2020年09月11日至12日柳州市一次大暴雨过程成因分析

邹颖俊 苏小玲 赖锡柳

摘  要：利用常规气象观测资料、区域自动站资料和NCEP1°×1°逐6 h再分析资料对2020年9月11～12日柳州市大暴雨天气过程进行诊断分析，结果表明：此次过程在太平洋副热带高压和高空槽相对稳定维持的环流背景下，由高空槽、低层切变线、地面冷空气、低空急流以及超低空急流共同影响下产生的降水，具有降水持续时间长、雨区高度重叠、局地性降水强度大、夜雨特征明显等特点。该过程中的水汽条件、动力条件和不稳定条件配合较好，并且柳州北部的降水更为明显，主要还受到地形抬升作用和“列车”效应的影响。

关键词：暴雨  副高  高空槽  低空急流

中圖分类号：S164                          文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）06（a）-0059-03

Cause Analysis of a Heavy Rain-storm process in Liuzhou City on September 11-12，2020

ZOU Yingjun  SU Xiaoling  LAI Xiliu

（Liuzhou Meteorological Bureau， Liuzhou， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 545001  China）

Abstract： According to the conventional meteorological observation data， regional automatic station data and NCEP reanalysis data， the heavy rain process in Liuzhou city from September 11 to 12， 2020 was analyzed. The results showed that the process of the rainstorm is affected by the high-level trough， the low-level shear line， the surface cold air， low-level jet and the ultra-low-level jet under the relatively stable atmospheric circulation background of the subtropical high and the high-level trough. The process has the characteristics of long duration of precipitation， high overlap of rain area， high intensity of local precipitation and obvious night rain. The process has a good correspondence with water vapor， dynamic field and instability in the process. In addition， because of the effect of orographic lifting and the "train" effect， the precipitation is more obvious in the northern part of Liuzhou city.

Key Words： Rainstorm; Subtropical high; High-level trough; Low-level jet

柳州市位于广西壮族自治区中北部，属于中亚热带季风气候，是暴雨的频发区域。许多学者对暴雨及其影响系统做了相应的研究。李家文等人[1]对2017年7月初柳州特大暴雨过程进行了分析，研究表明高原槽、低涡切变和地面辐合线是此次过程的主要影响系统;副热带高压的稳定维，地面中尺度辐合线的长久维持为强降水提供了动力抬升的条件。陈碧莹[2]借助WRF模式对2016年7月19日发生在华北中南部一次特大暴雨过程进行了诊断分析和模拟研究，结果表明该暴雨发生于有利于华北暴雨维持的“东高西低”形势下，深厚的低值系统和加强北抬的西南急流是此次降水过程的重要影响系统。黄远盼等人[3]对2017年7月1～2日广西特大暴雨天气过程的环境条件演变特征进行分析，结果表明高空槽、西南风急流、低空切变线是此次降雨过程的低层辐合上升条件;边界层辐合作用对中尺度暴雨云团具有重要的触发作用。杨严等人[4]对2016年7月3～5日镇江暴雨进行了综合分析，结果表明副高位置的稳定少动减缓了低涡系统的东移，使江苏周围形成一种东高西低的阻塞形势，长时间滞留于华东地区，导致镇江降水的持续。赖锡柳等人[5]对2019年6月22～23日柳州市大暴雨天气过程进行综合分析，结果表明高层辐散、高空槽东移、低层切变线、低空急流相配合以及地面冷锋触发，共同导致大暴雨过程发生。

1  实况分析

2020年9月10日20时至12日20时，柳州市出现了一次大范围强降雨天气过程。全市有37个站出现了大雨，55个站出现了暴雨，28个站出现了大暴雨;最大雨量191.8 mm（融水白云站），最大1 h雨量62.2 mm（三江斗江东坪站）。强降雨主要集中在柳州市北部地区，三江县、融水县中北部和柳州市区出现了大到暴雨，局部大暴雨。此次过程发生短时强降水的时间段主要集中在夜间到第二天早上。该过程的主要特点：降水持续时间长，分布范围广，局地性降水强。

2  形势场分析

9月10日20时，500 hPa副高位于广西中南部，贵州西部有一短波槽东移。850 hPa切变线位于贵州中部，低空急流位于广西北部，地面为暖低压控制，柳州处于高空槽前、低层切变线右侧、低空急流左侧，更利于强降雨发生。11日08时，500 hPa槽东移南压至滇桂交界，850 hPa切变线南压至黔桂交界，西南急流更强盛，为暴雨所需提供充沛的水汽。11日20时，随着高空槽加深发展，副高有所减弱东退，柳州处于槽前以及副高西北侧的西南暖湿气流中;850 hPa切变线在黔桂交界一带维持，此阶段的降水属于高空槽、低层切变线、冷空气和西南急流共同影响产生的降水，由于低层切变线的位置较偏北，而且具有一定的列车效应，导致强降雨落区主要在柳州的北部地区。11日20时至12日20时，副高东退，随着高空槽的不断加深发展，柳州市南部地也出现暴雨。12日20时之后，系统东移减弱，此次过程的降雨趋于结束。综上所述，此次过程柳州处于槽前西南急流控制的高温高湿的环境条件下，高空槽和副高相对稳定的维持，同时冷空气的楔入使对流不稳定加强，强化了暖湿空气抬升以及不稳定能量的释放，导致柳州出现持续性大暴雨天气过程。

3  物理量诊断分析

3.1 水汽条件

充足的水汽供应是形成暴雨的必要条件[6]。广西上空的水汽条件相对比较好，水汽从中南半岛通过西南气流向广西输送;从相对湿度场分析，湿度大值中心位于桂北一带，百色、河池以及柳州一带的相对湿度700 hPa与850 hPa均超过90%。图1为两个强降雨时段850 hPa的平均比湿场图，由图可知850 hPa比湿大部达14 g/kg以上，表明在降水过程中水汽十分充沛。而且10日20时至11日20时柳州北部850 hPa的比湿都要高于南部，表明北部的水汽条件要优于南部，也一定程度上反映了柳州北部更有利于降水的发展。

3.2 不稳定条件

强烈的对流性不稳定也是产生暴雨的重要条件之一[7]，利用探空站资料对暴雨的不稳定条件进行分析，由探空站测得这两天的K指数分别为39.8℃和41.1℃，SI指数分别为-1.59 ℃和-1.78 ℃，CAPE值分别为2 142.9 J/kg和1 743.1 J/kg，过程期间，CAPE值和K指数都较高，SI指数较低，这表明大气处在对流不稳定的状态，有利于强对流天气的发生。到12日20时，河池探空测得对流有效位能（cape）急剧下降，仅有340.8 J/kg，SI指数转为正值，对流条件变差，表明降水过程趋于结束。

3.3 动力条件

暴雨发生还需强的上升运动。沿柳州中北部109°E作垂直速度的经向时间剖面图（见图2）。由图2可知11日20时至12日12时，850 hPa强的上升运动集中在25°N以北区域，12日02～08时出现最强上升速度中心，强度达60×10-2 Pa/s，位于柳州北部（25°～26°N之间），强的上升运动使水汽不断向上空输送，从而使降雨强度达到最大，这与柳州北部最强降雨发生的时间段相吻合;而柳州中南部的垂直速度在850 hPa上为下沉运动，700 hPa也只有较微弱的上升气流。到12日12时，柳州北部从850 hPa到700 hPa逐渐转为下沉气流，降水趋于减弱，而强的上升运动位于柳州中南部，此时的降水主要集中在柳州南部地区。而正值中心的西南侧和南侧有偏南气流汇入，更有利于对流不稳定能量的释放，从而使强降雨持续。

4  结语

（1）此次降雨过程是由高空槽、低层切变线、地面冷空气和低空急流共同影响的产生，还受到地形抬升作用和“列车”效应的影响，具有降水持续时间长、雨区高度重叠、局地性降水强度大、夜雨特征明显等特点。（2）在副高和高空槽的稳定维持的环流背景下，低空急流和超低空急流为此次暴雨过程提供了充沛的水汽和能量，其中湿度大值中心位于桂北一带，有利于强降雨的发生发展。（3）强烈的对流性不稳定也是产生暴雨的重要条件之一，探空图资料中的K指数、SI指数、CAPE值均显示此过程处在对流不稳定的狀态，有利于暴雨的发生。

参考文献

[1] 李家文，李宜爽，蓝燕丹.2017年7月初柳州特大暴雨成因分析[J].气象研究与应用，2019，40（1）：16-19.

[2] 陈碧莹.一次华北暴雨过程的维持条件及低涡演变机制研究[D].南京：南京信息工程大学，2019.

[3] 黄远盼，廖铭燕，陈华忠.2017年广西一次特大暴雨天气过程环境条件演变特征分析[J].气象研究与应用，2018，39（2）：14-19.

[4] 杨严，周备，孔启亮，等.2016年7月3至5日镇江连续性暴雨过程诊断分析[J].科技资讯，2018，16（20）：

105-107，111.

[5] 赖锡柳，刘蕾，李亚琴，等.2019年柳州盛夏一次大暴雨灾害过程成因分析[J].农业灾害研究，2020，10（4）：114-117.

[6] 陈业国，农孟松.2008年6月广西持续性暴雨的诊断与数值模拟[J].气象科学，2010，30（2）：250-255.

[7] 甘璐，邓长菊，李津.北京地区“7.21”特大暴雨不稳定能量诊断分析[J].气象与环境学报，2015，31（4）：1-6.