2022年赣州市一次极端区域性暴雨过程分析

张帆?刘云香?邱恬?张军

摘 要：利用常规气象观测、多普勒天气雷达、ERA-5再分析资料，对2022年6月发生在赣南的1次致灾性暴雨过程进行了综合分析。结果表明：此次暴雨发生在西风槽东移和切变线南压、西南急流加强的环流背景下，前阶段降水为西南急流加强的风速辐合的暖区暴雨，后阶段为锋面暖区一侧暴雨；在“暖区暴雨”的2个降水集中时段中，雷达回波均呈带状分布，且回波形态的方向与其移动方向平行，容易导致“列车效应”而带来暴雨天气。从韶关雷达双偏振参量上发现，ZDR和KDP能在一定程度上反映降水强度，由于2个“暖区暴雨”集中降水时段均未出现冰雹，因此，CC都接近1；在“锋面暴雨”中，降水主要出现在冷锋前，由于冷锋前沿的暖湿气流水汽丰富，带来的锋前降水雨强较大，且由于锋面移动速度不快，因而累积雨量大而产生暴雨。

关键词：暖区暴雨；锋面暴雨；双偏振雷达

中图分类号：P458 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–0-03

近年來，由于天气气候区域异常，灾害性天气呈多发、频发的态势。暴雨作为最常见的一种灾害性天气，国内外学者从大气环流[1-2]、中小尺度特征[3-4]和物理量场[5]上已经开展了不少研究，最常见的暴雨主要分为暖区暴雨和锋面暴雨。暖区暴雨的提出最早指的是出现在华南前汛期的暴雨，定义为距离地面冷锋较远发生的暴雨[6]。如今，不受冷空气影响的而产生的暴雨均可被称为暖区暴雨。暖区暴雨降水常呈现较典型的短时强降水的夜雨特征，给当地群众生命财产带来了巨大的威胁。暖区暴雨的预报难点在于其触发机制相比其他类型的暴雨特征更不明显，同时由于地形对暖区暴雨的影响也不容小觑，因此，在日常业务中对暖区暴雨的空报和漏报时有发生。正因如此，暖区暴雨常作为预报技术研究的关键问题[7-9]，赣州之前对这种类型降水的研究较少，基于此，对此次暴雨过程进行分析，利用再分析资料对物理量特征进行分析，归纳赣州暖区暴雨预报的着眼点。

相较于暖区暴雨，目前各家主流预报模式对锋面暴雨的预报准确率更高，并对相应天气系统的变化更敏感[10]。已有相关研究表明，发生在锋面附近的暴雨往往是由低层锋面和地形共同作用而触发的[11]，而强降水出现的时间段与锋面移动有较好的对应关系，因此，在此次过程中的锋面暴雨阶段，利用天气雷达对锋面的特征展开了讨论。

1 暴雨实况和环流特点

1.1 暴雨实况

2022年6月11日20：00—14日20：00，赣州市出现了1次区域性的暴雨过程，全市平均雨量106.6 mm，平均雨量前三位为全南县207.8 mm、定南县193.0 mm、龙南市177.8 mm；站点降水最大全南县金龙镇兆坑村445.7 mm，区域性强降水时段为13日08：00～20：00。12日，赣州暴雨主要发生在南部，13日赣州降水出现了2条强雨带，中北部和南部，14日强降水则为赣州的中南部。此次过程降水从赣州南部开始，随着锋面、冷式切变线南压，又自北向南结束，赣州市的南部连续3 d均出现了暴雨，局部大暴雨，连续的强降水使得龙南市城区2/3面积受淹，受淹时间长达31 h，最高水深超2 m；瑞金市城区约50%面积受淹，受淹时间15 h，最高水深达2.75 m，此次过程降水强度最大时段主要集中在12—13日，降水特点为范围广、累积雨量大、短时雨强强、持续时间长，具有较强的致灾性。

1.2 环流背景

12日08：00，蒙古至我国的河套地区受高空冷涡控制，冷涡不断分裂小槽东传南落至中低纬，同时，印缅北部的南支槽小波动活跃，在广西和湖南之间不断有短波东传。13日08：00，随着冷式切变线南压至湖南和江西中部，赣州的中南部，尤其是南岭山区附近，受切变线南侧的西南气流控制，且形成了强的风速辐合区，广州和赣州站的风速差达12 m/s。同时，南支波动不断影响东移，13日20： 00地面冷锋到达赣州北部一线，赣州本站转为冷空气控制，但赣州南部仍处在切变南侧西南气流控制之下。14日08：00开始，冷空气扩散影响赣州南部地区至14日20：00，切变线南压至广东界内，强降水趋于结束。

2 物理量特征

2.1 动力条件

6月12日位于中西伯利亚的高压脊开始发展，位于蒙古的低涡不断南移、东移，位于其南侧的东亚槽从东北地区向南伸至31°N以南长江中下游地区，并伴随一定强度的温度槽。在此期间，江西南部不断有南支小槽东移，副高在华南沿海的维持，使东亚槽东移后与南支槽合并，赣南地区正位于合并槽的槽底，中层赣南12日08：00—13日20：00位于南支槽槽前正涡度大值中，13日20：00—14日20：00仍为正涡度区，但强度减弱。500 hPa辐散场强度非常弱，远远小于高层的辐散强度，这有利于水汽在中层的直接垂直输送而不扩散损失，这也是强降水的有利条件之一。

2.2 热力条件

温度场上，500 hPa我国河套附近的冷涡冷中心不断分裂，低槽东移携带冷空气南下，同时低槽前低于-5 ℃的冷平流从湖南南部扩散至江西南部，与低层源源不断的暖湿气流在广东北部和江西南部一带上空叠加，有利于上冷下暖不稳定层结的加强。

利用ERA5再分析资料发现，12日白天开始，在赣州的中南部出现1个CAPE高能量区，高能量锋区与其南部的强降水带相对应，12日14：00 CAPE中心值达1 200 J/kg以上，伴随着强降水的发生发展，能量得以释放，CAPE大值区13日02：00有所减弱。但13日08：00～14：00又开始发展，同时，CAPE大值中心附近925 hPa边界层还对应着一条高温高湿舌。随着降水的发展，高温区一直在赣州中南部维持。从925 hPa温度场可以看出，广东北部到江西赣州暖脊发展，中心温度达23 ℃。从K值分布来看，赣州中南部在强降水发生时12—14日维持一条准东西向的高温高能舌，K值最大达40 ℃以上，多数时间维持在36 ℃以上。由此可见，近地面层和低层具有较强的能量使得强降水得以发生发展。

2.3 水汽条件和不稳定条件分析

12日开始，强盛的低空西南气流使水汽从北部湾和南海不断向暖区输送，使暖区湿度不断加大，切变线的南侧出现12～16 m/s的低空急流，有利于水汽输送。同时，江西南部出现了大范围的T-Td＜0的区域，暖湿势力进一步增大。

11—14日华南上空850 hPa比湿持续维持在14～17 g/kg，赣州在过程开始的12日08：00 850 hPa比湿为15 g/kg，12日20：00增大至16 g/kg，直至过程结束，赣州站850 hPa的比湿持续维持在15 g/kg。强降水结束后，14日20：00起，赣州比湿则明显减小为10 g/kg；低层925 hPa比湿在12—13日显著增大，从16 g/kg增大至18 g/kg。

在强降水发生前，周边所有站均在38 ℃以上，且所有站的SI指数均小于0 ℃。此时一旦出现短波槽触发不稳定能量，非常有利于强降水等强对流天气的出现。不稳定能量一直持续至13日08：00，13日20：00，随着切变线的南压，赣州和郴州的K指数降至36 ℃以下，且SI指数大于0 ℃；但广东的广州和河源站，其不稳定能量仍然持续。因此，在12—13日，赣州及周边站的不稳定物理量持续较高，有利于赣州出现较强的对流性强降水，此次降水过程中，在所在周边区域的强降水最强阶段时，探空站SI＜-2 ℃。

从850 hPa假相当位温（θse）可知（图2），12日02：00—14日08：00赣州中南部一直处θse大值区， 随着急流加强的北抬和切变线南压，暴雨区域逐渐从赣州南部暴雨阶段转到中部暴雨阶段，后降水落区又南压回赣州南部地区。因此，θse850与强降水落区也有较好的对应。

3 雷达特征分析

此次区域性暴雨天气过程主要分为12—13日“暖区暴雨”和13—14日“锋面暴雨”2个阶段，从雷达回波的移动发展方向可知，12—13日的移动方向为西南至东北，13—14日转为西北至东南。为了便于分析此次降水过程中的雷达图像特征，选取过程累计雨量最大的兆坑村作为参考对象。共有3个降水相对集中时段：12日08：00～14：00、13日02：00～17：00和14日04：00～10：00，3個降水集中时段对应的最大小时雨强分别为12日11：00 17.7 mm、13日10：00 45.6 mm、14日05：00 24.5 mm，其中，前2个降水集中时段成因是西南暖湿气流影响而产生的“暖区暴雨”，而第3个降水集中时段成为因冷锋南下带来的“锋面暴雨”。由于该站点靠近广东，故同时选用赣州雷达和韶关雷达资料展开讨论。为发现暖区暴雨的一些雷达特征，主要分析第一、二降水集中期的雷达特征。

在韶关雷达剖面图（图3）上，全南上游的广东境内回波发展高度约为10 km，回波质心强度为45 dBz，质心高度较低，为2.5 km，由于赣州雷达站点距离回波较远，无法探测到较低的质心，因而相近时次赣州雷达反射率强度偏小。质心ZDR为0.5～1.5 dB，且随着高度降低其值增大，KDP为0.75°～1.7°/km，CC接近1，说明雨滴在下降过程中增大。KDP剖面上可明显看到KDP柱，表明此处有一定的上升气流存在。

第3个降水集中时段回波特征：6月13日20：31赣州雷达图可以看出大片强度大于35 dBz的回波，最大强度超过45 dBz，在1.5°仰角径向速度图上，低层为偏北风，高层为偏西风，风随高度逆时针旋转有冷平流。

在20：30韶关雷达图上，回波主要出现在雷达站东侧，与赣州雷达站相比，能更完整地展示赣州南部雷达特征，全南回波最大强度为45 dBz。在其1.5°仰角径向速度图上可以明显看到锋区自西北向东南穿过雷达站，锋前为西南风，锋后为西北风，且风速随高度增加。同时对比组合反射率图和径向速度图可以发现，降水回波主要出现在锋区暖的一侧。

4 结论

（1）暴雨发生在高空显著辐散区，低空急流顶端和左侧、低层辐合线附近，以及SI＜-2 ℃相重叠的区域。

（2）在“暖区暴雨”的2个降水集中时段，雷达回波均呈带状分布的特点，且回波形态的方向与其移动方向平行，均为自西南向东北，强度主要在30～40 dBz之间，容易导致“列车效应”而带来暴雨天气。

（3）从“暖区暴雨”2个降水集中时段的累计雨量可以发现，13日凌晨至13日下午的雨量及最大小时雨强均大于12日白天。主要原因是13日西南暖湿气流有所加强，在韶关雷达双偏振参量上表现为更大的ZDR和KDP，说明ZDR和KDP能在一定程度上反映降水强度，由于2个“暖区暴雨”集中降水时段均未出现冰雹，因此，CC均接近1。

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