2014年6月19—20日娄底市强降水天气过程分析

王 萍，蔡海朝，肖妙妮，李志强，王艳青

(湖南省娄底市气象局，湖南娄底 417000)



2014年6月19—20日娄底市强降水天气过程分析

王 萍，蔡海朝，肖妙妮，李志强，王艳青

(湖南省娄底市气象局，湖南娄底 417000)

利用ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式以及常规气象观测资料，对湖南省娄底市2014年6月19—20日强降水天气过程的环流形势、模式进行对比分析，试图揭示这次强降水天气的成因。结果表明，500 hPa亚欧中高纬为一槽一脊形势，中纬度高空多波动，西安到重庆有低槽东移，影响娄底市西部发生较强降水；850 hPa切变线和低空急流之间对应强降水落区，其维持是造成强降水天气的主要原因；数值模式预报与实况有一些差异，对于19日的强降水落区和强度，主要表现为ECMWF模式和JAPAN模式预报偏小，T639模式预报偏大，对于湘中一线的强降水落区仅T639模式预报准确，但对湘北的预报出现明显空报现象；20日强降水的强度和落区预报，ECMWF模式无论是强度还是落区上都是吻合的，而T639模式和JAPAN模式强度相对也吻合，但落区上有偏差，较实况偏东偏南。

强降水；环流形势；模式检验；成因

娄底市地处中亚热带季风湿润气候区，既具季风性，又兼具大陆性，境内地势西高东低，呈阶梯状倾斜，属云贵高原向江浙丘陵递降的过渡带，全年降水多集中在4—7月。暴雨是娄底市主要的灾害性天气之一，对农业生产、城市交通以及人民生命财产安全均影响较大。因此，暴雨预报的准确与否对防灾减灾工作的成败显得尤为重要。近年来，气象工作者对湖南省的暴雨进行了大量的研究[1-3]，且多是基于同化资料、卫星及雷达资料对暴雨过程中的特征进行了深度分析，但对气象业务所使用的数值模式资料的检验较少。笔者利用常规气象观测资料与多家数值模式资料，对2014年6月19—20日娄底市强降水天气过程的环流形势进行分析，对ECMWF、T639及JAPAN等数值模式形势场进行对比检验，并探讨各家模式降水预报的指示意义，以期为今后的暴雨预报提供依据。

1 天气实况

1.1 降水实况 19日08：00—21日11：00全市出现强降雨天气，过程总降雨量分别为娄底59.9 mm、新化60.2 mm、冷水江81.9 mm、涟源87.4 mm、双峰81.1 mm，均达到暴雨标准。据区域自动站资料显示，强降雨主要集中在双峰东南部，共100 个乡镇降雨量超过50.0 mm，其中 32 个乡镇降雨量超过100.0 mm，涟源有12个区域乡镇超过100.0 mm，双峰有10个乡镇超过100.0 mm，双峰荷叶降水量最大，为195.3 mm。此次暴雨天气过程主要有2个强降水阶段：第1阶段为19日12：00—14：00，2 h降雨量达中雨(10.0～24.9 mm)有11站，大雨(25.0～49.9 mm)有4站，主要在新化西部，最大降雨量为半山水库的34.9 mm；第2阶段为20日01：00—05：00，4 h降雨量达大雨(25.0～49.9 mm)有10站，暴雨(50.0～99.9 mm)有4站，大暴雨(100.0～199.9 mm)有4站，主要在双峰东南部，最大降雨量为双峰荷叶的150.9 mm。

1.2 灾情 截至21日08：00，新化县受灾人口20 000人，紧急转移120人，农作物受灾面积600 hm2，绝收40 hm2，倒塌房屋26间，损坏151间，直接经济损失13 00万元；双峰县62 000人不同程度受灾，强暴雨及山体滑坡造成紧急转移安置人口650人，需紧急生活救助人口530人，受灾农作物640 hm2，部分农作物被淹没，其中绝收面积78 hm2，房屋倒塌和严重损坏房屋158间，户数73户，一般损坏房屋85间，受损户数46户，直接经济损失5 000万元。

2 大尺度环流演变特征分析

2.1 500 hPa环流形势 6月19日08：00 500 hPa(图1a)，西太平洋副高位于南海，亚欧中高纬为一槽一脊形势，分别处于乌拉尔山脉和贝加尔湖以北地区，且中纬度高空多波动，西安到重庆有低槽东移，影响娄底市西部发生较强降水。19日20：00，副高中心略有南退，华西低槽在副高顶托下逐渐变浅，但槽后有明显冷舌，娄底市处于槽前，伴随冷空气的进入，该市降水进一步加强，造成娄底市东南部的强降水。20日08：00(图1b)，副高进一步减弱东撤至台湾以东，湘西仍有浅槽存在，娄底市降水持续。到20：00，西太平洋副热带高压再次加强，但娄底市逐渐转为槽后偏北气流，强降水逐渐减弱。

2.2 700和850 hPa环流形势 由图2可见，19日08：00中低层西南气流较为旺盛，急流风速达12～14 m/s，有风速辐合，重庆到贵阳一线有低槽，到20：00低槽略有东移，并在低槽东北侧沿吉首—常德—岳阳一线形成一切变线，娄底市处于切变线上，降水也主要集中发生在这一阶段；到20日08：00，低涡移至娄底市附近，随着能量进一步释放，急流已经不明显，但700 hPa仍有低涡存在，850 hPa低槽切变明显南压，娄底市降水开始逐渐减弱；20日20：00中低层低槽切变东移全部南压，降水缓慢移出娄底市。

图1 2014年6月19日08：00(a)和20日08：00(b)500 hPa环流形势Fig.1 500 hPa circulation situation at 08:00(a) on June 19 and 08:00(b) on June 20 in 2014

注：a1为19日08：00；a2、b1为19日20：00；b2为20日08：00。Note：a1.08：00 on June 19；a2，b1.20：00 on June 19；b2.08：00 on June 20.图2 2014年6月19—20日700 hPa(a)和850 hPa(b)环流形势Fig.2 700 hPa(a)and 850 hPa(b)circulation situation during June 19-20 in 2014

2.3_left地面气压场 由图3可见，从19日开始，我国秦岭以北有冷空气聚积，20：00冷空气前锋过秦岭进入武汉—长沙—贵阳一线，并与南部暖湿空气结合形成准静止锋，娄底市处于均压场控制当中，20日20：00又有冷空气补充南下，锋面进一步南压，娄底市气温略有下降。

3 模式检验与对比分析

3.1 模式形势对比 分别对ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式的24 h 500 hPa形势场预报与实况(19日08：00、20日08：00)进行对比检验发现(图4)，19日08：00，3家模式中ECMWF预报模式与实况吻合度最高，T639模式与JAPAN模式对南北系统的预报上各有优缺点；对于北支两槽一脊位置的预报而言，ECMWF模式和T639模式的预报极为吻合，而JAPAN模式完全没有反映；对于中纬度环流及副高位置的预报，ECMWF和JAPAN的预报与实况较吻合，而T639模式与实况对比差异较大，尤其是副高位置预报明显偏东。20日08：00，对中高纬的天气系统把握最准确的仍然是ECMWF模式和T639模式，JAPAN模式最差；对于中纬度环流的预报ECMWF最吻合，其次是T639模式、JAPAN模式；对于副高位置的预报，T639较前期有较大的调整，3家模式与实况对比均十分吻合。由此可见，对于2个时次3家模式的预报，ECMWF模式吻合度最高，其次是T639模式，JAPAN模式最差；而对副高位置预报方面，ECMWF模式和JAPAN模式吻合度较高，T639模式较差。

图3 2014年6月19日08：00(a)和20日20：00(b)地面形势Fig.3 Ground situation at 08：00 on June 19(a)and 20：00 on June 20(b)in 2014

注：a1、b1为ECMWF模式；a2、b2为T639模式；a3、b3为JAPAN模式。蓝色线代表实况；红色线代表ECMWF模式；绿色线代表T639模式；橙色线代表JAPAN模式。Note：a1，b1.ECMWF model；a2，b2.T639 model；a3，b3.JAPAN model.The blue line indicates live situation；the red line represents ECMWF model；the green line represents T639 model；the orange line represents JAPAN model.图4 2014年6月19日08：00(a)和20日08：00(b)各家数值模式500 hPa高度场对比Fig.4 Comparison of 500 hPa height situation by each numerical mode at 08：00 on June 19(a)and 08：00 on June 20(b) in 2014

3.2 模式降水产品对比 分别对ECMWF模式、T639模式以及JAPAN模式的24 h降水量预报[4]与实况(19日08：00—20日08：00和20日08：00—21日08：00)进行对比检验发现(图5)，19日08：00—20日08：00强降水沿湘中一线贯穿湖南东西，在怀化中部、吉首南部、邵阳、常德西北部、长沙东部、株洲南部、衡阳北部及湘潭南部等地普降暴雨，其中，怀化中部及邵阳西北部普降大暴雨。3家模式对应时段24 h降水预报中，ECMWF模式预报强降水落区位于湘中以北地区，较实况位置偏北，强度偏弱，大暴雨落区漏报；T639模式对强降水落区预报的范围明显大于实况，预报张家界南部、怀化北部、常德西南部、邵阳中部及永州北部为大范围大暴雨区，因此，无论是对强降水落区还是强度方面均偏大和偏强；JAPAN模式对强降水落区和强度的预报上较实况偏小和偏弱，大暴雨全部漏报。随着中低层切变的东移南压，19日08：00—20日08：00湘西地区的强降水减弱趋于结束，主要强降水分布在湘东、湘西南及湘南，强度较前期减弱，3家模式的预报强度较实况偏强，强降水落区均反映出了东移南压的趋势，ECMWF模式较吻合，而T639模式和JAPAN模式的强降水落区预报位置偏东偏南。由此可见，在强降水强度预报上，T639模式较ECMWF和JAPAN模式偏强，与实况较为吻合；而强降水落区预报上，ECMWF模式前期位置偏北，后期吻合，T639模式前期准确预报出湘中地区强降水，但同时也造成湘北大范围的空报区，后期强降水落区位置偏东偏南；JAPAN模式前期强降水明显漏报，后期强降水落区位置偏南。

注：a1、b1为实况；a2、b2为ECMWF模式；a3、b3为T639模式；a4、b4为JAPAN模式。Note：a1，b1.Live；a2，b2.ECMWF model；a3，b3.T639 model；a4，b4.JAPAN model.图5 2014年6月19日08：00—20日08：00(a)和20日08：00—21日08：00(b)实况与各家模式24 h降水量Fig.5 The actual precipitation and monitored precipitation by each model during 08：00 June 19-08：00 June 20(a)，08：00 on June 20-08：00 on June 21(b) in 2014

4 小结

(1)此次强降水天气过程是在亚欧中高纬为一槽一脊大尺度环流背景下，中低层西南气流较为旺盛，急流风速达12～14 m/s，有风速辐合，重庆到贵阳一线切变东移，地面冷空气南下，并与南部暖湿空气结合在武汉—长沙—贵阳一线形成准静止锋，均是导致此次强降水天气过程的直接原因。

(2)此次过程对19日的预报有些偏弱，20日预报准确，导致19日预报不十分理想的原因主要有：数值模式预报与实况有一些差异，对于19日强降水的落区和强度主要表现为ECMWF模式和JAPAN模式预报偏小、T639模式预报偏大，对于湘中一线的强降水落区仅T639模式预报准确，但对湘北的预报出现明显空报现象；20日强降水的强度和落区预报，ECMWF模式无论是强度还是落区上均是吻合的，而T639模式和JAPAN模式强度相对也吻合，但落区上有偏差，较实况偏东偏南。

[1] 蔡海朝，毛文书，杨群，等.湘中一次大暴雨天气的综合诊断分析[J]． 成都信息工程学院学报，2011，26(2)：215-222．

[2] 黄小玉，陈媛，顾松山，等.湖南地区暴雨的分类及回波特征分析[J].南京气象学院学报，2006，29(5)：635-643.

[3] 彭双姿，刘从省，李文明，等.湖南湘中一次大暴雨天气的螺旋度分析[J].贵州气象，2008，32(1)：15-17.

[4] 肖红茹，王灿伟，周秋雪，等.T639、ECMWF细网格模式对2012年5～8月四川盆地降水预报的天气学检验[J].高原山地气象研究，2013，33(1)：80-85.

Analysis on a Heavy Rainfall Process in Loudi City during June 19-20 in 2014

WANG Ping, CAI Hai-chao, XIAO Miao-ni et al

(Loudi Meteorological Bureau in Hunan Province, Loudi, Hunan 417000)

By using ECMWF model, T639 model, JAPAN model and conventional meteorological observation data, the circulation situation and modes of a heavy rainfall process during June 19-20 in 2014 in Loudi, Hunan Province were analyzed to reveal the causes. The results showed that there are more fluctuations in middle altitude and a low trough eastward from Xi’an to Chongqing; 850hPa shear line and low level jet stream is the main cause of the heavy rainfall process; there are some differences between numerical model prediction and live, as for heavy rainfall falling area and intensity on June 19, ECMWF model and JAPAN model prediction is small, T639 model prediction is too large, forecast of falling area in central Hunan is accurate by T639 model; as for heavy rainfall intensity and falling area forecast on June 20, ECMWF mode is consistent with both the intensity and the area. The T639 mode and JAPAN mode, the intensity is relatively consistent, but there is a deviation in the area.

Heavy rainfall; Circulation situation; Model examination; Causes

王萍(1972- )，女，湖南双峰人，工程师，从事中短期天气预报工作。

2016-08-10

S 161.6

A

0517-6611(2016)29-0192-04