“5·20”信宜市特大暴雨过程诊断分析

钟雄蔼，杨廷春，彭可泉

（信宜市气象局，广东信宜 525300）

“5·20”信宜市特大暴雨过程诊断分析

钟雄蔼，杨廷春，彭可泉

（信宜市气象局，广东信宜 525300）

利用常规气象观测资料、气象自动站数据和多普勒天气雷达产品、EARdata每日4次的再分析资料等，对2016年5月20日信宜市一次罕见特大暴雨过程的成因进行了初步的诊断分析。结果表明：高空槽、低涡和切变线等系统的影响，良好的水汽输送条件、不稳定的大气层结、散度场辐合-辐散-辐合-辐散的垂直配置等为该次强降水过程提供的非常有利的动力条件和水汽条件。特殊地形结构为强降水的增幅起着至关重要的作用。

天气学；特大暴雨；防御气象灾害；信宜市

华南是我国汛期时间最长、降水最多、洪涝最多的地区之一，而华南前汛期又是暴雨集中期，易引发严重危害人民生命、财产安全的地质灾害、洪涝灾害。近年来气象工作者对华南前汛期暴雨做了大量的研究［1-14］，不少研究从大尺度环流背景、能量场、物理量特征等分析方法探讨强降水过程。张芳华等［11］认为高空低槽、低涡以及切变线与副热带高压的有利配合，常造成华南前汛期暴雨。但因为不同尺度系统所引起的灾害性暴雨预报不尽相同，再加上暴雨的触发因素较多，除了大气环流背景形势，还与地理特征等因素有关。所以暴雨预报仍然是天气预报的难点，特别是局地性暴雨的预报。因此，提高暴雨预报能力是气象工作者一直努力的方向。

信宜市地处广东西南部，暴雨也是当地主要的灾害性天气之一，不仅对社会经济造成损失，也对人民生命财产安全造成严重威胁。为了了解和掌握暴雨的发生机制和原理，及时准确地预报出灾害性天气，把气象灾害降到最低。本研究利用常规气象观测资料、气象自动站数据、多普勒天气雷达产品以及EARdata每天4次的再分析数据（空间分辨率为1°×1°经纬度）等资料，结合天气形势和当地特殊地形等综合分析信宜市2016年5月20日特大暴雨过程（以下简称“5 ·20”过程）的特征和成因，为今后信宜市同类型的暴雨预报提供参考。

1 “5·20”过程概况

2016年5月20日，受高空槽、切变线、地面低压槽等共同影响，华南地区出现了一次大范围的强降水过程，其中地处华南南部地区的茂名市信宜地区出现了罕见的大暴雨局部特大暴雨的强降水过程（图1），部分地区并伴有7～9级瞬时大风，其中7个镇录得特大暴雨、7个镇大暴雨、5个镇暴雨。

图1 2016年5月20日08：00—20：00信宜各地累计雨量空间分布（单位：mm）

信宜市主要的降水时段是在20日09：00—18：00（北京时，下同），累积雨量达463 mm，最大时雨量132.8 mm（11：00—12：00），其中有时雨量超过20 mm的达7个时次、超过50 mm的有3个时次，最大日雨量和时雨量均创下1954年以来信宜市的降水记录，丁堡镇和市区最大3 h雨量分别达255.8和239.5 mm。另外，还有7个站点创下建站以来最大日雨量记录，雨量之大、雨势之强历史罕见。该次降水过程具有雨量大、雨势强、范围广的特点，导致了信宜市山洪暴发、洪水漫堤，多处河堤缺口、农田被淹、水利设施受损和交通、电力、通讯中断，市区内涝严重。19个镇（街）、131个村（居）、54万人受灾、4 100多人受困。全市因灾死亡8人、失踪4人、受伤5人，直接经济损失11.97亿元人民币，严重影响了人民生活和社会经济的发展。

2 大气环流背景形势场特征

200 hPa（图略）上，南亚高压位置偏南，中心位于中南半岛上空，华南处于其东北侧，风场在华南中南部呈辐散状态，尤其是在桂东南-粤西南最为明显，对流层高层的风场辐散对于强对流的发展具有“抽吸”作用。

500 hPa（图2a）上，副热带高压位置偏南偏东，对“5·20”过程影响不大；欧亚范围内为西风带呈两槽一脊型，东侧槽位置较偏西，位于贝加尔湖至新疆北部，而青藏高原以东的我国大部地区上空有一南一北2支短波槽，随时间推移二者合并为一高空槽，合并后高空槽槽线位于华中至海南岛一带，该南支槽随时间不断东移东北收，为该次强降水过程提供动力条件。

700～850 hPa（图2b、图2c）19日，青藏高原东侧的云贵高原北部地区，对流层中低层形成一个中尺度的低涡系统，随后不断东移南压，但在移动过程中，其结构发生变化，南北两端分裂，各形成一个闭合中心，南端低涡呈东北-西南向的椭圆形，范围略大，尤其是在对流层低层，其前侧西南风强盛，形成西南急流，西南风速明显大于其后侧偏北气流，这种形势非常有利于“5·20”过程的发生发展。

925 hPa（图2d），低涡系统表现为风向的辐合线形态，即在湘南-桂中形成偏北风和偏南风的切变线，低涡与切变线均移动较缓慢，强降水发生在切变线附近及其前侧的偏南暖湿气流中。

海平面气压场上（图略），20日白天，从中南半岛东北部到华南地区低压槽明显加强发展，并形成闭合中心，中心气压达1 005 hPa，这种海平面气压场形势引起对流层低层西南气流的强烈发展和涌冲，是华南前汛期典型的强降水形势之一。

图2 5月20日08：00高度场和流场（阴影区风速≥12 m/s）a.500 hPa；b.700 hPa；c.850 hPa；d.925 hPa

综上所述，多个天气系统同时影响广东地区，这些系统相互作用，整个对流层天气形势就是高层带动低层移动，即高空槽和低涡携带着低层切变线移动，这样的高低空配置容易出现层结性稳定降水。而由于天气系统移速缓慢，使得信宜市强降水过程持续时间长、降水累计量大。

3 物理量场诊断分析

3.1 水汽条件

根据Micaps实况数据可知（图略），该次过程中水汽的辐合主要集中在对流层低层。早在5月18日，西南暖湿水汽开始经中南半岛-北部湾（南海西北部）输送到华南地区，19日傍晚到20日白天西南气流强度有所增强，925 hPa上粤东还有偏南气流的输送。而从水汽通量散度场演变特征（图3）来看，对流层低层水汽的辐合主要在风场辐合附近，信宜附近的强降水区位于水汽辐合带的前侧与辐散区交界面处，即水汽梯度最大区，非常有利于强降水的发生发展。因此，在该次过程中，暖湿水汽的输送和累积为强降水发生发展提供了充足的水汽条件。

图3 5月20日08：00（a）和14：00（b）925 hPa水汽通量散度场（单位：g·cm-2·hPa-1·s-1）

3.2 动力和层结不稳定条件

为了更好地阐明散度场在对流层整层的变化特征，本研究沿22°N—23°N做纬向平均的经向垂直剖面（信宜地区约位于22.2°N—22.7°N，110.5°E—111.7°N），20日08：00—14：00信宜地区上空从低层到高层均存在辐合-辐散-辐合-辐散的散度场垂直分布（图4），低层的辐合主要位于850 hPa以下，但在08：00低层辐合和高层辐散尚未移入信宜上空，仍在其西侧，而此时信宜上空的强降水还没开始，随着系统东移南压，14：00这种特征就表现得非常明显，尤其是在信宜西南部地区上空。

也就是说，散度场的这种辐合-辐散-辐合-辐散的垂直配置特征，非常有利于水汽的辐合抬升，为强降水的发生提供了动力条件。

图4 5月20日08：00（a）和14：00（b）22°N—23°N纬向平均散度场的经向垂直剖面（间隔1.0×10-5s-1）

此外，20日信宜的K指数存在着高于38℃的大值，表明大气存在较大的不稳定性，容易产生对流性天气和雷暴；对流有效势能较大，而对流抑制非常小，表明大气层结存在较大的不稳定性，非常容易形成对流性天气；从露点曲线中可以看出（图略），高低层的相对湿度都非常大，即存在深厚的湿层。这种大气层结不稳定加上深厚的水汽条件是持续性强降水发生发展的典型特征之一。

4 雷达回波演变特征

本研究利用华南区域雷达回波拼图结合湛江单站雷达回波图发现，影响广东省的雷达回波是从强到弱再到强的一种变化过程。雷达回波是从广东的西北边界进入广东的，在刚进入广东境内时较强，但随着向东南方向移动，明显有所减弱。探究其原因可以知道，随着切变线的东移，雨带也随之东移南压，水汽不断地消耗减少，而此时西南季风输送的水汽没能及时地赶上补充，所以在雷达图上就有了减弱的迹象。但是紧接着西南季风增大，水汽得到了补充，在雷达图上又重新显示出了较强的回波。从图5中可以看出，时雨量最大的11：00—12：00时段，在信宜市的西部和南部，有较强的雷达回波，强度超过50 dBz，最大达58 dBz，并长时间维持和停留，从而在信宜市的西部和南部有长时间持续强降水和雷雨大风。

图5 5月20日11：00（a）和11：30（b）湛江雷达1.5°仰角的基本反射率因子（单位：dBz）

5 地形对强降水的增幅作用

信宜市位于广东省的西南部，茂名市的北部，属南压热带季风气候，云开大山及云雾大山跨过其境，境内70%多为山地，称为“八山一水一分田”之地，地势东北高，西南低，以山地地貌为主，境内崇山峻岭，河溪纵横，高度从海拔50～1 704 m。海拔高度1 000 m以上的山岭80座，500 m以上的山峰371座。信宜市的西南部为呈东北-西南向的喇叭口地形，当西南暖湿气流涌入喇叭口地形后，在山脉迎风坡不断地被抬升，甚至被拦截，随着海拔高度的提高，足以令从西南来的暖湿水汽不断聚集凝结成雨，加上有利的天气系统配合，从而在信宜西南部形成强雷达回波区，并长时间维持，最终造成了信宜西南部出现了罕见的特大暴雨过程。

6 结论

1）高空槽、低涡和切变线等天气系统的影响是造成该次强降水过程的触发机制。

2）对流层低层强盛的西南暖湿水汽输送为强降水的发生发展提供了充沛的水汽条件。

3）散度场的辐合-辐散-辐合-辐散的垂直分布、深厚的湿层、以及不稳定的大气层结等，形成了非常有利于持续性强降水发生发展的不稳定条件。

4）东北高、西南低以及喇叭口等特殊地形为“5·20”特大暴雨过程起到了增幅作用。

另外，“5·20”特大暴雨给信宜市造成了严重的灾害，为了能尽可能降低气象灾害所带来的影响和做好气象预报预警服务，通过不断总结研究，提出以下建议：

1）加强技术总结与培训学习，提高预测预报能力，尽可能提前预报。

2）在短时预报中，要利用好雷达回波图像，认真总结回波图并结合当地地形等实际情况，快速准确判断天气形势变化，提前发布预警信息。

3）完善预警信息发布体系建设，提升预警信息发布效率。

4）完善部门信息共享及应急联动机制，推动气象灾害应急指挥部成员单位制定落实气象灾害应急预案细则，实现各部门应急预案与气象灾害应急预案的对接，构建高效的部门应急联动机制。

此外，由于突发性事件具有突发性和不确定性，建议签署了突发事件预警信息发布绿色通道合作协议的部门在应急期间加强值守班，随时为发布突发事件预警信息做好准备。

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Diagnostic Analysis of an Unusually Heavy Rain Process in Xinyi in M ay 20，2016

ZHONG Xiong-ai，YANG Yan-chun，PENG Ke-quan

（Meteorological Bureau of Xinyi City，Xinyi525300）

Conventional meteorological observations，data from automatic weather stations，Doppler weather radars products and four-times-daily EARdata reanalysiswere used tomake a preliminary diagnostic analysis of the causation of an unusually heavy rain in Xinyi city on May 20，2016.The result is shown as follows.Due to the effect of an upper-level trough，a vortex and a shear，water vapor was well transported，the atmospheric stratification was unstable，and a vertically allocated divergence field alternated with convergence，divergence，convergence and then divergence again，very favorable for the intense rain in terms of dynamic and water vapor conditions.The particular orographic structure played a key role in enhancing the rain.

synoptics；unusually heavy rain；diagnostic analysis；mitigation ofmeteorological disasters；Xinyi city

P44

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.06.007

2016-08-15

钟雄蔼（1989年生），男，本科，助理工程师，主要从事气象综合业务工作。E-mail：1151818695@qq.com

钟雄蔼，杨廷春，彭可泉.“5·20”信宜市特大暴雨过程诊断分析［J］.广东气象，2016，38（6）：28-32.