2011年浙江梅汛期強(qiáng)降水成因分析*

曾欣欣 黃新晴 滕代高

(浙江省氣象臺，浙江杭州310017)

2011年浙江梅汛期強(qiáng)降水成因分析*

曾欣欣 黃新晴 滕代高

(浙江省氣象臺，浙江杭州310017)

利用浙江省69個氣象站和1600個中小尺度自動站的降水資料、MICAPS3．0版現(xiàn)有的溫度、Qse、鋒生函數(shù)和NCEP1°×1°再分析資料，對2011年浙江梅汛期降水進(jìn)行分析。得出，2011年6月上旬新西伯利亞群島和烏拉爾山地區(qū)兩個阻塞高壓的建立，阿留申群島低渦、我國東北低壓和副熱帶高壓的偏強(qiáng)，印度和南海季風(fēng)爆發(fā)時間早，阿拉伯海、孟加拉灣、南海的西風(fēng)和西北太平洋東風(fēng)強(qiáng)度強(qiáng)，副高脊線穩(wěn)定維持在23°N，是2011年浙江入梅時間早的主要原因;“米雷”強(qiáng)熱帶風(fēng)暴北上轉(zhuǎn)向，副熱帶高壓西伸北跳到北緯30°N，浙江梅雨結(jié)束。700 hPa和850 hPa長達(dá)20 d左右持續(xù)維持西南急流，為連續(xù)大雨到暴雨提供了熱量和充沛的水汽;暖濕空氣上方有弱冷空氣活動，有助于雨量的加大;θse密集區(qū)的形狀可以判斷降水的強(qiáng)弱;強(qiáng)降水期間對流層下層均有明顯的鋒生出現(xiàn)。

梅汛期;暴雨到大暴雨;大氣環(huán)流;季風(fēng);θse;鋒生

0 引言

2011年6月3日—6月25日浙江出現(xiàn)連續(xù)性的暴雨到大暴雨天氣。6月3日08時—6月26日08時全省平均雨量344．9 mm(包括中小尺度站，下同)，其中衢州、杭州、紹興、湖州、寧波地區(qū)平均雨量分別為588．1 mm，532．2 mm，459．7 mm，402．6 mm，397．5 mm，其中單站前 5位降水量最大值杭州臨安的大明山920．8 mm、衢州開化的蘇莊914．6 mm、杭州淳安的金尖村891．2 mm、杭州建德的上姜 819．3 mm、杭州臨安的清涼峰803 mm。500 mm以上有356站，300 mm以上有931站，200 mm以上有1130站(圖1a)，暴雨范圍大，強(qiáng)度強(qiáng)為歷史所罕見。

圖1 6月3日08時—25日08時累計降水量(a)與湖州站降水時間系列(b)

1 2011年浙江梅汛期降水特征

1．1 2011年梅汛期開始早，結(jié)束也早

歷年來，浙江梅雨主要在浙北地區(qū)和浙中的西部地區(qū)，常年平均入梅日為6月14日，平均出梅日為7月8日。根據(jù)浙江梅雨的標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)出現(xiàn)5 d以上的陰雨天氣(日雨量≥1．0 mm，允許其中有2 d日雨量≤1．0 mm或有1 d無雨)，以后出現(xiàn)多陰雨天氣，無連續(xù)5 d或5 d以上的無雨天氣出現(xiàn)，以日雨量≥1．0 mm為梅雨開始，以嘉興(湖州)、杭州、嵊州、鄞縣、金華(衢州)5個代表站的多數(shù)入(出)梅日期為浙江入(出)梅日期，如果5個代表站的入(出)梅日期不一致時，主要參考嘉興(湖州)、杭州兩站的入(出)梅日期。同時參考副高脊線北跳到20°N左右，并穩(wěn)定在10 d以上。2011年浙江入梅日為6月4日，出梅日為6月26日，入梅日比常年提前10 d，出梅日比常年提前12 d(圖1b)。

1．2 降水強(qiáng)度強(qiáng)，范圍大，為歷史罕見

據(jù)統(tǒng)計，全省 500 mm以上有 356站，250 mm以上有1027個站，其中單站前5位降水量最大值杭州臨安的大明山920．8 mm、衢州開化的蘇莊 914．6 mm、杭州淳安的金尖村891．2 mm、杭州建德的上姜 819．3 mm、杭州臨安的清涼峰803 mm。500 mm以上有356站，250 mm以上有1027個站。湖州安吉章村1 h最大78 mm，衢州開化桐村12 h最大230 mm。全省有6．8萬km2出現(xiàn)250 mm以上降水，其中超過500 mm的達(dá)2．3萬km2。

1．3 暴雨到大暴雨過程多，雨量集中，過程間隔時間短

2011年6月3日夜里—6月25日梅汛期間，暴雨到大暴雨天氣過程多，共出現(xiàn)5段降水過程，前4次均為大范圍的暴雨到大暴雨，分別出現(xiàn)在6月3日夜里—6日、9—12日、13日夜里—15日和18—19日，最后1次強(qiáng)度弱，范圍小，為局部大雨到暴雨過程，出現(xiàn)在24—25日。

第1段暴雨過程，6月3日20時—6日20時累計雨量，全省平均為74 mm，主要雨量集中在浙北地區(qū)和浙中西部地區(qū)。各地區(qū)平均雨量100 mm以上的有杭州地區(qū)127．2 mm，衢州地區(qū)120．7 mm、紹興地區(qū)100．3 mm，全省100 mm以上有484站，150 mm以上有70站，200 mm以上有7站，其中最大的為杭州淳安的金尖村261．2 mm。

第2段暴雨過程，6月9日20時—12日20時累計雨量，全省平均雨量46．1 mm，主要雨量集中在浙北地區(qū)。各地區(qū)平均雨量最大的杭州地區(qū)73．4 mm、嘉興地區(qū)71．2 mm、舟山地區(qū)69 mm、湖州地區(qū) 65．5 mm、寧波地區(qū)62．2 mm，全省150 mm以上有3站，100 mm 以上有86站，其中最大的為杭州臨安大明山出現(xiàn)189 mm。

第3段暴雨過程，6月13日20時—16日08時累計雨量，全省平均累計雨量為89．9 mm，為2011年梅汛期雨量最大的一次過程，主要雨量集中在浙北地區(qū)的南部和浙中西部地區(qū)。各地區(qū)平均雨量最大的為衢州地區(qū)194．1 mm，杭州地區(qū)168．5 mm、紹興地區(qū)136．9 mm、金華地區(qū) 125．7 mm、寧波地區(qū) 101．4 mm，全省300 mm以上有19站，200 mm以上有155站，100 mm以上有653站，其中最大的為衢州蘇莊384．1 mm。

第4段暴雨過程，6月17日20時—19日20時累計雨量，全省平均累計雨量為59．4 mm，主要雨量集中在浙北地區(qū)和浙中西部地區(qū)。各地區(qū)平均雨量100 mm以上的有衢州地區(qū)129．3 mm，50 mm以上的地區(qū)有杭州94．1 mm、嘉興91 mm、金華85．1 mm、舟山83．5 mm、紹興78．2 mm、湖州76．9 mm、寧波66．4 mm，全省 200 mm 以上有19站，100 mm以上有257站，其中最大的為衢州生態(tài)園234．4 mm。

第5段暴雨過程，6月24日08時—25日20時累計雨量，全省平均累計雨量為12．6 mm，主要雨量出現(xiàn)在浙北地區(qū)，100 mm以上只有7站，最大杭州姚家山出現(xiàn)145．6 mm，屬局部暴雨過程(圖略)。

從以上5次暴雨到大暴雨天氣過程看，雨帶穩(wěn)定，強(qiáng)降水集中在浙中北地區(qū)的衢州、杭州、紹興、金華、寧波、湖州和嘉興等地區(qū);最強(qiáng)的降水為第3時段，其次是第1時段，第4時段為第3強(qiáng)，第2時段為第4強(qiáng)，第5段為最弱;每次強(qiáng)降水時段之間間隔時間短，第2、第3和第4時段的強(qiáng)降水盡隔1 d時間左右。

1．4 災(zāi)情嚴(yán)重

6月3日起出現(xiàn)連續(xù)性暴雨，6月3日08時—6月26日08時全省平均雨量344．9 mm，比常年梅汛期雨量284 mm偏多21．4%。引發(fā)了錢塘江流域性大洪水，錢塘江干流中上游蘭溪站洪峰水位33．72 m，超保證水位2．72 m，為1955年以來最高水位。新安江水庫是華東地區(qū)最大的水庫，2011年 6月20日水庫水位達(dá)107．18 m，超過汛限水位 0．68 m，是1999 年以來最高的水位。浙江省政府決定于6月21日開3孔泄洪。全省直接經(jīng)濟(jì)損失108億元，因災(zāi)死亡3人。

2 歐亞大環(huán)流形勢出現(xiàn)明顯異常

陶詩言［1－2］等對夏季暴雨的形成機(jī)理和歐亞洲上空大氣環(huán)流的季節(jié)變化及梅雨鋒的形成進(jìn)行了許多的研究;徐群［3］分析了近80 a長江中下游梅雨的特征，把梅雨分為早梅雨和典型梅雨，取得較好結(jié)果。本文利用NCEP1°×1°再分析資料，分析了全球2011年6月1—30日，上、中、下3旬的平均高度、距平發(fā)現(xiàn)，2011年6月上旬大氣環(huán)流與常年平均環(huán)流比較有明顯的異常，新西伯利亞群島和烏拉爾山地區(qū)兩個阻塞高壓的建立，阿留申群島低渦、我國東北低壓和副熱帶高壓的偏強(qiáng)是2011年梅汛期偏早的主要原因;“米雷”強(qiáng)熱帶風(fēng)暴北上轉(zhuǎn)向，副熱帶高壓西伸北跳到北緯30°N，是出梅日偏早的重要因素。

2．1 歐亞高緯度地區(qū)雙阻塞高壓

圖2 500hPa高度場和500hPa距平

圖2a，2b，2c分別為500 hPa 1971—2000 年6月上旬平均高度、2011年6月上旬平均高度和2011年6月上旬距平場圖。從圖3a可以看出，常年歐亞高緯度(50°N以北)6月上旬為平直的緯向性環(huán)流，有小振幅波動傳播。而2011年6月上旬平均高度，在新西伯利亞群島和歐洲西北部至烏拉爾山地區(qū)分別出現(xiàn)強(qiáng)而穩(wěn)定的阻塞高壓，高壓中心位勢高度分別高達(dá)556 dagpm和576 dagpm，并伴有18 dagpm和20 dagpm的位勢高度正距平。兩個阻塞高壓之間的阿留申群島切斷低渦明顯強(qiáng)于常年，中心值分達(dá)540 dagpm，距平達(dá)－6 dagp位勢，同時東亞大槽偏弱，阿留申群島切斷低渦西側(cè)至貝加爾湖地區(qū)為寬闊的低槽區(qū)，東北低槽明顯偏強(qiáng)，最大負(fù)距平值達(dá)－4 dagp位勢，烏拉爾山阻塞高壓東部至中國大陸30°N以北的中東部地區(qū)長時間維持西北氣流，西伯利亞冷空氣沿著西北氣流，經(jīng)貝加爾湖不斷東移南下到長江以南地區(qū)，由于副熱帶高壓的加強(qiáng)穩(wěn)定，脊線位于23°N，脊線西北側(cè)的西南氣流與北方不斷南下的冷空氣在30°N附近相遇，形成冷暖交界的輻合帶，這種環(huán)流形勢配置是浙江省比較典型的梅汛期環(huán)流形勢，典型的梅汛期環(huán)流形勢的提前出現(xiàn)是2011年浙江梅汛期偏早的原因。

2．2 副熱帶高壓脊偏強(qiáng)

從圖2可以看出，2011年6月上旬，西北太平洋副熱帶高壓脊偏西偏北偏強(qiáng)。588 dagpm線登陸東南沿海，588 dagpm西線脊點(diǎn)到達(dá)112°E，比常年平均偏西15個經(jīng)距，588 dagpm線北脊點(diǎn)到達(dá)28°N，比常年平均偏北3個緯距;副高脊線位于23°N，比常年平均偏北4個緯距;西北太平洋30°N以南海域至印度洋北部高度均為正距平，最大的2 dagpm正距平閉合線在我國東南沿海、東海及以東洋面;青藏高原東部至孟加拉灣持續(xù)維持低槽，低槽在東移過程中遇到西北太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)的阻擋，與副熱帶高壓西北側(cè)西南氣流的共同作用，產(chǎn)生強(qiáng)的西南氣流或低空急流，為浙江連續(xù)大雨到暴雨提供了熱量和充沛的水汽。6月22日14時“米雷”熱帶風(fēng)暴在菲律賓以東洋面生成，生成后向西北偏北方向移動，于6月25日經(jīng)過浙江沿海北上，副熱帶高壓減弱東退，脊線北跳到30°E，梅雨結(jié)束。

3 季風(fēng)環(huán)流與梅汛期暴雨

梅汛與季風(fēng)的關(guān)系，中國氣象學(xué)者在季風(fēng)環(huán)流的研究上取得了重大突破［4－5］。涂長望等［6］指出中國季風(fēng)的進(jìn)退有明顯的跳躍現(xiàn)象，梅雨鋒是東亞夏季風(fēng)向北推進(jìn)過程中，東亞大氣環(huán)流由春到夏過渡季節(jié)的產(chǎn)物。陳隆勛等［7］將東亞地區(qū)自春到夏的雨季分為副熱帶季風(fēng)雨季和熱帶季風(fēng)雨季。前者在4月初開始于華南北部和江南地區(qū)，主要由冷空氣和副熱帶高壓西側(cè)轉(zhuǎn)向的西南風(fēng)以及南亞地區(qū)冬春副熱帶南支西風(fēng)槽的西風(fēng)匯合形成。南海熱帶季風(fēng)爆發(fā)使副熱帶高壓向北推進(jìn)，副熱帶季風(fēng)雨帶也隨之由華南向北推進(jìn)，從而形成梅雨期和淮北、華北雨季。我們利用NCEP1°×1°再分析資料，分析了2011年6月1—30日，上、中、下3旬的季風(fēng)環(huán)流發(fā)現(xiàn)，2011年浙江梅雨與季風(fēng)有密切的關(guān)系。

圖3為2011年6月1—30日，上、中、下3旬的850hPa平均流場和平均全風(fēng)速。從圖3明顯看出，2011年6月上、中旬阿拉伯海、孟加拉灣、南海和西北太平洋有3支氣流。第1支氣流是120°E以東躍赤道氣流北涌與西北太平洋副熱帶高壓南側(cè)的氣流形成了西太平洋副熱帶高壓南側(cè)偏東氣流，并有急流存在，急流區(qū)域大范圍的東風(fēng)急流平均全風(fēng)速達(dá)10～12 m/s，平均全風(fēng)速正距平達(dá)3～5m/s，顯然西太平洋副熱帶高壓南側(cè)季風(fēng)明顯。第2支氣流為阿拉伯海和孟加拉灣的強(qiáng)勁的西風(fēng)氣流，稱印度季風(fēng)。6月上旬阿拉伯海和孟加拉灣平均全風(fēng)速達(dá)10～14 m/s，平均全風(fēng)速正距平達(dá)3～6 m/s。也就是說，印度季風(fēng)在6月初就已經(jīng)爆發(fā)，到6月中旬印度季風(fēng)到達(dá)最強(qiáng)盛。阿拉伯海和孟加拉灣平均全風(fēng)速高達(dá)14～19 m/s，平均全風(fēng)速正距平達(dá)5～7 m/s，南海南部也出現(xiàn)正距平達(dá)，有此可見印度季風(fēng)和南海季風(fēng)全面爆發(fā)。另有國家氣候中心提供的印度季風(fēng)和南海季風(fēng)指數(shù)(圖略)顯示，2011年印度季風(fēng)在6月第1候爆發(fā)，與2011年浙江入梅日提前1候出現(xiàn)，南海季風(fēng)在6月第2候爆發(fā)，與2011年浙江入梅日同步出現(xiàn)。第3支氣流為印度季風(fēng)的西風(fēng)在南海遇到西北太平洋副高南側(cè)來的東風(fēng)氣流，這2支氣流在南海合并轉(zhuǎn)向為南風(fēng)，沿著副高西側(cè)和西南側(cè)，由南風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，到達(dá)江南和長江流域，產(chǎn)生很強(qiáng)的西南氣流或低空急流，強(qiáng)勁的西南氣流控制浙江、江西、湖南上空，西南風(fēng)明顯比常年風(fēng)速大，平均全風(fēng)速正距平達(dá)3～4 m/s，為浙江北部和浙中西部6月上中旬4次暴雨到大暴雨提供了動量、熱量和水汽條件。6月下旬，“米雷”熱帶風(fēng)暴在浙江沿海北上，破壞了季風(fēng)的環(huán)流結(jié)構(gòu)，副熱帶高壓東退，脊線北跳，印度季風(fēng)和南海季風(fēng)的西風(fēng)氣流與副熱帶高壓南側(cè)偏東氣流的輻合位置在東海，長江中下游上空850 hPa西南風(fēng)減小，出現(xiàn)負(fù)距平降水強(qiáng)度逐漸減弱，梅雨結(jié)束，浙江于6月26日出梅。因此2011年浙江梅雨期暴雨到大暴雨與印度季風(fēng)、南海季風(fēng)和西太平洋副熱帶高壓南側(cè)季風(fēng)相互作用有密切關(guān)系;印度和南海季風(fēng)爆發(fā)時間早，阿拉伯海、孟加拉灣、南海和西北太平洋3支氣流強(qiáng)度強(qiáng)，是2011年浙江入梅時間早，梅雨期降水強(qiáng)度強(qiáng)的重要原因;“米雷”熱帶風(fēng)暴在浙江沿海北上，大氣環(huán)流出現(xiàn)調(diào)整是2011年浙江出梅時間早的主要因素。

圖3 2011年6月850 hPa平均流場、平均全風(fēng)速和平均全風(fēng)速距平

4 梅汛期暴雨與鋒生

初夏期間由北方冷空氣南下變性與熱帶季風(fēng)北上的暖濕氣流在我國長江中下游匯合，產(chǎn)生初夏季節(jié)的梅汛期暴雨，稱梅雨鋒暴雨。70年代以來，不少科學(xué)家對梅雨鋒的結(jié)構(gòu)作了許多研究，如:胡伯威［8－9］在分析 1996 年暖切變型梅雨鋒結(jié)構(gòu)及其形成和維持機(jī)制發(fā)現(xiàn)，在尺度相對大的高空副熱帶弱波擾掠過長江中、下游時，低層正渦度的發(fā)展都選擇地出現(xiàn)在低層“Qse鋒區(qū)”的南側(cè)狹窄范圍內(nèi)。黃偉［10］和韋統(tǒng)健等［11］在分析 1991 年梅雨期暴雨中提出，冷空氣是梅雨鋒發(fā)展中的一個活躍因子，它造成了冷暖空氣在長江流域的對峙，低層冷空氣對梅雨鋒暴雨有很大影響。為了在梅汛期預(yù)報服務(wù)中，預(yù)報員能方便掌握梅雨鋒的鋒生狀況，提高梅汛期暴雨的預(yù)報能力。本節(jié)利用MICAPS3．0版現(xiàn)有的溫度、風(fēng)場、Qse和鋒生函數(shù)［12］分析與2011年梅汛期暴雨關(guān)系。

4．1 高低空急流和冷暖空氣

圖4為杭州站2011年6月1—30日氣溫和風(fēng)向風(fēng)速的垂直剖面圖。從圖4風(fēng)向風(fēng)速分布看，2011年梅汛期降水期間400 hPa以上盛行西—西北風(fēng)急流，500 hPa西南風(fēng)與西北風(fēng)交替，但在4次強(qiáng)降水時段內(nèi)均出現(xiàn)西南急流，出現(xiàn)西北風(fēng)時間短，700 hPa和 850 hPa盛行14 m/s的西南風(fēng)急流。由此可見，高層輻散下沉氣流明顯，中低層輻合上升氣流強(qiáng)，上下2支氣流在中層的強(qiáng)輻合是2011年梅汛期強(qiáng)降水的動力條件;特別是低層700 hPa和850 hPa長達(dá)20 d左右持續(xù)維持西南急流，500 hPa出現(xiàn)西北風(fēng)時間短是連續(xù)強(qiáng)降水和強(qiáng)降水時段之間間隔時間短的主要原因。

圖4 杭州站2011年6月1—30日(從右到左)氣溫和風(fēng)向風(fēng)速的垂直剖面圖

從溫度分布圖看，2011年梅汛期降水期間高低空氣溫起伏明顯，起伏最大的在低層700 hPa以下，20°C 溫度線從 850 hPa降到1000 hPa，再由1000 hPa升到850 hPa或以上，這樣來回起伏共有5次過程，說明6月份浙中西部地區(qū)和浙北地區(qū)有5次冷暖交替過程。中高層700 hPa以上氣溫起伏比低層弱一些，但還可以看出有“V”型的起伏，但每次降溫時間較短，說明有弱冷空氣活動，降溫時間比低層提前1～2 d，當(dāng)溫度降到最低并伴一致的西北風(fēng)時，對應(yīng)低層回溫最強(qiáng)，850 hPa氣溫回升到20°C或以上，并出現(xiàn)暖切變，850 hPa以上至500 hPa存在反氣旋，這種情況在梅汛期共出現(xiàn)4次，分別出現(xiàn)在6日3日08時、8日20時、13日08時、17日20時，對應(yīng)地面正是前4次強(qiáng)降水的開始，而后低層氣溫逐漸下降，出現(xiàn)西南急流，雨勢開始加大;6日20時、12日08時、15日20時和19日08時中高層氣溫回升到峰點(diǎn)，低層氣溫下降到低點(diǎn)，對應(yīng)地面正是4次強(qiáng)降水減弱。最后一次降水過程6月24—25日，降水過程前23日和降水開始時24日從低層到高層均為升溫，顯示上下均為暖脊，25日冷溫槽從高空迅速伸向低層，并出現(xiàn)西北風(fēng)，降水結(jié)束，此次降水過程強(qiáng)度弱，范圍小，為局部大雨到暴雨過程。由此可見暖濕空氣上方有弱冷空氣活動有助于雨量的加大。

4．2 θse與強(qiáng)降水的關(guān)系

在梅雨期間，北支冷氣團(tuán)變性較快，在氣溫上體現(xiàn)不出有明顯的鋒區(qū)，一般用θse判斷濕能鋒區(qū)與梅雨期間暴雨的關(guān)系。我們用θse分析發(fā)現(xiàn)，2011年梅汛期間，北方冷氣團(tuán)向南推進(jìn)時遇上南方的暖氣團(tuán)向北移動的過程中，在兩氣團(tuán)之間850 hPa的長江以南地區(qū)有明顯的θse密集帶，在密集帶上存在較多的暖舌和低能槽，由西向東不斷的傳播，當(dāng)暖舌與低能槽之間θse密集帶經(jīng)過浙江時就有一次強(qiáng)降水(圖略)，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在θse密集帶靠近暖舌一側(cè)。圖5為沿119°E，28°N ～ 35°N 之間 θse垂直剖面圖，從圖5 θse的小值區(qū)和大值區(qū)反映，淮河流域有干冷空氣向南推進(jìn)，浙江省暖空氣強(qiáng)，浙江省中北部(28°N ～31°N)500 hPa 以下出現(xiàn) θse密集區(qū)，θse密集區(qū)的形狀有2種:一種是暖空氣發(fā)展旺盛，能到達(dá)700 hPa或700 hPa～500 hPa之間，垂直剖面密集的 θse梯度為南北向(見圖5a，5c，5d)，這種形狀對應(yīng)的是第1、第3、第4時段的強(qiáng)降水，這說明冷暖空氣坡度陡，接近垂直，對流強(qiáng)，有利于強(qiáng)降水;另一種是暖空氣淺薄，主要在850 hPa或以下，冷空氣向暖空氣上爬坡，θse密集區(qū)出現(xiàn)在700 hPa以下，對流層下層θse向上遞減(見圖5b)，對應(yīng)的是第2時段的降水，降水強(qiáng)度弱一些，第5時段弱降水的θse垂直剖面圖與第2時段的降水θse垂直剖面圖相同(圖略)，也出現(xiàn)弱降水，這是由于冷空氣向暖空氣上爬坡，坡度寬而小，大氣對流強(qiáng)度不強(qiáng)，降水強(qiáng)度弱。

圖5 4 段強(qiáng)降水期間，沿119°E，28°N ～35°N 之間 θse垂直剖面圖

在日常短期天氣預(yù)報服務(wù)中，用θse(850～500)值的強(qiáng)弱來判斷對流強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一，θse(850～500)＞0℃為對流不穩(wěn)定，有利于強(qiáng)對流和強(qiáng)降水的發(fā)生，而＜0℃為對流穩(wěn)定，不利于強(qiáng)對流和強(qiáng)降水的發(fā)生。從2011年6月梅汛期衢州站 θse(850～500)資料看(見圖 6)，第 1、第 2、第4 段暴雨過程中，θse(850～500)出現(xiàn)在 2．3 ～18．6℃之間，驗證了前面的觀點(diǎn);第3段暴雨過程，是2011年梅汛期最強(qiáng)的暴雨過程，13日夜里—15日除14 日20 時 θse(850～500)出現(xiàn)6．1℃外，其它時間全部＜0℃。分析其原因，第3段暴雨過程的θse密集梯度走向為南北向，冷暖空氣坡度陡，接近垂直，盡管θse(850～500)出現(xiàn)負(fù)值，也是有利于強(qiáng)降水的發(fā)生。因此θse(850～500)值的大小不能單一的使用，要結(jié)合θse垂直剖面等值線的走向來判斷降水的強(qiáng)弱。

圖6 2011年6月衢州站逐日θse(850～500)

4．3 鋒生函數(shù)的作用

為了解鋒生函數(shù)在2011年浙江梅汛期暴雨中的作用，采用鋒生公式計算鋒生函數(shù)F，公式如下:

式中:

式中，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4分別為非絕熱加熱項、水平輻散項、水平變形項和與垂直運(yùn)動有關(guān)的傾斜項。

從計算結(jié)果得出，鋒生函數(shù)的演變清楚地反映了鋒生函數(shù)值的大小在對流層的位置與暴雨的關(guān)系。圖7為30°N，119°E處6月份鋒生函數(shù)逐日垂直剖面圖，可以看出梅汛期間每個暴雨時段對流層下層均有鋒生出現(xiàn)，最明顯的是在925～850 hPa。每次鋒生出現(xiàn)時，對應(yīng)的降水開始。因此，在梅汛期間鋒生有助于暴雨的發(fā)生。第1時段，3日14時在700 hPa上出現(xiàn)鋒生，中心達(dá) 20 ×10－10K·m－1·s－1，實際上浙西已經(jīng)開始下小雨，4—5日鋒生中心下移到850 hPa，中心發(fā)展到 45 ×10－10K·m－1·s－1，此時強(qiáng)降水明顯，6日14時鋒消，降水結(jié)束;第2時段，10—11日600 hPa以下出現(xiàn)鋒生，最強(qiáng)的出現(xiàn)在600～850 hPa，中心達(dá)55×10－10K·m－1·s－1，12 日鋒消;第3 時段13—15日在850 hPa出現(xiàn)強(qiáng)鋒生，中心達(dá) 60×10－10K·m－1·s－1以上，16日鋒消;第4時段和第5時段鋒生出現(xiàn)的時間最短，只有出現(xiàn)在19日和23日14時—24日14時的925 hPa，鋒消時間分別出現(xiàn)在20日08時和24日20時。從5個降水結(jié)束與鋒消的時間看，除第一時段外，后4個時段鋒消比降水結(jié)束時間提前12 h左右。

圖7 為30°N，119°E處6月份鋒生函數(shù)逐日垂直剖面圖

5 結(jié)語

(1)新西伯利亞群島和烏拉爾山地區(qū)兩個阻塞高壓的建立，阿留申群島低渦、我國東北低壓和副熱帶高壓的偏強(qiáng)是2011年梅汛期偏早的主要原因;“米雷”強(qiáng)熱帶風(fēng)暴北上轉(zhuǎn)向，副熱帶高壓西伸北跳到北緯30°N，是出梅日偏早的重要因素。

(2)2011年浙江梅雨期暴雨到大暴雨與印度季風(fēng)、南海季風(fēng)和西太平洋副熱帶高壓南側(cè)季風(fēng)相互作用有密切關(guān)系;印度和南海季風(fēng)爆發(fā)時間早，是2011年梅汛期偏早的第2原因;阿拉伯海、孟加拉灣、南海和西北太平洋3支氣流強(qiáng)度強(qiáng)，是2011年浙江梅雨期降水強(qiáng)度強(qiáng)的主要原因;“米雷”熱帶風(fēng)暴在浙江沿海北上，大氣環(huán)流出現(xiàn)調(diào)整是2011年浙江出梅時間早的主要因素。

(3)低層700 hPa和850 hPa長達(dá)20 d左右西南急流，為連續(xù)大雨到暴雨提供了熱量和充沛的水汽;500 hPa出現(xiàn)西北風(fēng)時間短是連續(xù)強(qiáng)降水和強(qiáng)降水時段之間間隔時間短的主要原因。

(4)中高層有弱降溫，低層回溫最強(qiáng)，有助于強(qiáng)降水的發(fā)生，

(5)在梅汛期預(yù)報服務(wù)中可用θse密集區(qū)的形狀判斷降水的強(qiáng)弱，當(dāng)850 hPa暖舌與低能槽之間θse密集帶經(jīng)過浙江時就有一次強(qiáng)降水(略)，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在θse密集帶靠近暖舌一側(cè)。垂直剖面密集的θse梯度南北向，降水強(qiáng)度強(qiáng);對流層下層θse向上遞減，降水強(qiáng)度弱一些。θse(850～500)值的大小不能單一的使用，要結(jié)合 θse垂直剖面等值線的走向來判斷降水的強(qiáng)弱。

(6)在梅汛期間鋒生有助于暴雨的發(fā)生，每次鋒生出現(xiàn)時，對應(yīng)的降水開始，鋒消比降水結(jié)束時間提前12 h左右。

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2011-12-23

*項目資助:2011年中國氣象局預(yù)報員專項(CMAYBY2011－019)，浙江省氣象局科研所開放專項(kf2010005)