揭阳市一次暴雨过程的中尺度对流系统研究及机理分析

摘 要：本文从环流背景，中尺度特征，物理量诊断等角度对揭阳2014年3月30-31日暴雨过程诊断分析，得出這次强降水主要是高空槽引导作用，使低层西南低涡南移并产生切变线，形成强降水过程。希望通过此次暴雨过程相应关系分析总结，对揭阳地区今后降水预报提供参考信息。

关键词：揭阳；暴雨；环流背景；物理量诊断

广东省地处低纬，雨量充沛。暴雨是广东省主要灾害性天气之一，易导致城市内涝等灾害，暴雨预报分析也是气象工作中重点和难点。揭阳市地处粤东沿海，洪（潮）、涝、旱、风等自然灾害严重，东部沿海受西南季风影响突出，低空急流活跃，东东北一西西南走向莲花山脉抬升作用明显；因太平洋副热带高压西北一北缘较接近该区，亦常受台风影响，在低压结合冷空气及其他天气系统共同影响下，易产生暴雨。因此，有必要对揭阳暴雨发生条件分析研究，探索其发生、发展组成因素，获得其有机组成，总结经验，提高预见能力，为防汛抗灾提供可靠信息。

1 揭阳市暴雨概况

受高空槽和较强西南气流影响，3月30日晚-31日，广东60%市县出现暴雨，珠三角、粤西北部、粤北和粤东市县有暴雨到大暴雨降水，局部伴有强对流天气，全省共有51个气象站出现100-250mm大暴雨级降水；有232个气象站出现50到100mm暴雨级降水。其中揭阳市30日8时-31日8时出现暴雨降水过程，全市平均雨量59.2mm，揭阳普宁大坪录得全市最大雨量93.3mm，部分地区伴有短时雷雨大风等强对流天气，进入强降水和强对流天气多发季节。

2 环流形势分析

2.1 500hPa高空环流形势分析

500hPa（图1），东亚大槽后出现一个小槽，小槽东移，最后并入东亚大槽。内蒙至广东西部存在一高空槽，广东处于高空槽前底部，受槽前西南气流控制，有利于槽前暖空气和水汽输送，槽后冷空气南下逐渐影响华南地区。随后高空槽东移，地面低槽发展，西南急流加强，冷暖空气交汇，增强华南地区不稳定性。广西东部至广东中部存在一风速≥28m/s急流，使得广东水汽和热量输送旺盛，促发天气对流性不稳定。

图1 2014年3月30日08时（a）、20时 （b）500hPa高空图

2.2 850hPa低空形势

850hPa分析，3月30日08时我国西藏至四川盆地存在西南低涡，低涡右侧为气旋性风速区，且在重庆至粤北一带发展底层倒槽，广西东部至广东东北部处于倒槽后部西南急流输送带，最大风速达

12m/s，为广东输送大量水汽，在孟加拉湾存在暖区，受西南气流影响，为广东地区输送大量热能。30日20时热区东移至印度半岛北部，且暖区范围扩大，与西南低涡相配合，促进华南地区气流抬升作用和增强空气柱不稳定性，为广东持续提供大量水汽和热量。

2.3 地面形势场

30日08时印度半岛北部至我国广东中部地区都有一地面低压系统，广东中部正位于低压边缘，位势不稳定，我国华北地区至江浙一带有高压脊南申，形成东高西低形势，广东处于高压与低压中间，受西南气流与东南气流辐合影响，广东水汽输送旺盛，30日20时低压系统范围有所东扩，低压中心东移加强，与底层西南低涡相配合，共同加强西南气流热量和水汽输送，为对流天气提供有利水汽条件和空气不稳定性。

3 卫星云图分析

30日08时，一清晰宽厚云带横贯我国大陆东部，在我省上空密集。20时云带东移，进入太平洋西岸上空。31日00时广东上空云团发展壮大，云团延伸至福建江西等地。云系持续影响广东大部分地区，此时大部分市县普降暴雨至大暴雨。31日08时造成广东持续暴雨强云系减弱消散，东移入海，广东沿海部分对流云系较旺盛，雨势持续外，其他天气转好。

4 雷达回波分析

30日08：12，较强回波区位于粤北及粤东大部，区域面积大，回波强度在25-50dBz，而揭阳市处于强回波外围，回波较弱。16时较强回波区向东南方向扩散，揭阳市内出现强回波，为25-40dBz。20时00分，揭阳全境位于强雷达回波区，回波强度达30-50dBz，揭阳市普降暴雨，部分地区伴有短时雷雨大风等强对流天气。

5 物理量分析

5.1 水汽条件

30日00时850hPa水汽通量散度中心在广西，中心值≤-2×10-5g/（cm2·hPa·s）；30日12时-31日00时，水汽通量散度负值区东南扩大加强，中心覆盖广东福建大部及江西省南部，最大负值中心达-5×10-5g/（cm2·hPa·s），水汽通量散度最大负值中心对应最大小时雨量，强降水区东移，雨区覆盖整个揭阳市，雨强明显增大。31日12时水汽通量散度逐渐减小，降水减弱，当其值由负变正时降水结束。

5.2 垂直运动

珠江口附近850hPa垂直速度为-0.9～-1.5×10-3Pa/s，配合水汽条件，是出现暴雨有利情况。850hPa有一较大上升速度中心在广东中部上空，上升速度中心向四周扩展。最大上升速度中心东移。暴雨发生时段，3月30日垂直上升运动中心已移经揭阳上空，这个垂直上升速度中心值都小于-0.9×10-3Pa/s，揭阳上空有强烈上升运动，突破中高层稳定层，把低层暖湿空气输送到高层，激发大量不稳定能量释放，产生暴雨天气。

5.3 K指数分析

29日00时，K指数中心最大值达40，高能区位于福建与江西交界。12时，大值区不断向西南方向移至两广并扩宽，而揭阳市大部区域K指数为36-38，K指数稳定在偏高状态。30日00时-12时，广东高能区不断扩大，珠三角地区及粤西大部位于高能中心，而揭阳市K指数在35左右，广东大部分地区上空存在极不稳定大气层结，具备暴雨、强对流天气等发生所需大量、持续不稳定能量。

6 结论

1）在高空槽引导作用，使低层西南低涡南移并产生切变线，加强水汽和热量输送，这是揭阳暴雨发生有利环境条件。

2）通过卫星云图上云团移动和生消变化，来判断雨区可能位置，揭阳上空云团密集，是产生暴雨和强对流天气的一种重要中尺度系统。

3）广东为一东西走向带状雷达回波，强回波中心缓慢东南移经揭阳地区，对暴雨产生起到重要作用。

4）揭阳维持一水汽通量散度大值区，对流层上升速度中心值均<-0.9×10-3Pa/s，上升运动强烈。揭阳位于K指数高能区中，大部分地区上空存在极不稳定大气层结，具备暴雨和强对流天气等发生所需不稳定能量。

参考文献

[1]程正泉，廖代强.数值天气预报模式产品在预报业务中的应用[J].广东气象，2012，34（4）.

[2]李与广，董国业，陆明典.2009年广东连续暴雨的云图特征分析[J].广东气象，2012，34（1）.

作者简介

林晓明（1990-），男，汉族，广东省揭阳市人，本科，天气预报助理工程师，从事天气预报工作。