利用NCEP资料分析2016年洞庭湖区岳阳3次暴雨过程

袁泉 方庆艳 陈姣荣

摘要 利用NCEP再分析物理量场资料，对2016年4月19—21日、5月8—10日、7月1—5日岳阳3次暴雨过程进行了分析。结果表明，3次过程水汽辐合层次低，中心辐合强烈，是典型的热带海洋型降水。降水最强烈时段既是上升运动的最强时段，也就是低层强烈辐合和高层强烈幅散的时段，低层的辐合上升和高空的辐散有利于上升运动的发展加强，为暴雨发生提供了良好的动力条件。强烈的垂直上升运动可将能量向上传播，θse和位势稳定度的分布可以指示强降水发生的时间和区域。

关键词 NCEP；暴雨；分析

中图分类号：P458.2 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）04-024-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.04.009

Abstract By using the NCEP reanalysis data， the three brainstorms processes which happened on April 19th -21st、May 8th-10th and July 1st-5th were analyzed. The results showed that these processes were typical Marine precipitation， as the level of water vapor convergences was low and the center convergence was intensively. The most intensive time of raining was the most strong time of upward motion， also was the time of low level of strong convergence and the high level of strong divergence. The upward of low level convergence and high level divergence was benefit for the development and strengthen of upward motion， which was provide a good dynamic condition for the brainstorm. The strong vertical upward motion could make the energy propagating upward. The distribution of θse and the potential stability could indicate the happening time and district of strong raining .

KKey words NCEP； Brainstorm； Analysis

岳阳地处洞庭湖区，属亚热带季风湿润气候，夏季受海洋暖湿气团影响，温高湿重，降水充沛，具有气候温暖，四季分明，热量充沛，雨水集中的气候特点。由于境内东部为山地和丘陵地区，西部为平原湖泊地区，水系發达，河网密布，每次暴雨都可引发河水猛涨，造成严重灾害。暴雨是岳阳重大灾害性天气现象之一。

2016年，岳阳发生暴雨过程3次以上，降水量相对于常年异常偏多，故分析4—7月的3次暴雨过程有利于掌握岳阳市乃至东洞庭湖区域暴雨过程规律，提高中短期天气预报水平，增强防灾减灾决策气象服务能力，有效减轻灾害损失，维持与促进洞庭湖区社会经济和谐发展。

1 天气实况

2016年影响岳阳市范围的3次暴雨过程有其相似点和各自的特征：

2016 年 4 月 19—21日岳阳出现了一次暴雨过程，降水主要时段为20日全天，全市普降大到暴雨，强降水主要集中在岳阳县、湘阴、汨罗、临湘和平江；受地面冷锋影响，5月6—9日，岳阳市南部县市出现了一次暴雨天气过程；6 月30日至7月5日，岳阳市发生了连续性大暴雨部分特大暴雨的强降水天气过程，并伴有大风、雷暴、冰雹等强对流天气。7月1日8：00至7月5日14：00全市共有区域自动站中超过50 mm的共有230个，其中222站超过100 mm，167站超过200 mm，50站超过300 mm，4站超过400 mm，最大累计降雨出现在湘阴县西林站580.1 mm。

2 天气形势特征分析

3次过程的大尺度环流，500 hPa均为两槽一脊型。黑海北部和我国东北分别有低涡环流，缓慢东移，两低之间的乌山至贝湖一带为高压脊，中纬度地区经向环流明显。西南低槽活跃，岳阳位于低槽前部西南气流中，槽前正涡度平流有利于上升运动发展。中低空切变明显，700 hPa切变线位于武汉至怀化一带，850 hPa切变线在700 hPa切变线南面1～2个纬距，岳阳位于700 hPa和850 hPa中低空切变线之间。西南急流旺盛，急流轴延伸至湘北一带，岳阳处于急流出口区的左前方。由此可见，3次暴雨过程均是在良好的水汽、不稳定和抬升力条件下发生的。

3 物理量分析

3.1 水汽条件

3.1.1 比湿场分析 4月19—21日暴雨过程中，华容站中低层比湿从19日8：00开始增大，到20日2：00—8：00在850 hpa以下层次出现≥10 g/kg的比湿大值区，这一时段华容降水增大。随后比湿大值区东移，8：00前后岳阳市附近850 hPa以下层次比湿≥11 g/kg，中心超过13 g/kg在900～1 000 hPa，此时岳阳北部县市出现暴雨，8：00—14：00，比湿中心东移南压，强降水区在岳阳南部县市。

5月8—10日暴雨过程中，湿层较薄，湿区中心位于700～850 hPa。主要降水时段为9日2：00—20：00，中心值为10 g/kg的比湿大值区自西向东影响岳阳范围，岳阳沿湖东岸县市中心比湿超过11 g/kg。

7月1—5日暴雨过程中，1日8：00至4日20：00，岳阳市全境600 hPa以下层次均为≥8 g/kg的大湿度区，850 hpa以下层次比湿≥14 g/kg，925 hPa比湿≥18 g/kg。充沛的水汽带来了源源不断的降水。可见，比湿场的变化对强降水的来临有指示作用，在强降水时段比湿通常会增大，850 hPa中心值一般会超过10 g/kg，特大暴雨时比湿中心值可达14 g/kg以上。由于洞庭湖对水汽的增幅作用，洞庭湖东岸比西岸比湿通常要高1 g/kg，更容易出现强降水。

3.1.2 水汽通量散度场分析 强降水的发生需要充沛的水汽，也要有源源不断的水汽输送到强对流区域辐合，从水汽通量散度场可以看出水汽辐合的时段和层次。

4月19—21日暴雨过程，低层水汽辐合在19日14：00首先从华容开始，在20日8：00前出现强度为-10 g/cm2·hPa·s的水汽辐合中心，中心位置位于925 hPa 。20日8：00后辐合中心逐渐东移至洞庭湖西岸，强辐合区伸展至850 hPa。14：00辐合中心东移南压至湘阴平江一线，岳阳北部县市降水趋于结束，南部县市雨势加大，至20：00，强降雨带移出岳阳范围。整个过程水汽辐合层次较薄，集中在850 hPa以下。

5月8—10日暴雨过程，水汽辐合集中在850 hPa附近层次，强中心偏东偏南，中心强度以平江最强，暴雨主要集中在湘阴至平江一线。

7月1—5日暴雨过程中，岳阳北部有3次强烈的水汽辐合时段（图1），华容在1日14：00，2日8：00—14：00以及4日2：00，岳阳在2日2：00—8：00，3日2：00和4日8：00，南面有4次水汽辐合中心，分别对应岳阳北部县市和南部县市的降水集中时段。这次过程的水汽辐合岳阳全境均在850 hP a或以下的近地面层次，但是中心辐合强烈，最大中心水汽通量散度值超过-16 g/cm2·hPa·s，具有低层辐合强烈的特点。

综上可知，3次过程具有水汽辐合层次低，中心辐合强烈的共同特点，是典型的热带海洋型降水。水汽通量散度场对强降水预报有很好的指示作用。

3.2 动力和热力条件

3.2.1 散度和涡度 4月19—21日暴雨过程中，华容降水明显的20日2：00—8：00，850 hPa以下为辐合上升，925 hPa附近出现数值为-6×10-5/s的辐合中心。同时涡度从地面至500 hPa均为正涡度区，中心≥9×10-5/s。该时段200 hPa高空强烈辐散，散度中心≥3×10-5/s。岳阳站，8：00前后出现中心强度超过-7×10-5/s的辐合中心在925 hPa，850 hPa出现数值≥10×10-5/s的涡度中心，低层辐合强烈。对应高层200 hPa为强烈辐散区。平江站与岳阳站类似，时段往后推迟6 h。低层辐合高层辐散强烈的抽吸作用造成了该次过程岳阳范围的强烈降水。

5月8—10日暴雨过程，岳阳北部县市低层辐合主要集中在850 hPa至925 hPa层次之间，岳阳南部县市辐合区伸展至700 hPa。辐合区北部县市较薄，中层有辐散区域，而南部县市中低层均为辐合区域，暴雨主要集中在南部县市。

7月1—5日暴雨过程，从1日8：00至4日20：00，850 hPa以下均为辐合上升。岳阳北部县市有3个辐合中心时段，南部县市有4个，低层负散度中心与水汽辐合中心配合很好。华容县在第一轮降水时低层出现中心≥21×10-5/s的正涡度中心，洞庭湖西岸在该时段降水最为剧烈。岳阳则于4日8：00在850 hPa附近出现≥14×10-5/s的正涡度中心（图2），高层200 hPa有正散度中心与负涡度中心的强烈辐散区配合，该时段是洞庭湖东岸降水最强烈的时段。

由此可见，降水最强烈时段既是上升运动的最强时段，也是低层强烈辐合和高层强烈幅散的时段，低层的辐合上升和高空的辐散抽吸有利于上升运动的发展加强，为暴雨发生提供了良好的动力条件。同时正涡度的强度和伸展高度也对暴雨的强度有指示作用。

3.2.2 垂直速度 4月20日2：00—8：00隨着中低空急流的发展，华容站自地面到200 hPa 均处于上升运动区内，垂直运动的最大值≥1.4 Pa/s。岳阳站8：00整层大气为上升运动，中心强度≥0.8 Pa/s。平江站14：00出现上升运动中心，强度≥2.5 Pa/s。3站上升运动最强时均为当地降雨最大时。

5月8—10日暴雨过程中，华容站上升运动集中在850 hPa及以上层次，近地面为下沉运动，说明中高层为辐合上升，近地面由于降水粒子的拖曳作用为下沉辐散。岳阳站上升运动时间短，强度弱，以短时强降水为主。岳阳南部上升运动时间较长，强度较大，暴雨主要集中在南部县市。

7月1—5日暴雨过程中，华容的强烈上升运动集中在1日14：00前后，强度≥2.1 Pa/s，该时段对流剧烈造成了华容的暴雨，其后强度在0 Pa/s，降水转为平稳。岳阳站的强烈上升运动有2个中心（图3），一个在2日2：00—8：00，另一个在4日8：00，特别是4日8：00附近上升运动剧烈中心强度≥1.8 Pa/s。强烈的上升运动造成了3日晚至4日清晨的强降水时段。由此可见强烈的垂直上升运动可将能量向上传播，有利于强烈天气的发生和发展。

3.2.3 θse和位势稳定度（△θse） 4月19—21日暴雨过程中，岳阳地区近地面在19日20：00—20日14：00 925 hPa至500 hPa有θse≥60℃的高能区。同时，在113°E，28.5°N，113°E，29°N附近△θse为负，绝对值≥3℃。该时段，岳阳沿洞庭湖东岸县市处于高能区且大气具有较高的位势不稳定度，较强降水出现在这个时段和这些地区。

5月8—10日暴雨过程，θse≥60℃的高能区位于850 hPa以上层次，气层基本稳定，降水较为平稳。

7月1—5日连续性暴雨过程中（图4），700 hPa以下低层θse≥76℃。高能中心≥80℃位于850 hPa，出现在3日8：00—14：00和4日2：00。低层高能区伸展高度较高维持时间长，高层500 hPa有相对低能区与之对应。位势不稳定区域亦较宽广，中心强度超过-6℃，在113°E，28.5°N，114°E，28.5°N。θse可以代表降水区能量的分布情况，θse和△θse的分布可以指示强降水发生的时间和区域。

4 小结

（1）水汽辐合层次低，中心辐合强烈，是典型的热带海洋型降水。水汽通量散度场用于强降水预报有很好的指示作用。

（2）降水最强烈时段既是上升运动的最强时段，也就是低层强烈辐合和高层强烈幅散的时段，低层的辐合上升和高空的辐散抽吸有利于上升运动的发展加强，为暴雨发生提供了良好的动力条件。同时正涡度的强度和伸展高度也对暴雨的强度有指示作用。

（3）强烈的垂直上升运动可将能量向上传播，有利于强烈天气的发生和发展。

（4）θse可以代表降水区能量的分布情况，其和位势稳定度的分布可以指示强降水发生的时间和区域。

参考文献

[1] 刘利民，德庆措姆，孟丽霞.甘肃河东一次区域性暴雨天气过程分析[J].干旱气象，2009（9）：271-275.

[2] 田泽芸，郭蓉芳，袁首.副高西北侧两次强降水过程特征分析[J].湖南气象，2017（5）：7-13.

责任编辑：刘赟