期（4天～7天）预报结果更为准确，具有较好的参考价值。

6 结论

1）该次过程天气尺度系统影响较弱，主要以中小尺度系统影响为主；2）该次过程的物理量高低层配置不利于持续性强降水的产生，物理量对降水落区及强度的指示作用较弱；3）数值预报产品对于中小尺度系统的预报存在局限性，尤其在系统的演变以及对降水落区预报的指导作用方面仍存在局限性，需要通过对其它资料的分析来进行弥补；4）中小尺度系统影响产生的天气过程，短期预报对降水落区及降水量级方面较难准确预报，但可以通过分析实况资料等手段，在短时临近预报中进行修正和弥补。

[1]秦剑，琚建华，解明恩，等著.低纬高原天气气候气象出版社[M].1997：25-30.

[2]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等著.天气学原理与方法气象出版社[M].4版，2007，7：110-115.

[3]姚文清，徐祥德.一次特大暴雨形成中天气尺度和次天气尺度系统的作用[J].应用气象学报，2003，6，14，3：287-298.

[4]周文志，薛荣康.数值预报产品在桂林暴雨预报中的应用研究[J].广西气象，2004，3，25，1：1-3.

[5]徐文正，王善芳，崔建云.天气在线降水预报与日本传真图的对比检验[J].山东气象，2005，3，25，1：20-21.