吉安市2019年7月7—9日连续暴雨过程分析

陈美好，余小平，胡犁月，肖蔓婷，叶存业

1.新干县气象局，江西新干 331300；2.吉安市气象局，江西吉安 343000；3.吉安县气象局，江西吉安 343100

暴雨是我国主要的气象灾害之一，也是气象科研部门研究的重点[1-2]。为减少暴雨带来的灾害，需要不断对暴雨进行精细化预报，因此越来越多的专家研究分析暴雨过程，并找出暴雨产生的原因，以期能进一步提高暴雨的预报准确率，最大限度地避免或减轻暴雨带来的损失[3-5]。吉安市2019年7月7—9日的暴雨过程突发性强、累积雨量大、影响范围广，是一个比较典型的天气气候事件。因此选取该个例进行分析研究，以期对今后类似暴雨过程预报和气象灾害预警服务起到借鉴和参考作用。

1 天气实况及影响

2019年7月7—9日吉安市出现连续暴雨过程，全市平均降雨量为180.4 mm，县（市、区）平均雨量峡江县达到最大，为255.1 mm。最大点雨量出现在井冈山坳里站，为396.5 mm，全市共有249个站雨量超过100 mm，43个站雨量超过250 mm。本次暴雨过程还伴随着短时强降水，其中，小时最大雨强为54.2 mm，出现在永丰县沙溪镇。此次降水过程持续时间长，空间分布整体呈现北多南少的现象，对吉安市农业生产造成了严重影响。据有关部门统计，此次暴雨过程造成全市农作物受灾面积61 298 hm2，成灾面积49 391 hm2，绝收面积26 535 hm2，毁坏耕地面积246 hm2；位于地势低洼地带的村民房屋进水，通村公路被淹，部分农户的房屋倒塌或严重损坏。部分丘陵山区因突发强降水，导致山洪暴发，农田及水利设施被损毁；此期间正值早稻乳熟或成熟收割期，部分受影响区域田块被淹，水稻倒伏，对收割不利；局部稻田被洪水冲毁绝收，对产量有一定的影响。

2 环流形势特征

2019年7月7日08:00 500 hPa环流形势分析为“两槽一脊”，脊位于贝加尔湖附近，两槽分别位于西西伯利亚和我国东北部。其中在我国东北部槽具有一深厚的低压中心，冷空气随着短波槽的南下到达江西西南部，高空填图上江西省受到西南气流的控制，不断有暖湿空气从南海输送到江西境内（图1）。随着时间的推移，位于东北地区的低压中心东移南下到达渤海，但仍有短波槽将冷空气引导南下，江西中东部区域存在一冷中心，湖南的西部有一暖中心和一短波槽，而江西正处于槽前的位置，有利于气流上升，随着湖南以西的短波槽东移以及西南气流的水汽输送，有利于在江西产生降水。

图1 高空环流形势图

7日08:00 700 hPa的环流形势，江西上空存在一个暖中心，吉安上空有风向风速的切变线，此外，江西中南部受到西南气流的影响，不断有水汽输送。对8日和9日700 hPa环流形势分析，700 hPa的切变线一直维持在江西境内，持续影响吉安。结合500 hPa环流形势图，江西处于上冷下暖的形势，有利于冷暖空气交汇，易产生降水。

7日08:00 850 hPa高空图上，江西处于弱槽后部，主要受西南急流控制，急流强度可达20 m/s，在江西中部存在切变，且切边持续到9日才缓慢减弱，长时间切边维持有利于低层空气辐合上升。高空填图上反映在暴雨期间雨区附近的比湿一直维持在异常偏高的状态，其中850 hPa高度层的比湿达到15 g/kg，925 hPa层的比湿达18 g/kg，说明水汽条件十分充沛。

吉安地区受到西南急流的控制，不断有水汽从南海输送到吉安上空，且低层的比湿表现为异常偏高的状态。在水汽条件充沛和比湿较高的状态下有利于暴雨的发展和维持。

3 物理量场分析

3.1 风场

分析暴雨期间的风场可发现，400 hPa风场在吉安上空呈现弱反气旋性运动，风向为西南方向，有利于上层空气辐散下沉；850 hPa的风场呈现出西南急流，且存在气旋式切边，整个高度层都受到西南风的控制，不断有水汽输送到吉安上空，为降水提供了有利的水汽条件。高层反气旋配合低层气旋式切边也有利于上层干冷空气与低层湿暖空气交汇而产生降水。

3.2 散度场和相对涡度场

图2为2019年7月7日08:00 400 hPa和700 hPa的散度场，其中400 hPa及其以上的散度场在吉安上空为辐散的状态，而700 hPa以下的散度场呈现为辐合状态，这种上层辐散下层辐合的条件极易产生对流天气，造成强降水过程。7月8日和9日也呈现出高层辐散低层辐合的现象。相对涡度可反映气块的旋转程度和旋转方向，正涡度表明气块作反气旋式旋转，负涡度表明气块作反气旋式旋转。分析500 hPa和700 hPa相对涡度场可知，在降水期间，吉安上空500 hPa以上高度层的相对涡度为负值，700 hPa以下高度层的相对涡度为正，说明高层为反气旋性旋转，有下沉运动，低空为气旋性旋转，为上升运动。这种状态将导致高空冷空气与低空暖空气交汇，易产生降水。

图2 2019年7月7日08:00 400 hPa和700 hPa散度场

3.3 比湿和相对湿度

如图3所示，2019年7月7日08:00 850 hPa比湿可达15 g/kg，此外对500、700、1 000 hPa高度层的比湿分布，可看出吉安500 hPa比湿达到8 g/kg，700 hPa比湿分别为10 g/kg，1 000 hPa比湿为22 g/kg，8日和9日850 hPa的比湿均超过14 g/kg，属于异常偏高的状态，极易产生暴雨。对相对湿度场分析可以发现吉安500 hPa的相对湿度为70%，1 000 hPa的相对湿度达到90%以上，水汽条件较为充沛。比湿和相对湿度场都反映了吉安上空水汽条件良好，有利于连续性降水的产生。

图3 7月7日08:00 850 hPa比湿分布

3.4 探空资料分析

探空资料选取温度对数压力图和假相当位温曲线图进行分析。其中假相当位温θse相当于湿空气通过假绝热过程将水分全部凝结降落后所具有的位温。假相当位温考虑了气压、水汽的凝结和蒸发对温度的影响，是一个温度、气压、湿度包括在一起的综合物理量[6-7]。通过2019年7月7日08:00的T-logP图 可 以 看 出，在350～550 hPa、750～1 000 hPa存在湿层，550～700 hPa是干层，CAPE值为3 153.8 J/kg，K值为35，不稳定能量较大，极易产生对流性天气（图4）。从7日08:00各高度层的假相当位温曲线图可看出，1 000～700 hPa大气中的假相当位温随高度而降低，且1 000 hPa与700 hPa的θse相差20K，说明低层大气中存在对流不稳定，易产生对流性降水。而700 hPa以上假相当位温随高度而递增。8日08:00的探空图上也存在深厚的湿层，其中270～450 hPa、600～1 000 hPa以下均为湿层，中间存在干层，其CAPE值为1387 J/kg，K 值为41.6；大气中的假相当位温随高度而降低，存在较强的对流性不稳定，有利于产生强降水。9日350 hPa到地面存在深厚的湿层，CAPE值为540.8 J/kg，K值为38.1，大气中的假相当位温随高度而降低，但是两者之间差值不大，对流不稳定较弱，暴雨逐渐减弱。总体而言，2019年7月7—9日的水汽条件充沛、对流有效位能较高、K值较大，有利于产生强降水。

图4 7月7日的T-logP图和各个高度层的假相当位温曲线

4 雷达回波分析

由于受到高空槽、低空切变的作用，西南气流不断将南海的水汽输送到吉安，为此次暴雨过程提供了充分的水汽条件。在暴雨前期不断有云区在吉安上空自西向东发展，并出现层状积状的混合云系。2019年7月7日凌晨，降水回波开始从湖南境内移入吉安北部，由于热力不稳定条件的存在，降水回波迅速在吉安境内发展，回波强度最大可达50 dBz。8日凌晨出现降水间歇期，8日06:00系统性降水回波再次移入吉安境内，主要影响了吉安西部北部地区，8日夜间降水回波影响全市范围，直至9日傍晚吉安上空的回波明显减弱，降水也随之减弱，此次降水过程趋于结束（图5）。7—9日受西南风的影响，不断有水汽输送到吉安，导致吉安上空不断有云系生成，在雷达回波图上呈现出明显的“列车效应”。

图5 降水集中时段的雷达回波拼图

5 小结

（1）此次降水过程主要受高空槽、低空切变以及西南气流共同作用下产生。500 hPa 高度场上江西存在一冷中心，而700和850 hPa 高度场上江西处于暖区，上冷下暖的形势使得700和850 hPa 的切变线维持稳定，受到西南气流的影响不断有水汽的输送，为连续性降水提供了有利条件。

（2）分析此次暴雨过程的物理量场可知，其散度场和相对涡度场均反映高层有辐散下沉气流，低层有辐合上升气流，为高低层冷暖空气交汇提供有利条件，易形成对流性天气。比湿和相对湿度场都反映了吉安上空水汽条件良好，其中850 hPa 的比湿达到15 g/kg以上，低层相对湿度在 90%以上，有利于连续性降水产生。温度对数压力图反映此次过程具有较大对流有效位能，K值也在35℃ 以上，具有良好的垂直运动条件，易产生连续性的降水。

（3）在降水过程期间由于受西南风的控制，在雷达回波图吉安上空上不断有自西向东的层状积状混合回波出现，形成列车效应，以至于出现长时间的暴雨过程，过程中回波强度最大超过50 dBz，给部分地区带来了短时强降水。