一次浙贛沿線梅雨鋒暴雨過程診斷分析

章開美，陳勝東，楊 華，金米娜

（1．江西省氣象服務(wù)中心，南昌 330096；2．江西省氣象科學(xué)研究所，南昌 330096；3．江西省氣象臺(tái)，南昌 330096）

1 引言

梅雨鋒暴雨一直是氣象工作者研究的熱點(diǎn)之一。眾多研究表明，梅雨鋒結(jié)構(gòu)具有多樣性。在不同時(shí)期和地區(qū)、不同暴雨過程或者同一過程的不同的時(shí)段，梅雨鋒的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)可能是不同的［1－6］，本文在探討27日20時(shí)—29日20時(shí)（以下將6月27日20時(shí)—28日20時(shí)稱28日，6月28日20時(shí)—29日20時(shí)稱29日）浙贛沿線梅雨鋒暴雨發(fā)生發(fā)展的有利條件及中尺度特征的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了過程期間的動(dòng)力強(qiáng)迫的演變特征，揭示暴雨發(fā)生發(fā)展的原因，為得到一些江西梅雨鋒暴雨發(fā)生發(fā)展的規(guī)律性認(rèn)識(shí)提供理論依據(jù)。

2 2013年6月28—29日大暴雨過程概述

6月27－29日，贛北、贛中出現(xiàn)了連續(xù)暴雨過程，強(qiáng)降水主要集中在贛北北部，27日晚上雨帶南壓至浙贛沿線附近，并顯著加強(qiáng)，28日晚上再次南壓，浙贛沿線降水減弱明顯，29日凌晨雨帶又北移動(dòng)回到

浙贛沿線附近，29日傍晚沿線大暴雨過程結(jié)束。此次過程短時(shí)強(qiáng)降水強(qiáng)度強(qiáng)，維持時(shí)間長，累計(jì)雨量大，給江西省造成了重大財(cái)產(chǎn)損失。

圖1 27日20時(shí)-29日20時(shí)春濤鄉(xiāng)（a）和南昌站（b）的逐時(shí)降水量（單位：mm）

27日20時(shí)—29日20時(shí)特大暴雨主要集中在浙贛沿線附近，全省其他地區(qū)只局部出現(xiàn)了分散性的強(qiáng)降水。據(jù)加密自動(dòng)氣象站統(tǒng)計(jì)，有29個(gè)縣市的360個(gè)站點(diǎn)累計(jì)雨量超過100mm，其中11個(gè)縣市的71個(gè)站點(diǎn)超過250mm。最大降水中心出現(xiàn)在鷹潭余江縣春濤鄉(xiāng)，累計(jì)雨量達(dá)535．9mm。南昌本站也達(dá)264．2mm。對(duì)應(yīng)時(shí)段春濤鄉(xiāng)和南昌站的逐時(shí)降水圖（圖1）表明，降水具有明顯的雙峰型特征，在整個(gè)時(shí)段有兩個(gè)降水顯著加強(qiáng)期，分別為28日凌晨和29日凌晨。而28日晚上降水減弱明顯，呈現(xiàn)出降水谷值，因此本文將著重對(duì)27日20時(shí)—29日20時(shí)浙贛沿線大暴雨過程進(jìn)行診斷分析。

28、29日暴雨以上降水均出現(xiàn)在贛北南部浙贛沿線附近，基本呈東西向帶狀分布，雨帶南北邊界比較清楚，且據(jù)加密自動(dòng)氣象站統(tǒng)計(jì)，28、29日共有45個(gè)縣市的233個(gè)測(cè)站出現(xiàn)1小時(shí)超過30mm的降水，可見28、29日不僅累計(jì)雨量大，且短時(shí)雨強(qiáng)強(qiáng)度非常強(qiáng)；29日大暴雨范圍雖然較28日小，但是累積雨量卻較28日大，且29日降水主要集中在浙贛沿線的東段。

3 梅雨鋒大暴雨的基本條件

3．1 大尺度環(huán)流背景

從 28—29日 500hPa平均環(huán)流場(chǎng)（圖 2a）圖上可見，歐亞中高緯維持穩(wěn)定的雙阻型，烏拉爾山及鄂霍次克海為阻塞高壓（阻高），其間為寬廣的低槽區(qū)，并且西部阻高明顯強(qiáng)于東部。由于東亞高壓的存在，阻擋了冷空氣大規(guī)模東移，使得來自極地的冷空氣滯留在貝加爾湖附近，貝湖地區(qū)為深厚的低壓區(qū)，在這種形勢(shì)下亞洲中緯地區(qū)不斷有短波槽東移，造成小股冷空氣不斷南侵。同時(shí)可以看到，副高位置偏南，有利暖濕空氣向北輸送，與北方冷空氣在長江流域交匯，非常有利于梅雨鋒的建立和維持，在上述大尺度環(huán)流背景下，28—29日在浙贛沿線附近長時(shí)間維持一條準(zhǔn)靜止鋒，即梅雨鋒，它與中緯度典型的冷鋒不同，在對(duì)流層低層表現(xiàn)為強(qiáng)烈的濕度對(duì)比而不是溫度對(duì)比。從圖2b可以看出，在贛北是相當(dāng)位溫（Qse）密集區(qū)，冷暖空氣在該地區(qū)對(duì)峙，是這次梅雨鋒大暴雨的主要原因。

3．2 高低空急流

圖 2 6月 27日 20時(shí)－29日 20時(shí)平均 500hPa環(huán)流形勢(shì)及梅雨鋒位置 （a）及850hPaQse和流場(chǎng)分布（b）

高低空急流對(duì)梅雨鋒降水形成起著重要作用，其影響機(jī)制主要是促使垂直上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展并加強(qiáng)，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供必需的動(dòng)力和水汽條件。從200hPa平均流場(chǎng)與全風(fēng)速場(chǎng)可見（圖3a，見彩頁），南亞高壓穩(wěn)定而強(qiáng)大，其位置一直從青藏高原向東延伸至長江流域，高壓中心位于90°附近。南亞高壓北側(cè)30°—45°N之間為強(qiáng)高空西風(fēng)急流區(qū)，東西橫跨大，覆蓋范圍廣，急流中心風(fēng)速在 50m．s－1以上，長江流域西風(fēng)急流強(qiáng)度也非常強(qiáng)，在30m．s－1以上。南亞高壓脊線向東伸展，一直到達(dá)長江中下游上空。另外，伸展脊線的下層為西南氣流，上層為東北氣流，構(gòu)成一明顯的季風(fēng)流管系統(tǒng)［7－8］。 整個(gè)梅雨鋒區(qū)處于高空急流的右側(cè)、低空急流的左側(cè)，其中大暴雨落區(qū)主要位于高空急流右后側(cè)輻散和低空急流左前側(cè)的輻合區(qū)之中，為強(qiáng)降水提供了強(qiáng)大的動(dòng)力抬升條件。

從圖3b（見彩頁）中850hPa低空急流分布可知，索馬里急流從阿拉伯海經(jīng)孟加拉灣到我國江南地區(qū)，一直向東伸展到日本海以東，呈東北—西南向帶狀分布，急流中心風(fēng)速達(dá)16m．s－1。長江流域低空西南急流達(dá)12m．s－1以上，低層輻合也較常年偏強(qiáng)，低空西南急流強(qiáng)促使低層輻合強(qiáng)，從而使垂直上升運(yùn)動(dòng)更劇烈，同時(shí)也為梅雨鋒強(qiáng)降水提供更充足的水汽輸送。

3．3 水汽輸送特征

圖 4b （見彩頁）顯示在 15°－30°N、105°－125°E區(qū)域內(nèi)，水汽以西南風(fēng)輸送為主，同時(shí)在西太平洋副高附近以反氣旋式水汽輸送為主。西南風(fēng)急流和副高西南側(cè)東南風(fēng)的輻合導(dǎo)致強(qiáng)降水區(qū)非常強(qiáng)的低層南風(fēng)水汽輸送。圖5（見彩頁）給出了6月27日20時(shí)—29日20時(shí)平均850hPa水汽通量及水汽通量散度分布?？梢钥闯?，水汽從孟加拉灣向西南送入至長江流域，在浙贛沿線附近（28°N附近）水汽通量散度存在超強(qiáng)的負(fù)值中心，輻合中心達(dá)－70×10－5s－1， 表示沿線附近有強(qiáng)水汽輻合，為強(qiáng)降水發(fā)生和維持提供了充足的水汽來源。

3．4 不穩(wěn)定能量

對(duì)流有效位能是一個(gè)能定量反映大氣環(huán)境中是否可能發(fā)生深厚對(duì)流的熱力變量。從圖5c（見彩頁）中 27日 20時(shí)－29日20時(shí)平均對(duì)流有效位能（CAPE值）分布來看，這次大暴雨過程的不穩(wěn)定流明顯偏小，即使在降水發(fā)展前期6月28日02時(shí)（圖5a，見彩頁）及 6月29日02時(shí)（圖 5b，見彩頁）CAPE值也沒有明顯積累加大，沿線附近均沒有超過300J／kg，降水發(fā)生前后沒有明顯的不穩(wěn)定能量的積累和釋放，因此此次大暴雨的維持必定還有其他的較強(qiáng)的強(qiáng)迫機(jī)制。

4 強(qiáng)降水過程的主要特征

4．1 對(duì)流云團(tuán)的活動(dòng)特征

從圖1a還可以看出強(qiáng)降水中心的春濤鄉(xiāng)，28日04—09時(shí)每小時(shí)降水均在 20mm以上，29日08—14時(shí)每小時(shí)降水也在10mm以上，對(duì)于這樣的強(qiáng)降水，一定有中尺度對(duì)流云團(tuán)的持續(xù)活動(dòng)。28日凌晨開始，在贛北不斷有多個(gè)對(duì)流單體生成，通過合并加強(qiáng)不斷形成中β尺度對(duì)流系統(tǒng)，于05：30系統(tǒng)達(dá)最強(qiáng)盛，TBB最低值在60℃以下，TBB≤52℃云團(tuán)面積約3000km2，對(duì)應(yīng)雷達(dá)圖上沿線附近維持著反射率因子55dBz以上的帶狀回波，在對(duì)流層中層引導(dǎo)氣流的作用下，對(duì)流系統(tǒng)向不斷東北方向移動(dòng)，使得沿線附近強(qiáng)對(duì)流天氣得以維持，直至28日傍晚后對(duì)流系統(tǒng)逐漸減弱隨著地面準(zhǔn)靜止鋒（梅雨鋒）南移才南壓（圖略）可見，江西上空的中尺度對(duì)流單體已完全移出，對(duì)應(yīng)沿線附近回波明顯減弱，浙贛沿線強(qiáng)降水進(jìn)入暫歇期。29日04時(shí)，沿線附近又有新的對(duì)流單體生成并向東北移動(dòng)，在沿線東部形成線狀的中β尺度對(duì)流系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)雷達(dá)圖上反射率因子55dBz以上的帶狀回波再度生成，直接造成了沿線附近強(qiáng)降水的再度加強(qiáng)，與前文得到的結(jié)論一致。從這次過程的TBB和回波演變特征來看，強(qiáng)降水的持續(xù)性很好，在不穩(wěn)定流較弱的情況下，強(qiáng)降水仍然得以維持，其動(dòng)力強(qiáng)迫作用值得進(jìn)一步探討。

4．2 動(dòng)力強(qiáng)迫演變特征

沿大暴雨區(qū)28°N的850hPa散度和700hPa垂直速度緯向－時(shí)間剖面圖上（圖6，見彩頁）可見，大暴雨區(qū)114°—118°E附近的散度和垂直速度與強(qiáng)降水的時(shí)間演變是一致的，850hPa強(qiáng)輻合先發(fā)生在28日 06 時(shí)左右，輻合強(qiáng)度達(dá)－6×10－5s－1以上，持續(xù)時(shí)間長，一直維持到28日下午，隨后輻合開始逐漸減弱，到28日20時(shí)甚至在116°E附近出現(xiàn)弱輻散，沒有強(qiáng)的氣流輻合給上升運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，上升運(yùn)動(dòng)也轉(zhuǎn)為下沉運(yùn)動(dòng)，浙贛沿線強(qiáng)降水也在28日晚上明顯減弱，29 日 04 時(shí)左右輻合強(qiáng)度再次加強(qiáng)至－6×10－5s－1以上，對(duì)應(yīng)強(qiáng)降水也再度加強(qiáng)，29日傍晚前后輻合和上升運(yùn)動(dòng)明顯減弱，此次過程趨于結(jié)束。

分析經(jīng)過暴雨區(qū)的散度的經(jīng)向－高度剖面圖（圖略）可以發(fā)現(xiàn)，28日08、09時(shí)暴雨區(qū)600hPa以下的為一致的輻合區(qū)，最大輻合層位于850hPa，輻合中心強(qiáng)度達(dá)－6×10－5s－1，600hPa 以上為一致的輻散區(qū)最大輻散層位于200—300hPa之間，輻散中心強(qiáng)度也達(dá)－6×10－5s－1以上，配合高層負(fù)渦度、低層正渦度的分布形勢(shì)，強(qiáng)降水中心存在于這種明顯正負(fù)散度柱的渦合形勢(shì)有利于低層輻合高層輻散和垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，對(duì)大暴雨的維持和發(fā)展起到了重要的作用，而28時(shí)20時(shí)，雖然渦度仍然維持著高層負(fù)渦度、低層正渦度，但是低層輻合高層輻散已經(jīng)變得不再明顯，耦合形勢(shì)已被打破，對(duì)應(yīng)28日夜間強(qiáng)降水的暫歇期。

5 結(jié)論

（1）梅雨鋒暴雨是在非常有利的大尺度天氣背景下，由中小尺度對(duì)流系統(tǒng)直接產(chǎn)生的，這些中小尺度對(duì)流系統(tǒng)在東移過程中受到大尺度強(qiáng)迫作用而發(fā)展增強(qiáng)并長時(shí)間維持，導(dǎo)致暴雨區(qū)強(qiáng)烈的降水，因此利用多普勒天氣雷達(dá)和衛(wèi)星資料，可對(duì)梅雨鋒暴雨的演變進(jìn)行詳細(xì)的觀測(cè)，為梅雨鋒天氣的分析和預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

（2）這次梅雨鋒暴雨過程，水汽來源主要是低層西南風(fēng)急流和副高西南側(cè)東南風(fēng)的輻合導(dǎo)致強(qiáng)降水區(qū)非常強(qiáng)的水汽輸送。

（3）此次梅雨鋒暴雨是在不穩(wěn)定流較弱的環(huán)境下產(chǎn)生，具有極強(qiáng)的強(qiáng)迫機(jī)制。暴雨區(qū)上空具有低層正渦度、高層負(fù)渦度和低層負(fù)散度、高層正散度的藕合形勢(shì)，低層的輻合使得渦度往中上層輸送，這種形勢(shì)有利于垂直上升運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)降水的維持。

（4）鋒面抬升作用是否對(duì)這次梅雨鋒暴雨過程的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，還有待進(jìn)一步分析。

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