2020年6月荆州地区一次强降水天气过程诊断分析

王露 刘蔚 刘晓 侯翌

关键词切变线维持;对流性降水;天气分析

0引言

强降水天气的分析和预报是气象业务的难点，尤其是暖区里的强对流降水，落区和强度均比较难把握。随着探测产品的丰富和数值模式的发展，人们对强对流天气发生发展的物理机制有了进一步了解。近年来，国内外有关强对流预报方法的研究已有许多成果。陈秋平等利用中尺度模式和探空资料在短时潜势预报方面做了大量工作。因此，对每一次过程进行认真的总结和分析，对强对流天气的预报有很大帮助。

1天气实况

2020年6月12日午后到14日白天，全市范围内，荆州区大到暴雨，其余大部地区暴雨到大暴雨，强降水时段主要为12日夜间和13日夜间。其中，12日白天到夜间荆州区中雨、其余大部地区大到暴雨，部分地区大暴雨，有20站雨量超过100mm，最大雨量公安闸口194.7mm：13日白天到夜间荆州区和沙市区中雨，其余大部地区大到暴雨，部分地区大暴雨，有14站雨量超过100mm，最大雨量石首桃花山镇142-8mm。

根据荆州市12日14：00～14日14：00累计雨量分布图可知此次过程特点：（1）累计雨量大，全市147个雨量站中有72个超过100mm，其中2站超过250mm，分别为公安南平301.3mm和公安闸口2弱.6mm;（2）降水效率高，有13站小时雨强超过50mm，最大小时雨量为77.1mm，出现在13日22：00～23：00监利站（图1）。

2成因分析

2.1环流形势

6月12日08：00～14日20：00，500hpa高度上我国主要受两槽一脊控制，槽脊经向度大，切断低涡稳定：副高呈东西向且逐步西升北抬，西部高压脊东北向发展，副高亦稳定维持。东西两低涡的发展迫使低槽经向发展且带动冷空气南下。12日20：00蒙古至湖南有一低槽逼近我省中东部：副高呈东西向，荆州市主要位于584线边缘。13日08：00～14日08：00，副高逐步西升，低槽逐步东移南压，且经向发展，冷暖交汇有利我市降水加强。14日20：00荆州市已为偏西气流，副高略有西升，荆州市降水基本结束（图2）。

中低层主要受低空急流和切变影响。从850hpa图上可以看出，切变线12日20：00由河南至重庆中北部横穿湖北省西北部，随着切变线逐渐东移南压，到13日08：00位于荆州市正上空，南风不断发展加强，造成12日夜间荆州市降水较强;13日20：00切变线经江苏一安徽一湖北一湖南西北部一线正处荆州市上空，至14日08：00从江苏到重庆东南部的横向暖湿切变线稳定维持在荆州市上空，使得13日夜间降水量再次积累，南风持续发展加强，降水持续，之后随着切变线东移南压，14日20：00南风减弱，降水结束（图3）。

从地面图上可见，地面以北风为主，有弱的辐合。12日14：00～20：00，地面輻合线自西向东穿过荆州全境内;13日02：00，新的地面辐合线在石首、监利交界处生成，到08：00，辐合线已至洪湖一带（图4）。

综上所述，1 2日14：00～14日20：00高空槽带动冷空气南下，副高稳定维持：中低层受切变影响，急流不断发展加强，荆州市主要位于低空急流左前侧：地面有弱辐合。从高层到地面都有利于强上升运动的发展，同时，西南暖湿气流提供了充足的水汽条件，有利的高低空配置为水汽耦合提供充分条件，共同作用下使荆州市12日夜间和13日夜间降水较强。

2.2天气系统

这次过程影响荆州市的天气系统主要是500hPa冷槽、850hPa切变、低空急流、副热带高压、地面弱辐合。

2.8探空分析

此次过程发生在12日午后-14日白天，因此，用降水开始前的12日08：00和降水发生时的12日20：00的探空图来进行分析。从荆州12日08：00探空图可看出：500hPa以下为西南风，高层为偏西风，有弱的暖平流;500hPa以下层结较不稳定，600hPa以下相对湿度较高，CAPE值在1000以下，此时离降水开始还早，水汽和能量条件均一般（图5）。

到12日20：00，监利探空图上300 hPa以下为西南风，200 hPa为西北风：自15：00开始荆州市自西向东陆续出现强降水，15：00N18：00强降水依次发生在松滋、公安和江陵，19：00～21：00强降水依次发生在石首、监利、洪湖：故选取12日20：00监利探空图来进行分析，此时监利探空层，CAPE值超过3 000，K指数超过40，200～300 hPa和500 hPa以下相对湿度都在80%以上，且低层西南气流发展，水汽和能量条件均较好。

从探空的前后变化则可以看出，低层南风在傍晚到夜间发展使得风速辐合增强，从而出现了大范围强降水。

第二阶段较强降水从13日22：00开始，降水较强时段为13日22：00～14日02：00，强降水依次发生在石首、监利和洪湖。

从降水开始前的13日20：00的监利探空图可以看到，CAPE已达1000以上，700hPa以下以偏南风为主，600hPa以上以偏西风为主，有弱的暖平流，1000～925hPa有垂直切变，湿层较深厚，600hPa以下有不稳定层结，此时，洪湖探空图的CAPE已达1400以上，为强降水的到来准备了条件（图6）。

13日22：00～14日00：00，强降水主要发生在石首和监利，14日00：00之后，雨带东移，洪湖一带降水较强。从13日23：00洪湖探空图可见，CAPE在1300左右，整个层结和温湿分布与左图类似，为洪湖00：00～02：00的降水准备了条件。

2.4云图分析

从本次过程云图演变可以看出，过程中有多个强对流云图的发生发展。过程开始前12日11：00，在荆州上游的宜都、枝江等地出现了对流云团，同时在荆州以北的钟祥、京山出现了对流单体：此后，在14：00荆州上游的对流云团和荆州以北的对流单体逐渐在荆州区、松滋、公安一带合并发展加强，主要影响公安南部，维持时间较长;到16：00，松滋和公安交界处仍有对流单体存在，大片的对流云团已覆盖监利和洪湖，且维持时间较长，造成12日16：00～21：00荆州地区的强降水（图7）。

第二阶段是13日，在经过17：00～21：00这5h的停歇后，降水在22：00再次加强，此时在石首和监利有较强的对流单体生成，尤其是石首上空的对流云顶明显升高，22：00～23：00内石首和监利站降水量分别为55.5 mm和77.1mm。随后对流云团逐渐东移，14日00：00-02：00，强降水主要發生在洪湖一带，到了14日上午，荆州地区以层状云降水为主，14：00云团已基本消散，荆州市降水逐渐停止。

2.5雷达回波分析

本次过程的强降水主要集中在两个时段。第一个时段是12日16：00～21：00，自西向东先后在松滋、公安、石首、监利和洪湖出现强对流，回波中心强度55～60dbZ，造成大范围强降水，且对流云团移动慢，维持时间长，使得荆州市降水累计量较大。

第二个时段是13日22：00-14日02：00，在14日00：06雷达组合反射率因子图上可见，石首、监利和洪湖上空已被覆盖大片降水回波（图8）。从22：00开始，石首境内开始有零散的对流单体回波生成，回波中心强度55 dbZ左右，随后回波单体开始迅速发展并组织化，到14日00：00，回波已朝东北方向发展到监利和仙桃，此时已造成石首、监利和仙桃的强降水，随后回波继续向东北方推进，且回波单体组织向东发展，造成00：00～02：00洪湖强降水。14日03：00之后，回波已发展为成片混合降水回波，对流性有所减弱，到14日08：00～11：00，荆州区降水又有所增强，但仍以层状云降水为主。13：00之后，荆州市回波趋于消散，降水逐渐结束。

3预报检验评价

3.1数值预报检验

12日08：00-13日08：00预报，EC、NCEP和华东模式均达到暴雨量级，华东中尺度模式最强，与实况更接近。

13日20：00～14日20：00预报，EC、NCEP和华东模式预报降水量级均偏小，华东模式对强降水的落区预报偏差也较大。

3.2省台指导与本站预报

表1和表2是对12日08：00～13日08：00和13日20：00～14日20：00省级指导预报、本台预报以及与实况的对比。12日08：00～13日08：00的预报更接近实况，13日20：00～14日20：00预报量级明显偏小。

4结语

（1）过程特点。此次过程主要受高空低槽、中低层切变线和低空急流共同影响，降水过程特征为：过程雨量大，雨带自西向东移动慢且持续时间长，强降水时段集中且强度大，伴随雷电大风等强对流天气。

（2）预报思路分析。12日08：00预计，随着西风槽东移，副高先东退后西伸，冷暖空气对峙，形势稳定，过程时间长：12日20：00预计，12日夜间急流加强，13日切变线南压，前期以暖区对流为主，后期冷切尾部系统性降水。此次过程对12日白天至13日白天的降水强度把握得比较准确，对13日傍晚至夜间的强对流估计不足：此次过程对

降水的开始结束时段把握较好，13日20：00-14日20：00时预报量级偏小。

（3）预报难点和经验体会。此次降水过程中，对流单体的生成和消散时间较难提前预测，强对流降水的落区和强度均比较难把握。因此，需要预报员一定要对每一次过程的天气系统进行分析全面，细致分析各影响因子之间的相互作用，不要遗漏各家数值预报产品的各要素场，加强天气会商，尽可能预报准确。