T639數(shù)值預(yù)報(bào)在一次連陰雨暴雨天氣預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

楊睿敏+彭菊蓉+楊波

摘要：指出了漢中地處秦巴山區(qū)，降水集中在夏季，暴雨是漢中的主要?dú)庀鬄?zāi)害，更是該地天氣預(yù)報(bào)的一大難點(diǎn)。對2015年6月23～29日降水過程中T639數(shù)值預(yù)報(bào)物理量場的演變進(jìn)行了分析，得出了以下結(jié)論：700 hPa、925 hPa相對濕度≥90%，700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1降水開始；925 hPa相對濕度迅速降到70%以下，700 hPa轉(zhuǎn)為下沉氣流且相對濕度低于90%，降水結(jié)束。暴雨落在850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1的區(qū)域；大暴雨基本落在850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-84×10 e-2.Pa.s-1區(qū)域。漢中北部暴雨、大暴雨落區(qū)與700 hPa水汽通量散度、500 hPa或600 hPa垂直速度場的對應(yīng)關(guān)系更好。

關(guān)鍵詞：暴雨；T639數(shù)值預(yù)報(bào)；相對濕度；垂直速度；水汽通量散度

中圖分類號：P456.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0005-03

1 引言

2015年6月下旬漢中出現(xiàn)了連續(xù)一周的陰雨天氣，降水從22日夜間開始，29日白天結(jié)束，過程期間大部分縣區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)都出現(xiàn)了暴雨，其中南鄭、鎮(zhèn)巴、佛坪的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)還下了大暴雨?？h站過程降水量84.8～263.8 mm，鄉(xiāng)鎮(zhèn)過程降水量超過200 mm的就有71站，佛坪的西岔河站最大422.6 mm（圖1）。暴雨造成南鄭、佛坪、鎮(zhèn)巴、略陽、城固、寧強(qiáng)、洋縣等多地受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)6.83億元，4人死亡。對2015年6月23～29日降水過程的開始、結(jié)束時(shí)間以及過程中的暴雨、大暴雨落區(qū)與T639數(shù)值預(yù)報(bào)的相關(guān)物理量場進(jìn)行分析，建立對應(yīng)關(guān)系，以期為以后相似天氣預(yù)報(bào)提供參考。

2 環(huán)流形勢分析

6月23～29日歐亞中高緯度地區(qū)維持兩脊一槽形勢，高脊分別在烏拉爾山東部和鄂霍次克海以北，兩脊之間貝加爾湖地區(qū)為低槽，低槽底部不斷分裂小槽東移南壓，同時(shí)青藏高原有兩次出槽緩慢東移影響漢中，為降水提供了有利的環(huán)流背景，其中25日白天受短波脊影響降水間歇。過程前期副熱帶高壓較弱位于我國東南沿海，暴雨落區(qū)在漢中偏南地區(qū)，過程后期副熱帶高壓西伸北抬，強(qiáng)降水區(qū)域隨之向北發(fā)展，另一影響系統(tǒng)地面冷空氣從東北不斷回流與西南暖濕氣流在陜南上空交匯形成持續(xù)性降水。

3 T639數(shù)值預(yù)報(bào)應(yīng)用

在有利降水的環(huán)流形勢背景下，T639物理量場對降水開始、結(jié)束時(shí)間及降水量級、暴雨落區(qū)有一定的指示性，現(xiàn)就本次降水過程中T639 數(shù)值預(yù)報(bào)的相對濕度、垂直速度、水汽通量散度進(jìn)行定性、定量分析。

3.1 925 hPa相對濕度與降水開始、結(jié)束時(shí)間對應(yīng)分析

降水的形成是個(gè)復(fù)雜的過程，受到眾多因素的影響，預(yù)報(bào)員對降水開始、結(jié)束時(shí)間很難精確把握。在長期值班過程中發(fā)現(xiàn)T639數(shù)值預(yù)報(bào)的相對濕度和垂直速度場與降水始末有較好的對應(yīng)關(guān)系。

如果將某地兩小時(shí)累計(jì)面雨量≥0.1 mm作為降水開始時(shí)間，此次降水開始時(shí)間定為22日23時(shí)。

地面如果有有效降水，近地面的空氣濕度必然較大，故首先分析T639（20時(shí)為起始場，48 h預(yù)報(bào)，下同）925 hPa相對濕度場。22日20時(shí)后925 hPa濕度開始增大，23時(shí)濕度>90%的區(qū)域位于漢中的西部，西部降水開始，02時(shí)后濕度>90%的區(qū)域向東擴(kuò)展降水區(qū)域隨之東擴(kuò)（圖略）。25日08時(shí)925 hPa濕度迅速降到70%以下，對應(yīng)降水結(jié)束。25日夜間濕度逐漸回升，26日05時(shí)（24日20時(shí)為起始場）925 hPa濕度>90%，降水再次開始。29日08時(shí)后（27日20時(shí)為起始場）濕度自西向東先后降到70%以下，此次降水自西向東結(jié)束。

3.2 700 hPa相對濕度、垂直速度與降水開始、結(jié)束時(shí)間對應(yīng)分析

降水的產(chǎn)生需要有充足的水汽和較強(qiáng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)，分析700 hPa濕度場和垂直速度場可以看出，22日20時(shí)漢中上空的濕度接近飽和，漢中西部開始有垂直上升運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)西部有零星降水，隨著上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1線區(qū)域擴(kuò)大，降水范圍和強(qiáng)度也加大。23日20時(shí)漢中西北部垂直速度為0，700 hPa濕度下降到90%以下，對應(yīng)區(qū)域降水停止，中東部仍然處于高濕和上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)區(qū)域，降水持續(xù)，直到25日08時(shí)全市轉(zhuǎn)為下沉氣流，11時(shí)濕度降到90%以下，降水暫時(shí)結(jié)束。26日05時(shí)降水再次開始，700 hPa濕度增大到90%以上，上升運(yùn)動(dòng)較弱，未來36 h內(nèi)一直持續(xù)連續(xù)穩(wěn)定性降水。

28日02時(shí)對流開始發(fā)展，700 hPa負(fù)速度區(qū)擴(kuò)大，負(fù)值中心加強(qiáng)，對流深厚，上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展到300 hPa，且一直持續(xù)到29日早晨。28日08時(shí)到29日08時(shí)除東南部的鎮(zhèn)巴外10個(gè)縣（區(qū)）出現(xiàn)了暴雨，局地大暴雨。29日08時(shí)后700 hPa濕度自西向東先后降到90%以下，負(fù)速度區(qū)自西向東移出漢中，29日17時(shí)此次降水過程結(jié)束。

3.3 中低層垂直速度、水汽通量散度與暴雨落區(qū)分析

如果日降水量≥50 mm的站達(dá)10個(gè)以上定為一個(gè)暴雨日，本次過程共出現(xiàn)5個(gè)暴雨日，分別為23、24、27、28、29日。

分析22日23時(shí)到23日20時(shí)850 hPa水汽通量散度和700 hPa垂直速度，可以看出漢中的水汽幅合大值區(qū)和上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)區(qū)域均偏南，對應(yīng)暴雨出現(xiàn)在水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1且持續(xù)2個(gè)時(shí)次（3 h1個(gè)時(shí)次，下同）以上的區(qū)域，即寧強(qiáng)的西南部、南鄭的東南部和鎮(zhèn)巴西部地區(qū)（圖2，圖中 4點(diǎn)為暴雨、5點(diǎn)為大暴雨，下同），暴雨中心在漢中以南的四川。

23日晚上到24日中午850 hPa水汽通量散度和700 hPa垂直速度加強(qiáng)東移，負(fù)的大值區(qū)影響漢中東南部，對應(yīng)暴雨區(qū)和強(qiáng)降水時(shí)段，大暴雨出現(xiàn)在水汽通量散度≤-84×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、垂直速度≤-96×10 e-2.Pa.s-1區(qū)域內(nèi)（圖3）。

27日出現(xiàn)14站暴雨，分別在寧強(qiáng)的西南角、略陽的西部邊緣，南鄭中北部，落區(qū)分散，雨強(qiáng)較緩，暴雨基本落在850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1區(qū)域內(nèi)。

28日隨著副熱帶高壓加強(qiáng)西伸北抬和高原槽東移，漢中上空濕層增厚，垂直運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，全市出現(xiàn)區(qū)域性暴雨南部大暴雨，大暴雨中心仍然在漢中以南的四川，對應(yīng)水汽輻合中心和強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)中心。漢中南部的大暴雨區(qū)連續(xù)2個(gè)時(shí)次以上850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1；漢中南部的暴雨區(qū)連續(xù)3個(gè)時(shí)次以上850 hPa水汽通量散度≤-36×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1（圖4）；而漢中北部的暴雨出現(xiàn)在700 hPa水汽幅合中心、500 hPa或600 hPa上升氣流最強(qiáng)區(qū)域附近（圖略）。

分析29日02、05、08時(shí)中低層水汽通量散度和垂直速度場，可以看出暴雨和大暴雨均出現(xiàn)在700 hPa水汽幅合中心和500 hPa垂直速度負(fù)的大值中心附近，即漢中東北部的佛坪，且700 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、500 hPa最大垂直速度超過了-144×10 e-2.Pa.s-1 （圖4 a、b）。29日08時(shí)后隨著高空槽東移，降水過程自西北向東南相繼結(jié)束。

4 總結(jié)

在有利降水的環(huán)流形勢背景下，降水開始結(jié)束時(shí)間、降水量級及落區(qū)與T639數(shù)值預(yù)報(bào)的物理量場有著較好的對應(yīng)關(guān)系，所以我們可以通過分析數(shù)值預(yù)報(bào)的某些物理量場的演變來預(yù)報(bào)降水的開始和結(jié)束時(shí)間以及暴雨的落區(qū)。

（1）700 hPa、925 hPa相對濕度≥90%，700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1降水開始。925 hPa相對濕度迅速降到70%以下，700 hPa轉(zhuǎn)為下沉氣流且相對濕度<90%，降水結(jié)束。

（2）850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.pa.s-1，或有2個(gè)以上時(shí)次850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1可能產(chǎn)生暴雨。

（3）850 hPa水汽通量散度≤-84×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-96×10 e-2.Pa.s-1，或有2個(gè)以上時(shí)次850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1可能產(chǎn)生大暴雨。

（4）漢中北部地處秦嶺南麓，海拔高度較高，暴雨、大暴雨落區(qū)與700 hPa水汽通量散度、500 hPa或600 hPa垂直速度場的對應(yīng)關(guān)系更好；且雨強(qiáng)大歷時(shí)短。

參考文獻(xiàn)：

[1]張 峰. 2014年6-8月T639、ECMWF及日本模式中期預(yù)報(bào)性能檢驗(yàn) [J]. 氣象， 2014 （11）.

[2]郭大梅， 李萍云， 胡 浩，等. 一次春季暴雨與盛夏暴雨物理量對比分析 [J]. 陜西氣象，2014（11）.

[3]劉 勇，徐娟娟，李明娟，等.陜西中南部一次秋季連陰雨中區(qū)域性暴雨的成因分析[J]. 高原氣象，2013（3）.