德兴一次对流性暴雨天气分析

孙斌

摘 要：2015年6月2日-3日江西省出现较大范围的强降水天气过程，德兴局地出现一次暴雨过程，导致市区低畦地带积水严重。本文利用常规天气资料、物理量资料、卫星云图以及多普勒雷达资料对这次过程的成因进行了天气学，动力学和中尺度分析。结果表明，低空急流为强降水提供了充足的水汽和不稳定能量；中低层有低涡和切变线为强降水提供了强的上升运动条件；高空有强盛的西南气流，风速的辐合为短时强降水发生提供了触发条件；对流层整层相对湿度较大；LCL较低；K指数K≥35，沙氏指数（SI）<0表示不稳定，不稳定能量CAPE值为1452.1J。

关键词：暴雨；中尺度分析；物理量场；卫星云图

天气概况：受市空低槽和中层切变影响，6月2日至3日，德兴市出现了今年入汛以来最强降水天气过程，全市普降大暴雨，局部特大暴雨，最强降水落区主要位于我市银城、花桥、黄檗、张村等地。这次降水过程具有对流性强、小时雨强大及持续时间长等特点。2日20至3日，我市平均降水量117.7毫米。所辖区域的28个区域自动站和31个山洪雨量站中，各有19个站点超过100mm；超200mm的站点分别为1个和4个站点，其中以德兴国家基本气象站为247.3毫米为最大（小时雨强74mm）。

中尺度天气分析：

6月2日08时实况中尺度天气分析及物理量指数的分布特征表明：德兴市受市空低槽和中层切变影响，低层辐合，高层位于显著分流区中，500百帕高度场，德兴市处槽前西南气流中，700、850百帕受切变影响，且露点值达到饱和值湿层深厚。大气层结不稳定，K指数大于35。850、925百帕西南风发展强烈，江南低空急流建立，风速达16-20米/秒，并有明显的风速辐合，中低层有低涡东移，我市处低涡切变的东南侧，强降水区位于急流左前方，中心位置在低涡的东南侧。低涡和急流为此次强降水过程提供了强的上升运动条件，但短时强降水的产生还离不开充足的水汽供应和不稳定能量，在这次强降水过程中，一直存在的低空急流就起着水汽和能量的输送带的作用。低空急流是一种动量、热量和水汽的高度集中带，被认为是给中纬度暴雨和强风暴提供水汽和动量最重要的机制。

中尺度系统发展的动力、不稳定和水汽条件：

一、动力条件

200hPa位于显著分流区中，在300hPa以下随高度急速顺转，具有强风向切变的暖平流结构。500hPa处于槽前和显著流线左上方。700、850hPa受切变影响，底层西南气流加强。

二、不穩定条件

对流的产生首先需要不稳定层结。层结中的不稳定能量是一种潜在的能量，只有在外力的冲击下，触发气流强烈地上升，才能爆发对流。根据计算公式：K=[T850-T500]+[Td]850-[T-Td]700，我们计算了南昌和衢州临近两测站的K指数，6月2日08时，两站K指数分别为40和37。据有关资料统计，当K≥35时，在它的下风处常可产生大到暴雨。并在衢州站看出有明显的上干下湿特点，不稳定能量CAPE值为1452.1，CAPE值趋于增大过程。同时根据沙氏指数（SI）公式SI=T500-T '500，显然SI>0表示稳定，SI<0表示不稳定。经计算可知，南昌和衢州两站SI指数为-0.25℃、-3.18℃，大气呈对流不稳定。上述这些特征是有利于对流性强降水发生前能量的积累而形成强降水的。

三、水汽条件

从水汽通量诊断分析结果来看，在暴雨前夕赣东北地区的水汽通量的分布也是极不均匀的，有高也有低，暴雨的产生需要该地区上空有充足的水汽和源源不断的水汽输送。在整个降水过程中， 来自南海的暖湿西南急流于2日建立后，西南急流随之加强，不断为降水区域上空输送水汽， 水平水汽通量辐合以及输送的大量暖湿气流导致暴雨区上空大气产生不稳定层结引起强烈的上升运动， 且风速加大。使整个赣东北地区低层水汽十分充沛，为大暴雨的产生提供了十分有利条件。在南昌和衢州站的T-ogo图中，可以很明显看出水汽湿层深厚。在暴雨出现前，大气整层湿度条件的相对湿度和可降水量逐渐增大的，也就说在暴雨前，整个大气有一个增湿过程，这个过程对暴雨的出现十分重要。通过实况图也可以看出暴雨区正好位于切变线的右侧，急流轴的左侧，比湿达14g/kg以上，形成了完整的湿舌。说明此次暴雨过程水汽主要分布在对流层低层，低空急流的存在为水汽输送提供。

雷达回波分析

德兴地形起伏，群山遍布，市界南至东南处有多座海拔高度在一千三百米以上的山脉，特殊的地形有着较好的抬升机制，局地强对流天气时有发生。6月2日21时是第一阶段强降水多普雷天气雷达回波演变情况，从图中明显看到我市北部有几个强度初生小回波单体，之后回波瞬速加强，发展一条带状型强回波。对应实况雨势也瞬速加大。随着回波带继续像我市移动，回波带上强回波中心的范围不断扩大，同时在回波带的后面不断有新生强回波单体发展加强，我市瞬速被整个回波带覆盖，而从天气系统演变来看，这一阶段正是切变南压，地面辐合线维持和加强，非常有利于上升运动发展的时期。此外，我们还跟踪分析了风廓线、一小时累计降水量、垂直液态含水量、速度强度场、回波顶高以及冰雹指数等资料。第二阶段回波带状一直在我市上空持续，对应实况雨势达到最强。3日05时回波渐渐南压影响我市降水回波强度稍做减弱。

以上分析说明：强回波对应强降水，回波效应明显，回波强度的变化与天气系统的加强和减弱和密切相关。速度图上辐合区的出现并维持，是造成特大暴雨的关键，而速度图上中尺度逆风区的出现使降水雨强达到最强。

四、结论

1.这次暴雨过程发生在高空低槽、中低层切变的共同影响的有利环流形势下，持续时间较长、雨强较大且分布均匀的特点。中低层有西南急流存在，风速的辐合为降水发生提供了触发条件，同时低空急流为暴雨区提供了充足的水汽和不稳定能量，低层有低涡和切变线与之配合，为暴雨提供了强的上升运动条件，暴雨的落区主要位于切变线的右侧，和急流的左侧。

2.K指数表明此次降水过程属层结不稳定降水，沙氏指数（SI）<0表示不稳定。而 CAPE值在暴雨发生时有趋于增大过程，当CAPE值明显减弱时，降水也随即减弱或停止，对预报降水落区有一定指示意义。

参考文献：

[1].章丽娜.T-LnP图在强对流分类预报中的应用.中国气象局培训中心.

[2]. 陈云辉，许彬，郑婧.江西5月5日至6日对流性暴雨分析.江西省预报交流会.2012.11

[3].何群英，东高红.天津一次突发性局地大暴雨中尺度分析. 第35卷第7期，2009.08