2019年鹰潭3次大暴雨过程雷达回波特征分析

彭 莎，马中元，卢秋芳，余剑浩，桂圆圆

(1.江西省气象科学研究所，南昌 330046；2.鹰潭市气象局，鹰潭 335000；3.上饶市气象局，上饶 334000)

0 引言

江西汛期是暴雨或大暴雨多发时期。大暴雨天气常伴随着短时强降水天气，给社会带来严重影响；同时，大暴雨天气的预警预报和气象服务十分重要，有必要提高本地大暴雨的预报水平，因此文章对大暴雨过程进行分析。

国内外对暴雨的研究成果颇多，例如：陶诗言等指出，中国的暴雨尤其是极端强降水事件主要是由台风、锋面和从青藏高原及其周边地区东移过来的气旋性涡旋引起的，其中黄河中下游和海河流域的暴雨主要出现在7—8月，引起暴雨的天气系统是从四川移出来的α中尺度涡旋(西南涡)和从青海附近移出来的α中尺度涡旋(西北涡)所导致的[1]。俞小鼎[2]等通过暴雨过程中天气影响系统的尺度结构和中高纬度的系统配置等方面研究了暴雨过程的成因；周海光[3]等利用双多普勒雷达风场反演结果对台风外围螺旋雨带的中尺度结构特征进行了研究；曹春燕[4]等、张京英[5]等、刘淑媛[6]等分别利用风廓线资料研究了低空急流脉动与强降水之间的关系；夏文梅[7]等分析研究了低空急流的单多普勒速度特征。这些研究成果为文章提供了理论依据。

文章使用常规天气资料、自动站雨量数据、江西WebGIS雷达拼图等资料，对2019年鹰潭3次大暴雨过程进行分析，试图了解和认知鹰潭市汛期大暴雨天气过程的天气系统、雷达回波特征，为鹰潭大暴雨天气的预警预报和气象服务提供科学依据。

1 天气实况与天气背景

1.1 降水实况

在鹰潭3次暴雨过程中，均出现了大面积的暴雨和大暴雨区，主要分布在浙赣铁路沿线附近，鹰潭市处于暴雨区中。从降水强度上看，3次暴雨过程中以6月21—22日的暴雨过程最强，7月7—8日暴雨过程最弱，而6月6—7日的暴雨过程介于二者之间。

在6月21—22日的暴雨过程中，江西省48个国家站出现了暴雨，其中23个国家站出现了大暴雨，宜春市降水量为190 mm，为最强暴雨。7月7—8日暴雨过程中，江西省22个国家站出现了暴雨，其中只有9个站出现了大暴雨，最强暴雨点在萍乡，降水量为166.3 mm。6月6—7日的暴雨过程中，有35个国家站出现了暴雨，其中有12个站出现了大暴雨，最强暴雨点在永丰县，降水量为179.5 mm。

3次暴雨过程的暴雨落区均近似东西向，与副高边缘北沿和中低层切变走向相一致，但暴雨区面积有明显的差异。6月21—22日暴雨过程面积最大，从赣北南部一直到赣中南部，而且北部的环鄱阳湖地区也为暴雨区。6月6—7日暴雨面积次之，主要为赣中地区，但东北部延伸到了上饶南部和抚州的南部地区。7月7—8日暴雨区最窄，且呈明显的带状，无论是暴雨区还是大暴雨区，其面积均不到6月22日暴雨面积的一半。

3次暴雨过程中，虽然鹰潭市均处于暴雨区，但鹰潭、贵溪和余江3站出现的雨量不同。6月6—7日暴雨过程中，只有鹰潭市1个站点出现了大暴雨(101.0 mm)；而6月21—22日暴雨过程中，贵溪和余江两个站点出现大暴雨(131.7 mm和105.6 mm)；7月7—8日暴雨过程中，余江1个站点出现大暴雨(109.4 mm)。

由此可见，副高边缘北沿和中低层切变线的走向，是决定暴雨带走向的一个重要因素，且此形势下暴雨带位于切变线附近。

1.2 3次大暴雨短时强降水分布

鹰潭市3个国家站(鹰潭、贵溪、余江)短时强降水(30 mm/h)和超短时强降水(10 mm/10 min)[8]分布显示，3次大暴雨过程中，有2次出现了短时强降水，1次没有出现短时强降水。

1)6月6—7日大暴雨过程中，鹰潭站出现短时强降水(6月6日20：00—21：00，47.8 mm)。

2)6月21—22日大暴雨过程中，鹰潭、余江、贵溪市3个站均出现了短时强降水，其中鹰潭21日和22日出现了两次短时强降水，①6月21日18：00—19：00，短时强降水量29.8 mm，四舍五入达到30 mm，②6月22日00：00—01：00，短时强降水量32.8 mm；余江22日00：00—01：00短时强降水量45.6 mm；贵溪22日01：00—02：00短时强降水量62.2 mm。

3)7月7—8日大暴雨过程中没有出现短时强降水。

6月6—7日和6月21—22日大暴雨过程中，最大小时雨量分别为：47.8 mm和62.2 mm。7月7—8日大暴雨过程中，虽然没有出现短时强降水，但从逐小时雨量可以看到，降水持续时间比较长，雨强均匀，累计雨量达到大暴雨。

在短时强降水过程中，还伴有超短时强降水。6月6日20：00—21：00，鹰潭出现的47.8 mm/h短时强降水中，伴随26.2 mm/10 min超短时强降水(20：03—20：40)；6月21日18：00—19：00，鹰潭出现的29.8 mm/h短时强降水中，伴随12.2 mm/10 min超短时强降水(18：20—18：30)。6月22日00：00—01：00，余江出现的45.6 mm/h短时强降水中，伴随2段(17.8 mm、10.9 mm/10 min)超短时强降水。6月22日01：00—02：00，贵溪出现的62.2 mm/h短时强降水中，伴随4段(13.8 mm、10.5 mm、11.7 mm、10.7 mm/10 min)超短时强降水。

综上所述，在大暴雨过程中经常会出现短时强降水和超短时强降水等中小尺度强对流天气；也有降水强度稳定，且持续时间较长的过程，即使没有短时强降水发生，也会形成大暴雨天气。

1.3 天气背景

2019年鹰潭3次大暴雨过程中，高低空天气形势的配置有相同之处，也有不同的地方。相同之处是3次过程中，中低层均出现了近似东北—西南向的切变，且切变位置几乎吻合，都处于高湿区中，500 hPa高空均处于副高北沿，均属于副高切变型暴雨过程。不同之处也较为明显，6月6—7日大暴雨过程中，高空有短波槽东移，且小槽转竖，高空588线呈东北-西南向从赣南穿过，中低层切变从赣东北经赣中从赣西南穿过，850 hPa低层处于比湿为14 g/kg左右高湿区中，低层10 m/s等风速线所围大风速区位于切变线以南，且靠近切变线，说明切变辐合力量较强。6月21—22日大暴雨过程中，没有短波槽东移，但处于东亚大槽的槽后西北气流中，所以高空有冷空气入侵暴雨区。高空588线呈近似东西走向，且位置略偏北，中低层切变位置偏北，位于赣西北上空，850 hPa低层也处于高湿区中，比湿达到了17 g/kg以上，说明中低层湿度特别大，低层10 m/s等风速线所围大风速区偏南，位于赣南上空，说明切变较宽，辐合力量相对较弱。7月7—8日大暴雨过程中，虽然有小槽东移，但低槽相对较横，副高偏东南，暴雨区完全处于副高588线的西北沿，中低层切变偏南，位于赣南北部至赣中上空，850 hPa低层处于比湿为15 g/kg的高湿区中，湿度介于前两次过程的湿度之间[9，10]。

由此可见，高空有小槽东移，且中低层切变辐合力量较强，即使中低层湿度相对小一些，也会产生强降水，并出现暴雨和大暴雨天气；高空有小槽东移，如果中低层切变辐合力量较弱，中低层湿度即使相对较大些，也可能不会出现短时强降水，但是此形势如果在某一地区稳定维持较长时间，同样会带来暴雨和大暴雨天气；高空没有小槽东移，但有冷空气入侵中低层切变上空，如果湿度特别大，即使切变辐合力量较弱，也会出现短时强降水，以及更强的暴雨和大暴雨天气。

2 雷达回波演变

2.1 2019-06-06—2019-06-07

从雷达拼图演变中发现(图1)，6日上午在赣北北部出现了一条回波带，带上回波强度不大，都是在25 dBz以下的非对流性回波。随着时间推移，回波带南压，至14：00，回波带上开始出现分散性对流回波，主体回波带基本稳定少动。此后，带上分散性对流回波开始通过发展、合并和移动等，演变成一条在浙赣铁路线附近的东西向强对流回波带。至18：00，对流回波带上位于江西境内东段的对流回波在东移过程中逐渐减弱，并迅速东移，中段的对流回波则逐渐增强，移速减慢，且其东北走向的下风方向逐渐有新的对流单体形成发展，西段位于湖南境内的对流回波强度有所减弱，且略有北抬，此时，带上的回波出现相间排列的回波群，到19：00仍然清晰可见(图1a)，这可能与切变线上空有短波槽东移有关。另外，从图中还可清楚地看到，中段回波逐渐发展演变成一条东北—西南向的飑线回波，飑线回波缓慢东移，到20：00(图1b)，鹰潭市处于飑线北端附近。21：00(图1c)，飑线移出鹰潭市，但强度变化不大，鹰潭市处于飑线后部的混合型降水回波中。22：00(图1d)，随着飑线继续东移，飑线开始逐渐减弱并趋于消亡，但飑线后部的混合型降水回波仍然维持，且大面积的回波强度在35 dBz以上，并稳定维持了近4 h。

图1 2019-06-06雷达拼图1 h CR产品回波演变

由此可见，宽广的切变回波带上有东北—西南向飑线回波形成发展，是6月7日大暴雨过程中最大的回波演变特征；飑线后部的混合型降水回波稳定维持较长时间也是此次过程的一个重要回波演变特征。

2.2 2019-06-21—2019-06-22

在此次过程中，21日17：00左右，在南昌县、进贤、东乡、余江一带开始有分散性对流回波形成，到18：00，对流回波迅速发展增强，并略有南压。19：00—22：00，这一带早期形成的对流回波在东移过程中不断减弱消亡，新的对流回波又不断生成发展，所以雷达拼图上一直表现为分散性对流回波维持。但在21：00左右，宜春东部出现一条由多个对流单体回波组成的短带回波，短带回波在东移过程中不断发展增强，并在其中部南北附近有新的对流形成发展。至23：00，对流回波发展演变成一个近似菱形的强回波群，回波群以东分散对流回波逐渐减弱消亡。到22日00：00，菱形强回波区发展演变成了宽带形强回波区，并开始影响余江县和鹰潭市，宽带回波周边的混合型降水回波面积明显增大。01：00，中心宽带强回波区逐渐演变成窄带形，强度略有减弱，但强回波带周围的混合型降水回波变成了回波密实，强度均匀，形状规则(近似圆形)的块状回波，强回波带位于块状混合型降水回波的中心，说明其中的对流回波已经变得有高度的组织性，并开始影响鹰潭市和贵溪市。02：00，回波继续东移并开始南压，强中心回波带开始弯曲，强度减弱，近似圆形的块状回波开始沿东西向拉长，强回波带扫过贵溪市，但仍受混合型降水回波影响。随着时间推移，块状回波迅速向东南偏东方向移动，并移出鹰潭市，强度也迅速减弱。除此，从图中可以清晰地看到，在整个回波演变过程中，强中心回波强度均没有超过55 dBz，混合型降水回波强度也没有超过40 dBz，但降水效率比较高。

因此，在此次过程中，雷达回波的主要演变特征是短带强对流回波逐渐发展演变成强回波带，居于中心的具有回波密实、强度均匀、形状规则的高组织性、高降水效率特点的块状回波。

2.3 2019-07-07—2019-07-08

从雷达拼图上可以看到，初期，在副高边沿的切变辐合带上开始出现一些松散的非对流性降水回波，随着时间的推移，辐合带上的回波不断发展演变成相对密实，强度相对均匀的带状回波，回波带上开始出现一些强度为45～55 dBz的分散性对流回波，至8日06：00(图2a)开始较为明显。回波带上的对流性强回波在东移过程中，迅速减弱消亡，同时后部又有新的对流性强回波形成与发展，然后东移。这些对流性强回波表现为中心强度小，面积不大，较为分散，生命期也较短，说明辐合带上的对流发展不旺盛。07：00(图2b)和08：00(图2c)，带上其他密实均匀的降水回波强度基本维持在35～45 dBz，这些回波虽然强度较小，但降水效率较高，它们从西部形成发展，然后东移，东移过程中，强度基本维持稳定不变。09：00—11：00(图2d)，回波带开始变宽，带上回波开始逐渐变得松散，强度也减弱。

图2 2019-07-08雷达拼图1 h CR产品回波演变

由此可见，在此次过程中，切变辐合带上长时间稳定维持的混合型降水回波是最大的回波演变特征。

3 短时强降水回波特征

3.1 2019-06-06鹰潭20：00—21：00，47.8 mm

由江西WebGIS雷达拼图20：10-21：00时段10 min CR产品图可知，影响此次强降水过程的主要是一条飑线回波，这条飑线回波东移发展演变过程中，飑线的大小、形状等基本稳定少变，但强度上有先增强后减弱的一个变化过程，虽然变化不大，对所经之处造成的降水天气影响却非常明显。

20：10，鹰潭市位于飑线以东两个对流云团之间的弱回波区中，到20：20，随着回波的东移，飑线以东的对流云团中，南部的减弱消失，北部的合并成为了飑线的一部分，鹰潭市处于飑线强回波东部边沿，但仍在弱回波区中。在20 min的变化过程中，飑线自身的强度一直维持50 dBz左右，形状上有细微的变化。到20：30，飑线强回波继续东移开始影响鹰潭市，鹰潭进入飑线强回波区中，飑线强回波带上开始出现55 dBz的分散性强中心区域，鹰潭市处于强中心区附近。到20：40，飑线强回波带上的55 dBz强中心区域面积增大，鹰潭处于回波带上的强中心区域内。在这10 min内，影响鹰潭市的飑线回波带上的强回波中心强度的变化虽然只有5 dBz，但对影响区降水效率上带来的变化却非常明显。在这1 h内，其他5个10 min均没有出现超过10 mm的超短时强降水，但20：30—20：40，出现了26.2 mm/10 min的超短时强降水，降水强度非常大，强回波带降水效率非常高。到20：50，强回波带东移过程中，中心强度有所减弱，飑线回波带略有变窄，但强回波带仍控制鹰潭市，直到21：00，飑线回波带才逐渐移出鹰潭市，鹰潭处于飑线强回波带西侧边沿的层状降水回波区中。

由此可见，飑线回波带的东移影响是此次短时强降水回波的最主要特征；强度变化不大，但降水强度大，也是此次短时强降水回波的一个重要特征。

3.2 2019-06-22鹰潭00：00—01：00，32.8 mm和余江00：00—01：00，45.6 mm

22日00：10，在鹰潭市的上游地区，有一群对流回波形成发展并东移，周围还分布着松散、不均的混合型降水回波，此时，鹰潭市处于强中心回波区东部边沿的混合型降水弱回波区中。随着时间的推移，分散块状对流回波逐渐发展演变成组织性更强的带状回波，强回波带东段稍有变窄，并向北微微凸起，因此，除了01：00因强回波带东移而开始影响鹰潭市外，其他时段鹰潭市均处于混合型降水的弱回波区中，而此时，强回波带东段已经开始松散减弱。这也是鹰潭市在22日00：00—01：00的各10 min时段没有出现10 mm以上的超短时强降水的主要原因。但由于混合型降水回波的高降水强度维持时间长，所以累计雨量同样达到了短时强降水的标准。

而鹰潭市余江县则不同，22日00：00—01：00余江县几乎一直处于强回波块或强回波带中，即使是00：20和01：00余江县处于强回波带的边缘，但仍然受强回波带的控制。虽然不同时段均处于强回波区中，但其降水强度却有明显的差别。前3个10 min时段，降水量均在5 mm以内，其中00：10—00：20只有1.1 mm的降水量，而后3个10 min时段，降水量明显偏大，还出现了两个10 min内出现10 mm以上的超短时强降水，其中以00：40出现的10 min雨量17.8 mm为最大。这说明在CR产品回波图上，即使回波强度相同，因发展期与强盛期水滴源的数量、大小和水滴层的厚度不同，降水强度也完全不同。

可见，对流性强回波带是影响此次短时强降水天气过程的最主要回波特征；强回波带周围逐渐变得均匀密实、降水强度较大的混合型降水回波也是此次过程的一个重要特征。

3.3 2019-06-22贵溪01：00—02：00，62.2 mm

此次短时强降水过程中，每张雷达拼图上均有相同的特征，即中心有强度在55 dBz左右的短带状强回波，周围有均匀密实的混合型降水回波。后期强回波带虽然强度变化不大，但开始有所松散，强回波带中间开始向东南方向突出弯曲，周围的混合型降水回波仍然均匀密实。另外，强回波带在缓慢东移过程中，贵溪市也一直处于其中，这将给贵溪市的降水带来较大的影响。强回波带的回波强度虽然没有变化，但周围混合型降水回波跟前1 h的回波相比，其宽广、密实、均匀等特征，足以说明此次过程中，对流回波的发展已经处于旺盛期。

由于整个短时强降水过程中，贵溪市均处于对流发展旺盛期的强回波带中，所以降水强度较强，稳定维持时间较久。整个过程中，降水强度强，1 h内出现了4次超短时强降水，另外2个时次的雨量也均在5 mm以上。说明降水强度强，高降水强度稳定维持的时间长，是此次短时强降水在3次大暴雨过程中强度最强的主要原因。由此可见，强回波带周边围着宽广均匀密实的混合型降水回波是此次过程中最大的回波特征。

4 结束语

文章使用常规天气资料、自动站雨量数据、江西WebGIS雷达拼图等资料，对2019年鹰潭地区3次大暴雨过程进行了分析，以期为鹰潭大暴雨天气的预警预报和气象服务提供科学依据。