慈溪地区罕见暴雨过程分析

范凯锋 茅吉锋 李盈盈

摘要：

利用常规天气资料、物理量场以及多普勒雷达资料，对2018年9月17日慈溪地区的暴雨过程进行了多尺度分析。结果表明：此次暴雨过程由台风倒槽、副高环流、850hPa暖切和地面弱冷空气共同作用造成。其中，充足的水汽条件、高低空强烈的辐合辐散配置是此次暴雨形成的必要条件;中尺度辐合线对慈溪东部地区的对流发展起到重要作用;而对流云团中高层西南风与偏北风的辐合、低层持续冷平流的垂直结构有利于对流发展和降水维持。

关键词：

水汽条件;辐合辐散;中尺度;辐合线;冷平流

中图分类号：S16

文献标识码：A

DOI：1019754/jnyyjs20200630044

暴雨是由中小尺度天气系统直接造成的，但其发生发展是多尺度環流和天气系统相互作用的结果，往往伴随着剧烈的大气活动，因而暴雨的形成是一个十分复杂的问题[1]。其中，冷暖切变线影响经常是暴雨生成并持续的重要条件[2，3]，同时，热力效应对暴雨的增幅作用也不可忽视[4]。受台风倒槽、副高环流、850hPa暖切和地面弱冷空气共同影响，2018年9月16—17日杭州湾两岸出现持续强降雨天气，其中慈溪全市范围出现暴雨到大暴雨。据灾害调查了解，此次暴雨过程导致慈溪地区河道水位普遍偏高，部分田块有积水出现，其中坎墩农田受淹较严重，出现大面积积水，不利于秋菜、草莓、玉米等作物的生长发育。由于本次暴雨过程影响系统较多，且台风距离远，降雨量级预报跟实况相差较大，服务质量不理想。本文拟对此次过程的强降雨成因进行分析，以期对今后相似暴雨过程预报提供一定的参考经验。

1降雨实况

此次暴雨过程从2018年9月16日夜间开始，至17日下午基本结束。受台风倒槽、副高外围环流、850hPa暖切和弱冷空气共同影响，浙江省出现不同程度的降雨天气，全省平均面雨量为39mm，降雨分布很不均匀，强降水中心主要在杭州湾两岸和宁波东部沿海地区，全省累计降水量超过100mm的有313站，超过150mm的有86站，超过200mm的有17站，降雨最大值为麦地山2947mm。慈溪在本次过程的强降雨时段主要集中在16日22∶00—17日15∶00，普降暴雨到大暴雨，全市过程面雨量为119mm，其中100mm以上站点有29个、150mm以上站点有2个，雨量大值区主要出现在慈溪的城区和东部地区，最大为龙山站1638mm。

2环流背景及物理量场分析

2018年9月17日08∶00，我国东部地区处于副高环流控制，浙江全省处在副高592线内，台风“山竹”登陆后位于华南地区，浙江处于副高环流和“山竹”倒槽环流的夹缝中，850hPa上杭州湾到浙北一带有暖式切变线存在，慈溪处在切变线南侧西南气流中。另外，华东地区已连续多日处于副高控制，闷热少雨，也为此次过程暴雨对流云团的形成提供了一定的能量条件。

21水汽条件

暴雨的发生离不开水汽，只有在充足的水汽条件下，暴雨才可能形成，并依靠源源不断地水汽输送得到维持[5]。从图3可以看出，17日08∶00，925hPa上东海到浙江沿海地区有很强的水汽通量中心（图3a），而低层台湾到浙江一带有强盛的偏南气流，从副高环流和“山竹”倒槽环流的夹缝中形成了1条自南向北的水汽通道（图3b），将台风“山竹”的大量水汽源源不断地输送到浙江一带，为浙江东北部地区暴雨的产生提供充足水汽条件。

22动力条件

动力条件在一定程度上主导了对流运动的发展，影响着暴雨的发生、发展和分布，涡度空间分布的不对称、高低空强烈的辐合辐散垂直配置都能直接导致强降水的发生[6]。9月17日08∶00，在925hPa散度场上杭州湾附近有块负值中心（图4a），表明该区域低层有明显辐合作用，促使强烈地上升运动;而200hPa的散度场上该区域为大正值区，有明显辐散特征，高低空强烈的辐合辐散为暴雨的形成和发展提供了重要的动力条件。

3雷达回波特征分析

中尺度系统是造成暴雨的直接天气系统，中β尺度系统的水平尺度在20～200km，生命期数小时，在雷达回波图上表现为中尺度回波团或回波带，这些回波团或回波带往往会造成局地的短时暴雨天气，形成突发性的灾情，这在暴雨的预报中一直是个重点，也是一个难点[7，8]。在本次暴雨过程中，慈溪地区2018年9月17日7∶00—10∶00是降雨集中期，强回波经过地区小时雨强在20～30mm，小时雨强大、持续时间长是慈溪此次暴雨过程致灾的主要原因。从多普勒雷达的回波特征进行分析，可为以后相似过程预报提供一些经验线索。

雷达图上显示，在慈溪的杭州湾沿岸地区有一块强回波带（图5a），强度在45～55dBz，该回波带逐渐向东南偏东方向移动（图5b），慈溪的强降雨地区也随之向东南方向推进。从径向速度图上可以看出，雷达偏北方向始终有大片的10m/s左右的负速度区（图5c、图5d），而雷达西北方向有1条弧状的零速度线，表明雷达北侧盛行偏北风，低层的偏北风持续渗透起到了热力抬升作用，一定程度上促进了对流激发。在雷达东北面还有1条弧状的零速度线，表明雷达东北侧盛行东北风，在慈溪东部地区（即雷达站所在区域）存在西北风和东北风的辐合，中尺度辐合线促进了慈溪东部地区对流发展，与慈溪东部地区的降雨中心区域相符。从雷达高度图上可以看出，杭州湾附近的回波顶高12km左右（图5f），风廓线图上显示8∶00—9∶00雷达回波的中高层存在西南风与偏北风的辐合（图e），且低层冷平流始终存在，垂直结构有利于对流发展和降水维持。

4结论

通过对2018年9月17日造成慈溪地区暴雨过程的影响系统和雷达资料进行分析，得出本次暴雨过程的影响系统主要有台风倒槽、副高外围环流、850hPa切变线和地面弱冷空气，其中台风倒槽和副高外围环流挤压形成的偏南风通道对暴雨所需水汽的持续输送起到了关键作用。杭州湾附近充足的水汽条件和高低空强烈的辐合辐散配置是此次暴雨过程的必要条件，中尺度辐合线对慈溪东部地区的对流发展起到了重要作用，造成相当可观的降雨。另外，雷达回波的中高层存在西南风与偏北风的辐合，且低层冷平流始终存在，垂直结构有利于对流发展和降水维持。

参考文献

[1]

崔春光，林春泽，王晓芳，等.2000年以来我国长江中游区域暴雨研究进展[J].气象科技进展，2014，2（04）：6-15.

[2]顾清源，周春花，青泉，等.一次西南低涡特大暴雨过程的中尺度特征分析[J].气象，2008，34（04）：39-47.

[3]张京英，朱时良，王庆华，等.冷式和暖式切变线暴雨多普勒雷达资料对比分析[J].气象科学，2007（S1）：44-51.

[4]赵玉春，李泽椿，王叶红，等.2006年6月5—8日梅雨锋上中尺度对流系统引发福建北部暴雨的诊断分析[J].大气科学，2008，32（03）：598-614.

[5]陈连寿.热带气旋动力学引论[M].北京：气象出版社，2002.

[6]吴成表.台风云娜路径和强度特点分析[J].浙江气象，2004，26（02）：5-11.

[7]毛冬艳，周雨华，张芳华，等.2005年初夏湖南致洪大暴雨中尺度分析[J].气象，2006，32（03）：64-70.

[8]靖春悦，寿绍文，贺哲，等.河南省2005年7月22日大暴雨过程数值模拟与诊断分析[J].气象与环境科学，2007，30（03）：45-49.

（责任编辑常阳阳）