2022年4月江西一次暴雨强对流天气过程及对农业的影响分析

2023-03-22陈鑫裕肖阳李明胡

农业灾害研究 2023年12期

陈鑫裕肖阳李明胡

摘要江西省是我国重要的工农业生产基地。近年来，随着全球气候异常变化，江西省的强对流天气频发，严重威胁了当地工农业的安全生产。选用常规气象观测资料、NCEP再分析资料等，重点分析了2022年4月25日发生在江西省的一次暴雨强对流天气成因。结果表明：（1）本次强对流天气以雷暴大风、短时强降水、强雷电为主，且表现出强度大、影响范围广等特点，为历年之罕见。（2）“上干下湿”、高层辐散、中层低槽、低层辐合线、地面气旋、超低空西南急流、强盛的低空西南急流是本次强对流天气的主要影响系统。（3）此次强对流过程的发生、发展的有利条件包括对流有效位能和风垂直切变强烈，层结不稳定性较强，中层干区，低层显著的暖平流等。

关键词雷暴；强对流天气；雷达回波；农业；江西

中图分类号：P458.1+21.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis of A Rainstorm Severe Convection Weather Process in April 2022 in Jiangxi and Its Impact on Agriculture

Chen Xin-yu et al（Yiyang Meteorological Bureau， Shangrao， Jiangxi 334400）

Abstract Jiangxi was an important industrial and agricultural production base and one of the economically developed regions in China. In recent years， with the abnormal global climate changed， various types of severe convective weather had occurred frequently in Jiangxi， posing a serious threat to the safety of local industrial and agricultural production. Based on conventional meteorological observation data and NCEP reanalysis data， this paper focused on the analysis of the causes of a rainstorm severe convection weather in Jiangxi on April 25， 2022. The results showed that：（1） the severe convective weather was dominated by thunderstorm gale， short-term heavy precipitation， strong lightning， and showed the characteristics of large intensity and wide influence range， which was rare in the past years. （2） “upper dry and lower wet”， high-level divergence， middle level low trough， low-level convergence line， ground cyclone， ultra-low altitude southwest jet， strong low-altitude southwest jet were the main influencing systems of this severe convective weather. （3） The favorable conditions for the occurrence and development of the strong convection process include strong convection effective bit energy and vertical wind shear， strong layer junction instability， middle dry area， and significant warm advection in the low layer.

Key words Thunderstorm; Severe convective weather; Radar echo; Agriculture; Jiangxi

強对流天气是自然界中常见的灾害性天气现象之一，具有系统尺度小、突发性强、生命史短、移动速度快且破坏力强等特点。同时，强对流天气发生时往往伴随风大雨急、电闪雷鸣等天气现象，对民众日常生活、农业生产的影响不容忽视[1]。

江西省位于中国东南部，其东部靠近浙江省、福建省，南部接近广东省，西部毗邻湖南省，北部与安徽、湖北等相互接壤。全省总面积为16.69万km2，境内包括丘陵、山地、盆地、谷地等多种地貌类型，整体呈南高北低的特点。受亚热带季风气候的影响，江西省强对流天气频发，轻则影响民众正常生活秩序，造成一定的经济财产损失，重则危及生命。

近年来，众多专家与学者纷纷针对强对流天气开展了大量的研究工作，且成效显著。许爱华等[2]通过研究指出，斜压锋生为中低层冷暖空气强烈交汇创造了有利条件，并产生了深厚对流。当500 hPa低槽经向度增加时，低层槽前暖平流较为显著，此时极易出现斜压扰动云，进而引发强对流天气现象，且具有良好的预报指示性；何文等[3]通过分析江西2017年8月17日强对流天气雷达回波演变与传播特征，得出本次强对流天气以雷暴、雷雨大风为主，急流脉动与强热力不稳定是其主要特征，降水的冷堆及午后赣北地面高温形成的强温度、湿度锋区是本次强对流回波发生、演变与移动的主要原因。

借鉴大量文献资料，以2022年4月25日发生在江西的一次暴雨强对流过程为例，重点从天气形势、物理量诊断等角度分析本次强对流天气成因，简述强对流天气对农业的影响及防御建议，从而尽可能减少暴雨对农业生产的影响，保障民众生命财产安全[4-5]。

1 天气实况

2022年4月25日，江西强对流天气以雷暴、大风及短时强降水为主，尤其是大风、强降水天气显著，表现出强度大、影响范围广等特点，为历年少见。

结合图1a可见，江西本次暴雨过程主要集中在宜春、九江与吉安东北部地区，全省平均降雨量为40.8 mm，以新干县平均降雨量最高为114.9 mm，樟树市次之，其平均降雨量为113.3 mm。据统计，全省有15个站点降雨量均在150 mm以上，以九江庐山市博物馆过程降雨量最大，为200.7 mm。本次强对流天气发生时还伴随有明显大风天气现象，大多数地区出现雷暴大风现象，以上饶市出现大风天气的站点数量最多，达41站；抚州站次之，有26站。

分析大风级别可见，江西出现8级以上大风频率最高，占到71%；有16个站点出现10级以上的大风天气，占比11%，主要出现在九江、抚州、赣州、上饶等地区。以鄱阳朱湖联圩25日12：08的风速最大，为29.6 m/s；临川国家站次之，其25日14：11风速达28.6 m/s。

统计本次强对流过程发生时的短时强降水情况可见，短时雨强大的站点主要为宜春站、吉安站，降水主要集中在25日傍晚至夜间；而24 h累积降雨量较大的站点主要包括九江站、吉安站与宜春站。吉安永丰君埠北寨的小时雨量最大，达63.7 mm，宜春万载鹅峰东溪水库小时降雨量次之，达62.3 mm。

2 暴雨强对流天气成因分析

2.1 天气形势分析

结合图2a可见，2022年4月24日20：00地面气旋与低槽的位置接近，其中前者出现在湖北中部地区，而后者位于110°N周边，此时江西省位于槽前位置处，但距离还比较远。850 hPa饱和区与500 hPa干区交汇于赣北北部，同时赣北850 hPa位置处还出现有显著的风速辐合，850、700与500 hPa显著气流也交汇于赣北，由此形成“上干下湿”的局面，低层辐合的环流形势为强对流天气的发生、发展创造了有利条件。

4月25日08：00（图2b），地面气旋与低槽均逐渐东移，850 hPa低涡向东逐渐移动至湖北东部地区，中低层急流旺盛发展，700 hPa与850 hPa西南风速分别达到23、18 m/s，925 hPa风速达到14 m/s，且以上三层急流交汇于赣北上空。此时，200 hPa高空分流区出现在赣北500 hPa低槽前部，由此构成低层辐合、高层辐散的高低空配置。同时，水汽与不稳定能量在西南急流作用下持续不间断地向江西省输送，为江西省强对流过程的发生与发展创造有利条件。到该日20：00（图2c），850 hPa与700 hPa切变线呈明显东移趋势，此时中低层辐合力量显著增强，使降雨强度也有所增加。

4月26日08：00（图2d），中低层急流明显南压，江西省中南部出现200 hPa分流区，强对流回波带也逐渐东移南压，至此，本次强对流天气过程趋于减弱。

2.2 物理量诊断

4月24日20：00（图3a），对流有效位能较为显著，且出现在500～400 hPa之间，属于明显的干区层。同时，低层东南风在高度顺轉作用下逐渐变化为西南风，可见出现了暖平流。中层出现强盛的西南急流，其风速在20 m/s左右。此时对流有效位能为1 855.1 J/kg，K指数、SI指数与抬升指数分别为41、-3.75与-4.49 ℃，可见层结稳定性极弱。同时，该时间段内风垂直切变明显，3～5 km风切变最高为20 m/s，0 ℃层较为适宜，出现在4.5 km高层周边，极易引发强对流天气，并对其发生、发展极为有利。

4月25日08：00（图3b），对流有效位能显著减弱，而中低层西南急流却显著增强，此时1 000 hPa西南风较强，超出12 m/s；850～700 hPa风速较高，在20 m/s左右；且有干层出现在600～500 hPa之间。尽管对流有效位能呈减弱趋势，但是其强度依然较高，达598.2 J/kg，此时K指数、沙氏指数与抬升指数分别为39.8、-2.26与-2.54 ℃。此时，南昌850 hPa气温达到20 ℃，并出现有暖中心，与500 hPa与其周边气温均差异显著。低层暖湿，中层出现干区，再加上气温变化显著，表明层结稳定性极弱，极易引发强对流天气现象[6]。

4月25日20：00（图3c），中层干区呈明显减弱趋势，整层水汽也接近饱和。700 hPa以上区域风随高度呈顺转变化，表现为暖平流；而600～500 hPa维持西南风，表现为冷平流，其厚度微薄。同时，K指数、沙氏指数与抬升指数等均呈减弱趋势，但依然维持一定的强度。以上参数特征与水汽分布状况对强对流过程的发生、发展极为有利[7]。

3 暴雨强对流天气对农业的影响

春季正值南方各地区农作物播种关键时期。江西省地处亚热带季风气候区，具备得天独厚的农业生产条件，有“鱼米之乡”的美誉。然而，随着此次明显的雷暴大风、短时强降水天气过程的影响，江西省农业生产受到了严厉打击。大风导致大面积植株严重倒伏，雷暴威胁田间劳作民众的生命健康安全，短时强降雨还极易导致田间内涝，一旦农作物长时间遭受雨水的浸泡轻者烂根，重则死亡[8]。

为有效防御强对流天气，各地区民众必须密切关注气象部门发布的天气预报、气象灾害预警预报信息，以确保灾害发生时可以第一时间采取有效措施保护农作物，减少气象灾害对农作物造成的影响及损失。同时，江西省各地区气象部门必须强化对强对流天气的监测、预警与预报服务，及时优化与完善气象信息传播设施与渠道，从而显著提升气象预报、气象预报的及时性。此外，相关部门要结合实际天气状况，适时开展人工防雹作业，以降低强对流天气造成的农业影响及损失，保障民众生命财产安全[9]。

4 结论

（1）本次强对流天气以雷暴大风、短时强降水、强雷电为主，且表现出强度大、影响范围广等特点，为历年之罕见。

（2）“上干下湿”、高层辐散、中层低槽、低层辐合线、地面气旋、超低空西南急流、强盛的低空西南急流是本次强对流天气的主要影响系统。中低层切变线逐渐靠近致使短时强降雨强度有所增加，随着高层辐散与低空急流的南落，强对流回波也显著南压。

（3）本次强对流过程的发生、发展的有利条件包括对流有效位能和风垂直切变强烈，层结不稳定性较强，中层干区，低层显著的暖平流等。

（4）强对流天气对农业的影响及危害严峻，相关部门与当地民众应强化对强对流天气的监测、预警与预报服务，及时优化与完善气象信息传播设施与渠道，从而引导民众密切关注天气信息，降低强对流天气造成的农业影响及损失，保障民众的生命财产安全。

参考文献

[1] 邹晓宏，陈鲍发，马中元，等.2022年4月25日江西暴雨强对流过程分析[J].江西科学，2023，41（1）：73-79.

[2] 许爱华，孙继松，许东蓓，等.中国中东部强对流天气的天气形势分类和基本要素配置特征[J].气象，2014，40（4）：400-411.

[3] 魏薇，杨彩云，李静.呼和浩特市雷暴大风天气形势分型和环境参数特征分析[J].内蒙古科技与经济，2023（6）：78-81， 85.

[4] 吳彩霞，袁晶，张琪，等.南通市一次特大暴雨成因及对农业的影响[J].现代农业科技，2023（7）：145-148.

[5] 邹斌.2019年8月龙口市一次暴雨天气成因及对农业的影响[J].现代农业科技，2021（2）：176-177.

[6] 朱灵芝，钱学成，王璐，等.2022年6月12-13日江西中南部暴雨成因与预报误差分析[J].气象与减灾研究，2022，45（4）： 253-263.