玉林市兩次冬季暴雨過程分析

陸秋霖，陳明璐，胡勇林

（玉林市氣象局，廣西玉林，537000）

玉林市兩次冬季暴雨過程分析

陸秋霖，陳明璐，胡勇林

（玉林市氣象局，廣西玉林，537000）

利用常規(guī)觀測資料、自動站雨量資料以及6h一次的NECPFNL分析資料（水平分辨率為1°×1°）等，對2016年1月27日20時～28日20時和2013年12月13日20時～16日20時玉林市兩次冬季暴雨過程進行診斷分析，結(jié)果表明：兩次冬季暴雨過程均主要受南支槽東移和切變線的影響，西南氣流為這兩次過程提供了大量的水汽。低層輻合高層輻散促進上升運動發(fā)展，觸發(fā)了大氣層結(jié)的不穩(wěn)定度，而K指數(shù)對暴雨的預(yù)報有一定的指示作用。

玉林；冬季；暴雨；水汽；K指數(shù)

玉林市位于廣西東南部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，冬季（12月—次年2月）受東北季風(fēng)控制，降雨較少，冬季暴雨事件是一種小概率事件，預(yù)報難度大。近年來隨著氣候異常變化，玉林市冬季暴雨發(fā)生的頻率逐漸增多，國家和社會對冬季暴雨的預(yù)報提出了更高的要求，而弄清楚冬季暴雨的影響系統(tǒng)，對于提升預(yù)報能力具有重要的意義。凌穎［1］等對廣西冬季暴雨事件的特征及影響天氣系統(tǒng)進行分析，表明冬季暴雨事件主要影響系統(tǒng)是南支槽東移和冷空氣南下共同影響，與充沛的水汽、強烈的對流不穩(wěn)定和輻合上升運動密切相關(guān)。也有一些氣象學(xué)者對冬季暴雨的環(huán)流背景和暴雨維持的物理機制等方面進行了分析［2-7］。本文選取玉林市具有不同特征的兩次冬季暴雨過程（2016年1月27日～28日過程持續(xù)時間短、強度強和2013年12月13日～16日過程持續(xù)時間長、累積雨量大）進行診斷分析，得到一些對玉林市冬季暴雨發(fā)生發(fā)展條件的認識，為冬季暴雨的預(yù)報提供一些參考依據(jù)。

1　天氣實況

2016年1月27日20時～28日20時（簡稱過程1）和2013年12月13日20時～16日20時（簡稱過程2），玉林市普降暴雨，局部大暴雨。通過對全市自動雨量站的降雨量統(tǒng)計得到如下特點：

（1）暴雨區(qū)域：過程1玉林市大部出現(xiàn)了暴雨，其中大暴雨主要出現(xiàn)在玉林市東南部，并伴隨有雷暴天氣，最大雨量為博白新田鎮(zhèn)291mm。過程2中14日暴雨主要出現(xiàn)在玉林市北部，15日降水強度略減小，暴雨范圍縮小在玉林市東部，16日降水再次加強，玉林市大部都出現(xiàn)了暴雨，整個過程雨量超過100mm，過程最大雨量為興業(yè)蒲塘鎮(zhèn)212.4mm。

（2）降雨等級：過程1中玉林市出現(xiàn)了134站暴雨，63站大暴雨和1站特大暴雨。而過程2中，玉林市出現(xiàn)了7站暴雨，201站大暴雨，其中日暴雨多達301站次，大雨256站次（表1）。

（3）降雨持續(xù)時間及強度：過程1的持續(xù)時間短、強度強，小時雨強最大為33mm，接近汛期暴雨降水強度，累計雨量創(chuàng)歷史同期新高。過程2的持續(xù)時間較長，小時雨量都在15mm以下，一般為1～10mm，24小時雨量達到暴雨，但沒有出現(xiàn)大暴雨。

表1　玉林市兩次冬季暴雨過程大雨以上站數(shù)逐日演變（單位：站）

2　環(huán)流形勢

如圖1所示，過程1中500hPa中高緯呈兩槽一脊，烏拉爾山地區(qū)為脊。孟加拉灣有南支槽發(fā)展，槽底伸至20゜N以南，槽線在90゜～95゜E附近擺動。副熱帶高壓西伸到100゜E附近，穩(wěn)定控制南海中北部，整個玉林市處于南支槽前和副高西北側(cè)的西南氣流控制。27日08時700hPa廣西受西南急流控制，到27日20時，桂南轉(zhuǎn)為偏南急流，在桂中有風(fēng)向輻合；27日08時850hPa桂林為西南風(fēng)，桂南為偏南風(fēng)，20時，梧州的偏南風(fēng)加強到16m.s-1，北海和陽江轉(zhuǎn)為8m.s-1和6m.s-1的西南風(fēng)，?？跒?m.s-1的東南風(fēng)，28日08時北海、梧州為14m.s-1的西偏南風(fēng)，陽江為6m.s-1的西北風(fēng)，?？诩訌姙?6m.s-1的偏南風(fēng)，在桂東南有風(fēng)向、風(fēng)速的輻合。27日地面冷高東移出海，廣西為倒槽形勢，等壓線呈南-北走向，為變性高壓后部回流的東南氣流控制，這樣的形勢非常有利于廣西暴雨的產(chǎn)生。29日新一股弱冷空氣南下影響廣西，降水結(jié)束。

過程2中500hPa中高緯也呈兩槽一脊的形勢，但在貝加爾湖地區(qū)為脊，推動脊前的東北冷渦緩慢東移入海，偏北氣流帶動冷空氣不斷南下。孟加拉灣有南支槽發(fā)展，四川盆地有高原槽東移，廣西上空為西南急流控制。副高在南海東南部擺動，隨著南支槽的東移東退到菲律賓以東洋面。13日20時700hPa南寧和梧州為西偏南風(fēng)，北海為西南風(fēng)，在桂東南有風(fēng)向輻合；14日08時，廣西上空的西南風(fēng)加強成急流，梧州站由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，有氣旋型彎曲；20時，切變線南壓至桂北，桂南為槽前的西南急流。13日08時，850hPa桂林為偏北風(fēng)，桂南為西南風(fēng)，海南至陽江一帶為東南風(fēng)，到了20時，梧州轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，桂南為東南風(fēng)，冷暖空氣交匯，切變輻合強，但并沒有出現(xiàn)急流；14日20時，北海轉(zhuǎn)偏南風(fēng)，切變線北抬至桂中，梧州與陽江的東南風(fēng)加強成急流，有利于南海水汽的輸送；15日08時，桂北的偏北風(fēng)加大，切變線強度增強，15日20時至16日08時，切變線再次南壓到桂東南。地面冷高壓中心一直維持在蒙古一帶，靜止鋒在廣西沿海擺動，13日前廣西已受冷空氣影響，并不斷有新冷空氣補充，隨著冷空氣和切變線的南壓、南支槽東移，暴雨帶自西北向東南推進。直到南支槽減弱移出、850hPa廣西全轉(zhuǎn)了偏北風(fēng)，降水才趨于結(jié)束。

綜合以上分析，兩次過程500hPa均為兩槽一脊的形勢，副高較常年同期偏強、位置偏西，孟加拉灣有南支槽在95゜E附近緩慢東移，廣西處于南支槽前西南氣流控制，中低層有急流輸送大量的水汽。但過程1有暖區(qū)暴雨的特征，地面為變性高壓后部回流的東南氣流影響，低層在桂東南有西南風(fēng)和東南風(fēng)的輻合，除了來自孟加拉灣的水汽，還有來自南海的水汽，大量的水汽輸送有利于暴雨強度的增強；過程2具有鋒面暴雨的特征，副高西南側(cè)的東南氣流向華南輸送了大量的暖濕氣流，低層有冷式切變在桂南，冷暖空氣交匯，切變輻合強，地面靜止鋒在沿海一帶擺動，其后不斷有新冷空氣補充南下影響玉林市。

圖1　2016年1月28日08時（上）、2013年12月14日08時（下）500hPa、850hPa形勢場

3　物理量場

3.1水汽條件

充沛的水汽是暴雨產(chǎn)生的重要條件之一，對兩次過程的相對濕度做剖面圖可以發(fā)現(xiàn)，降水期間，過程1中850hPa以下相對濕度維持在90%以上，再往上相對濕度急劇減小，上干下濕，有利于大氣不穩(wěn)定發(fā)展，易產(chǎn)生雷暴。過程2中700hPa以下相對濕度一直維持在90%以上，400hPa以上相對濕度才較小，濕層深厚，為暴雨的持續(xù)發(fā)展提供了充足的水汽。

分析水汽通量散度分布圖，發(fā)現(xiàn)降水期間，水汽通量散度主要在500hPa以下為負值，850hPa和700hPa玉林市的水汽通量散度數(shù)值都在-2*10-7g· cm-2hPa-1s-1以下，過程1雖然850hPa有大面積的水汽輻合中心，最大為-40*10-7g·cm-2hPa-1s-1，但范圍較暴雨范圍更廣、位置偏南，而暴雨落區(qū)與700hPa水汽通量散度的負值區(qū)較一致，隨著700hPa水汽輻合區(qū)向廣東省轉(zhuǎn)移，玉林市的暴雨天氣趨于結(jié)束。過程2從12h雨量分布來看，700hPa、850hPa水汽輻合區(qū)與降雨落區(qū)都較一致，但水汽通量散度值均比過程1的小，850hPa輻合中心最大為-33*10-7g·cm-2hPa-1s-1，隨著中低層水汽通量散度值的減小，此次暴雨過程趨于結(jié)束。

綜合以上分析，兩次過程的水汽充足，降水落區(qū)均與700hPa水汽輻合區(qū)較一致。過程1的低空有兩支急流輸送水汽，水汽輻合更強，暴雨強度更大；過程2只有一支急流輸送水汽，輻合較弱，暴雨強度也較弱，但濕層深厚，降水持續(xù)時間更長。

3.2動力條件

分析兩次過程的散度場，如圖2，發(fā)現(xiàn)降水期間，過程1主要在700hPa以下散度為負值，在27日20時700hPa有輻合中心-20*10-5s-1，300hPa有輻散中心28*10-5s-1，高層輻散大于低層輻合，形成強烈的抽吸作用，有利于大氣不穩(wěn)定能量在玉林上空堆積，促進上升運動發(fā)展。過程2主要在500hPa以下為負值，在14日08時在925hPa、700hPa均出現(xiàn)了-21*10-5s-1的輻合中心，300hPa有18*10-5s-1的輻散中心，15日散度減弱，到20時，850hPa散度增強到-33*10-5s-1，16日08時輻合中心上升到700hPa，并在300hPa出現(xiàn)33*10-5s-1的輻散中心。

圖2　2016年1月27日～28日（左）、2013年12月13日～16日（右）散度時間-高度剖面圖

垂直速度是上升運動最直接的反應(yīng)，對兩次過程的垂直速度做剖面圖可以發(fā)現(xiàn)，在降水期間，兩次暴雨過程的垂直速度均有所增強，高低空均為一致的上升氣流，垂直環(huán)流較深厚，上升運動強中心出現(xiàn)在500～400hPa附近，過程1上升氣流最強達到了-1.6Pa/s，過程2達到-0.55Pa/s。

綜合以上分析可以發(fā)現(xiàn)，兩次過程的散度都較好的反映降水的主要時間段，高層輻散低層輻合有利于上升運動發(fā)展，過程1的上升速度場比過程2的要好，更有利于強降水的發(fā)生。

3.3K指數(shù)

K指數(shù)（K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）700）是表征水汽及層結(jié)穩(wěn)定的一個綜合物理量，反映了大氣層結(jié)穩(wěn)定的情況，其值越大表明大氣越不穩(wěn)定。兩次暴雨過程中，K指數(shù)在暴雨發(fā)生前就不斷的增大，過程1在27日20時出現(xiàn)最大值為32℃，隨著降水的發(fā)生K指數(shù)逐漸回落。過程2在13日20時出現(xiàn)最大值為33℃，隨著降水的發(fā)生K指數(shù)逐漸減小到27℃，在15日08時再一次增大到29℃，20時后低層逐漸轉(zhuǎn)為偏北氣流控制，K指數(shù)迅速降低，層結(jié)趨于穩(wěn)定。30℃以上的K指數(shù)在冬季算是很高了，說明在暴雨前夕及期間，玉林市上空有一片不穩(wěn)定區(qū)，與暴雨區(qū)有較好的對應(yīng)關(guān)系，這對暴雨的預(yù)報有一定的指示作用。

4　總結(jié)

（1）兩次冬季暴雨過程都是發(fā)生在孟加拉灣南支槽東移過程中，副熱帶高壓較常年同期偏強、位置偏西。過程1低層有西南風(fēng)和東南風(fēng)的輻合，地面等壓線呈南-北走向，有暖區(qū)暴雨的特征；過程2低層有冷式切變在桂南一帶擺動，地面靜止鋒在沿海擺動，其后部有新冷空氣補充南下。

（2）兩次冬季暴雨過程水汽條件較好，低層均出現(xiàn)了水汽輻合中心，降水落區(qū)與700hPa水汽輻合區(qū)較一致。但過程1玉林市上空上干下濕，有利于大氣不穩(wěn)定發(fā)展，易發(fā)生雷暴天氣；過程2濕層深厚，為暴雨的產(chǎn)生和持續(xù)提供了充足的水汽。

（3）兩次暴雨過程的垂直上升速度均有所增強，高層輻散低層輻合，有利于大氣不穩(wěn)定能量在玉林上空堆積，K指數(shù)在暴雨發(fā)生前就增大到30℃以上，隨著降水的發(fā)生逐漸回落。

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Analysis of two winter rainstorm processes in Yulin

LU Qiu-lin，Chen Ming-lu，Hu Yong-lin
（Yulin Municipal meteorological Service，Yulin Guangxi，537000）

Based on the conventional observation data，the automatic stations rainfall data and NCEP FNL（Final）（1°×1°）every six hours，two winter rainstorm processes in Yulin of January 27th-28th in 2016 and December 13th to 16th in 2013 were analyzed.The results show that:the two winter rainstorm processes are mainly influenced by eastward southern trough and shear line，and the southwest wind provides large amount of water vapor.Low-level convergence and high-level divergence promoted the development of upward movement，and triggered the instability of the atmosphere.So the K index has certain indicative function in forecasting rainstorm.

Yulin；winter；rainstorm；water vapor；K index

P458.1+21.1

A

1673-8411（2016）02-0055-04

2016-01-15

陸秋霖（1992-），女，廣西北流人肋工，從事天氣預(yù)報工作。