T639数值预报在一次连阴雨暴雨天气预报中的应用

杨睿敏+彭菊蓉+杨波

摘要：指出了汉中地处秦巴山区，降水集中在夏季，暴雨是汉中的主要气象灾害，更是该地天气预报的一大难点。对2015年6月23～29日降水过程中T639数值预报物理量场的演变进行了分析，得出了以下结论：700 hPa、925 hPa相对湿度≥90%，700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1降水开始；925 hPa相对湿度迅速降到70%以下，700 hPa转为下沉气流且相对湿度低于90%，降水结束。暴雨落在850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1的区域；大暴雨基本落在850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-84×10 e-2.Pa.s-1区域。汉中北部暴雨、大暴雨落区与700 hPa水汽通量散度、500 hPa或600 hPa垂直速度场的对应关系更好。

关键词：暴雨；T639数值预报；相对湿度；垂直速度；水汽通量散度

中图分类号：P456.7

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0005-03

1 引言

2015年6月下旬汉中出现了连续一周的阴雨天气，降水从22日夜间开始，29日白天结束，过程期间大部分县区及乡镇都出现了暴雨，其中南郑、镇巴、佛坪的部分乡镇还下了大暴雨。县站过程降水量84.8～263.8 mm，乡镇过程降水量超过200 mm的就有71站，佛坪的西岔河站最大422.6 mm（图1）。暴雨造成南郑、佛坪、镇巴、略阳、城固、宁强、洋县等多地受灾，直接经济损失高达6.83亿元，4人死亡。对2015年6月23～29日降水过程的开始、结束时间以及过程中的暴雨、大暴雨落区与T639数值预报的相关物理量场进行分析，建立对应关系，以期为以后相似天气预报提供参考。

2 环流形势分析

6月23～29日欧亚中高纬度地区维持两脊一槽形势，高脊分别在乌拉尔山东部和鄂霍次克海以北，两脊之间贝加尔湖地区为低槽，低槽底部不断分裂小槽东移南压，同时青藏高原有两次出槽缓慢东移影响汉中，为降水提供了有利的环流背景，其中25日白天受短波脊影响降水间歇。过程前期副热带高压较弱位于我国东南沿海，暴雨落区在汉中偏南地区，过程后期副热带高压西伸北抬，强降水区域随之向北发展，另一影响系统地面冷空气从东北不断回流与西南暖湿气流在陕南上空交汇形成持续性降水。

3 T639数值预报应用

在有利降水的环流形势背景下，T639物理量场对降水开始、结束时间及降水量级、暴雨落区有一定的指示性，现就本次降水过程中T639 数值预报的相对湿度、垂直速度、水汽通量散度进行定性、定量分析。

3.1 925 hPa相对湿度与降水开始、结束时间对应分析

降水的形成是个复杂的过程，受到众多因素的影响，预报员对降水开始、结束时间很难精确把握。在长期值班过程中发现T639数值预报的相对湿度和垂直速度场与降水始末有较好的对应关系。

如果将某地两小时累计面雨量≥0.1 mm作为降水开始时间，此次降水开始时间定为22日23时。

地面如果有有效降水，近地面的空气湿度必然较大，故首先分析T639（20时为起始场，48 h预报，下同）925 hPa相对湿度场。22日20时后925 hPa湿度开始增大，23时湿度>90%的区域位于汉中的西部，西部降水开始，02时后湿度>90%的区域向东扩展降水区域随之东扩（图略）。25日08时925 hPa湿度迅速降到70%以下，对应降水结束。25日夜间湿度逐渐回升，26日05时（24日20时为起始场）925 hPa湿度>90%，降水再次开始。29日08时后（27日20时为起始场）湿度自西向东先后降到70%以下，此次降水自西向东结束。

3.2 700 hPa相对湿度、垂直速度与降水开始、结束时间对应分析

降水的产生需要有充足的水汽和较强的垂直上升运动，分析700 hPa湿度场和垂直速度场可以看出，22日20时汉中上空的湿度接近饱和，汉中西部开始有垂直上升运动，对应西部有零星降水，随着上升运动的加强垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1线区域扩大，降水范围和强度也加大。23日20时汉中西北部垂直速度为0，700 hPa湿度下降到90%以下，对应区域降水停止，中东部仍然处于高湿和上升运动较强区域，降水持续，直到25日08时全市转为下沉气流，11时湿度降到90%以下，降水暂时结束。26日05时降水再次开始，700 hPa湿度增大到90%以上，上升运动较弱，未来36 h内一直持续连续稳定性降水。

28日02时对流开始发展，700 hPa负速度区扩大，负值中心加强，对流深厚，上升运动发展到300 hPa，且一直持续到29日早晨。28日08时到29日08时除东南部的镇巴外10个县（区）出现了暴雨，局地大暴雨。29日08时后700 hPa湿度自西向东先后降到90%以下，负速度区自西向东移出汉中，29日17时此次降水过程结束。

3.3 中低层垂直速度、水汽通量散度与暴雨落区分析

如果日降水量≥50 mm的站达10个以上定为一个暴雨日，本次过程共出现5个暴雨日，分别为23、24、27、28、29日。

分析22日23时到23日20时850 hPa水汽通量散度和700 hPa垂直速度，可以看出汉中的水汽幅合大值区和上升运动较强区域均偏南，对应暴雨出现在水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1且持续2个时次（3 h1个时次，下同）以上的区域，即宁强的西南部、南郑的东南部和镇巴西部地区（图2，图中 4点为暴雨、5点为大暴雨，下同），暴雨中心在汉中以南的四川。

23日晚上到24日中午850 hPa水汽通量散度和700 hPa垂直速度加强东移，负的大值区影响汉中东南部，对应暴雨区和强降水时段，大暴雨出现在水汽通量散度≤-84×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、垂直速度≤-96×10 e-2.Pa.s-1区域内（图3）。

27日出现14站暴雨，分别在宁强的西南角、略阳的西部边缘，南郑中北部，落区分散，雨强较缓，暴雨基本落在850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1区域内。

28日随着副热带高压加强西伸北抬和高原槽东移，汉中上空湿层增厚，垂直运动加强，全市出现区域性暴雨南部大暴雨，大暴雨中心仍然在汉中以南的四川，对应水汽辐合中心和强上升运动中心。汉中南部的大暴雨区连续2个时次以上850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1；汉中南部的暴雨区连续3个时次以上850 hPa水汽通量散度≤-36×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1（图4）；而汉中北部的暴雨出现在700 hPa水汽幅合中心、500 hPa或600 hPa上升气流最强区域附近（图略）。

分析29日02、05、08时中低层水汽通量散度和垂直速度场，可以看出暴雨和大暴雨均出现在700 hPa水汽幅合中心和500 hPa垂直速度负的大值中心附近，即汉中东北部的佛坪，且700 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、500 hPa最大垂直速度超过了-144×10 e-2.Pa.s-1 （图4 a、b）。29日08时后随着高空槽东移，降水过程自西北向东南相继结束。

4 总结

在有利降水的环流形势背景下，降水开始结束时间、降水量级及落区与T639数值预报的物理量场有着较好的对应关系，所以我们可以通过分析数值预报的某些物理量场的演变来预报降水的开始和结束时间以及暴雨的落区。

（1）700 hPa、925 hPa相对湿度≥90%，700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1降水开始。925 hPa相对湿度迅速降到70%以下，700 hPa转为下沉气流且相对湿度<90%，降水结束。

（2）850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.pa.s-1，或有2个以上时次850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1可能产生暴雨。

（3）850 hPa水汽通量散度≤-84×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-96×10 e-2.Pa.s-1，或有2个以上时次850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1可能产生大暴雨。

（4）汉中北部地处秦岭南麓，海拔高度较高，暴雨、大暴雨落区与700 hPa水汽通量散度、500 hPa或600 hPa垂直速度场的对应关系更好；且雨强大历时短。

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