一次梅雨期短时强降水过程分析

李琼 刘洋

摘要：利用MICAPS3.1软件系统、多普勒雷达、卫星红外云图以及常规物理量要素等资料对2014年7月15日～16日九江地区梅雨期出现对流性短时强降水过程进行细致的分析。结果表明：由于受高空低槽影响不断的有冷空气补充，在宽广的低槽区不断分裂小槽引导冷空气南下，与西太平洋副高东强盛西南暖湿气流在九江上空附近剧烈交汇，暖湿气流携带源源不断的水汽进入九江市上空，同时受台风“威马逊”牵引作用，副高能量不断地结消耗，雨带先北抬，再南压，造成九江地区暴雨具有阴雨时间长，短时降水强度大的特点。由于对于强对流天气落区把握不准确期，对数值预报产品局地形势不能精确的展现，只能靠预报员经验来预报。导致这次过程的漏报和后期雨量的估计不足，但由于各个模式对于暴雨落区的预报和分析，也有一定的出入和分歧，对流性降水落区的预报还有待进一步的研究和发展。

关键词：短时强降水;强对流;副高;梅雨锋

一、 短时强降水过程概况

2014年7月15日～16日，受高空低槽东移、中低层西南急流配合地面辐合线的共同影响，九江地区出现了一次典型短时强降水过程，并伴有强雷电和短时强降水等强对流天气。国家站平均雨量达到63.9mm，九江站105.3mm为最大值。九江下属十一个国家站除个别站以外，均达到暴雨量级。区域站、山洪站以武宁县为最大，累计雨量177.5mm。主要的降水时段16日05时—28日07时及16日15时—28日17时两个时段，降水特点降水时间短降水量大。（见图1）

二、短时强降水形势特征分析

我们知道，短时强降水是指短时间内比较大强度的降水，降水量达到或超过某一量级的天气现象。作为一种中尺度系统，尝尝伴随雷雨大风、冰雹等一些强对流天气，会造成很严重的气象灾害。产生短时强降水的天气系统有：梅雨锋、西风带低槽、热带气旋、副高边缘急流等，所以短时强降水应该是在特定的一个天气形势下才能产生的[1]。

（一）环流背景

一般来说，短时强降水背景的基本天气系统特征是：梅雨锋、西风带低槽、热带气旋、副高边缘急流和局地强对流系统等[2]。

2.1.1

（二） 天气形势特征分析

要讨论强降水的持续性，就必须讨论行星尺度系统和天气尺度系统的稳定性等问题。梅雨锋、西风带低槽、热带气旋、副高边缘急流和局地强对流系统等是造成强降水的必要前提。

高层（200hPa）：南亚高压从高原上开始向东移动，高压脊线位于28°N左右（吉安、抚州一线）。在图中可看出，江淮流域维持一槽，高空急流加强，气压梯度变大。在九江地区上空，北侧的偏西风和南侧的偏西北风形成了一个明显的辐散区。

中层（500hPa）：西太平洋副高基本上是緯向型，略微有些东北——西南走向。从图3（b）中可以看出，西脊点的位置在15到16日期间一直维持在25°N左右，而低槽不断高空弱冷空气南下，九江处在长江中下游地区，其上空强盛的西南暖湿气流和从北方南下的弱冷空气在九江上空剧烈汇合，有利于锋生并且会给长江中下游一带带来源源不断的水汽。

低层：在梅雨期间，江淮流域是有一条静止锋停滞的，如图3（d）所示。静止锋从广西北部，经由湖南、江西到达江浙沿海地区。在15到16日之间，静止锋几乎是在这一区域呈现南北微调整。而850hPa或700hPa上，从孟加拉湾伸出一条西南急流，急流轴中心在此期间位于25°-28°N，最大值在18m/s。由于低空急流为对流行降水提供了不稳定层结和充分的水汽条件。如图3（c）呈东北—西南走向。

由此可见，位于下图的宜春、九江、吉安、上饶、景德镇地区，雨量达到大到暴雨量级，其中宜春单站累计最大值达到116.2mm，为大暴雨。这与欧洲中心的预报也基本上是一致的（图4）。而对于九江来说，中北部雨量就要大些，也是因为北边更接近对流中心的情况所导致。

综合来说，天气形势是有这样的特点：高层是辐散层，南北侧的气流加速了辐散，而低层则是西南急流强盛导致高空冷空气及副高对流交汇形成了明显的对流区域，在这种交汇情况下，对流作用尤为显著，为短时强降水大大提供了良好的条件。

三、雷达产品反演图分析

下图（图5abc）是九江多普勒雷达在7月15-16日期间不同时次的雷达反射率图和16日的某一径向速度图（d）。我们可以清楚的看见，影响九江的这次短时强降水，是以层状云为主的混合降水回波（0.5°仰角）。积状和层状混合云降水回波一般是具有絮状结构的。从16日03时开始，从湖南岳阳一带就不断有分散的对流回波向东移入九江市，在16日04时对流云团开始东移，形成了大片的混合云降水回波。在16日12时，回波明显减弱了一些，还是可以清晰地看见有3-4个对流云团影响九江市，直到16日13时以后，回波再次发展，又一次形成条形的混合云降水回波。而从16日13时01分的雷达径向速度图上看出，存在一条明显的“S”型零等速度线，风向随高度顺时针旋转，从RDA处的南风转为显示区边缘在对应高度上的西风，在雷达有效的探测范围内有暖平流的存在，风速逐渐加大。

四、卫星云图分析

图6反映出在这次暴雨主要时段，云带的分布和变化。

可以看出，云团从贵州中南部、湖南中部，一直到江西省北部再到江浙一带呈明显的带状分布，因此，可以清晰地看出锋面的位置。16日4时（图6a），在湖北、安徽、河南有一条云带，而湖南西部至九江市上空也有一条云带，在其交界处原地生成对流云团，发展向东移，并逐渐消失，而后有生成新的对流云团，并有明显的发展趋势，并影响九江市16日6时45分（图6b），也是高空低槽带下来的冷空气云带和九江市上空的暖区云带在16日6时45分（图6b）合并，发展成对流云团，呈东北西南走向，降水加强，有雷雨大风，短时强降水发生。在16日13时，又在该地区新生的对流云团并逐渐加强发展（图6c），使九江地区降水加强，并伴有雷电，大风等对流天气（图5b）。

五、热力条件

对于形成有利于对流发生的条件分析，我们不仅要看动力配置，还需要对影响天气的热力条件进行分析，保证形成对流的必要条件。

（一）相对湿度预报分析

所谓对流天气，其发生的过程是比较短的。一般持续时间一个小时到几小时不等，同时也需要一定的相对湿度场的支持。在15-16日主要的降水时段里，九江无论是在700hPa还是850hPa都处在相对湿度大值区中，相对湿度几乎都达到100%。下垫面湿度大，高湿区在九江上空存在的时间长，水汽条件良好（图7）。

（二）  K指数预报分析

一般来说，在K指数>34℃产生层结不稳定。由于前期高温持续，因此在北方冷空气南下的同时与南方暖湿气流剧烈交汇，产生了非常不稳定的能量。不稳定能量的释放，带来了雷电等强对流天气。由图8可知，九江市在15-16日，长江中下游一带有K指数的锋区，九江市K指数一直在40℃左右，可见九江地区持续处在不稳定区中，所以最易引起不稳定能量的释放，为雷雨天气创造了有利的不稳定条件[4]。

（三）假相当位温分析

与雨带相对应的，在假相当位温图上，从广西、湖南到江西一线都处在大值区，不断向东北方向移动伸出。在研究夏季强对流天气的过程中还发现θse的相对大值区和低层气流辐合的重叠区域往往就是强对流天气的发生区[3]。

六、检验分析

就这次过程来看，首先，ECMF模式预报产品的稳定性良好。图11是7月15日20时-16日20时500hPa预报场和各实况场的对比。从图中可以看出，有台风“威马逊”牵制作用，使得西太平洋副高的稳定维持，高空槽不断引导冷空气南下，冷暖不断地交汇，九江地区几乎稳定地处在584线边缘（图10）。其次，各家模式预报的都比较一致和稳定，在降水的落区上有一些略微的出入。日本降水图预报和ECMF模式几乎一致，在16日江西以北的地區有静止锋存在，并维持，不断的南北摆动，比ECMF模式预报更准确一些，但相对来说对于过程的预报还是比较可靠的，因地区的下垫面影响，落区预报的不确定性，导致预报准确率不高。

七、  结  论

1.九江在梅雨期间，一般来说500hPa高空槽可造成一股股弱冷空气南下到江南，而低纬副高也可使西北侧的暖湿气流为长江中下游地区提供源源不断的水汽输送。因此，北方的弱的干冷空气和南方的强盛暖湿气流及副高受台风“威马逊”牵制作用，使得副高稳定维持在九江上空剧烈交汇，使得对流性天气生成的基本形势，直到副高能量减弱雨带略有南压，后期副高能量加强，雨带北抬，降水结束。

2.对流天气的存在是有条件的。动力条件需要有低槽、切变线、西南急流、静止锋等等，热力条件需要水汽的辐合上升和不稳定层结的存在，使得不稳定能量能够释放。K指数一般是>34℃会有不稳定层结，K指数越大，不稳定能量越高，释放不稳定能量时天气也会伴随越剧烈的现象。

3.多普勒雷达和卫星云图资料对短时强降水的预报有着明显的指示意义[4]。从这次过程来看，强云带在九江地区上空缓慢东移，在强云带逐渐增强的时候，西边不断有新生的云团东移补充进入，使得对流云团加强。使得对流云团生成再到消亡的反复循环过程。

4.对于天气的预报，各个模式都有一定的指示作用。模式的稳定性对于天气预报的准确与否有着至关重要的意义。要学会善加把握各个预报模式，同时了解当地的地形地貌，不断的进行检验和误差的分析，才能在今后的预报中，尤其是灾害性天气，能更加准确合理地进行预报分析。

参考文献：

[1]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，唐东昇，天气学原理和方法，北京：气象出版社，1992，603.

[2]杨诗芳，郝世峰，冯晓伟等，杭州短时江江水特征分析及预报研究，浙江省省气象局，浙江.

[3]刘伟，陶祖钰，夏季强对流天气的急流核假相当位温研究，民航东北空管局沈阳空管运行中心气象中心 北京大学物理学院大气科学系，P433.

[4]李国翠，王丽蓉，多普勒雷达对强对流天气过程分析，石家庄市气象台，石家庄，050081.