廣西一次冬季暴雨過程的成因

張丁丁+凌晶+劉禮珍

摘要：利用常規(guī)觀測資料，NECP 1°×1°再分析資料對2015年12月4日發(fā)生于廣西的一次大范圍暴雨過程的水汽、動力條件進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：一是本次暴雨過程的主要影響系統(tǒng)是500hPa南支槽、850hPa切變線和低空急流的共同作用下造成的。二是孟加拉灣和南海是本次暴雨過程的水汽源地，500～700hPa中低空西南急流和850hPa東南急流的加強，增強了暴雨區(qū)的水汽供應(yīng)。三是此次過程垂直上升運動比夏季弱，是形成穩(wěn)定性降水的原因。

關(guān)鍵詞：冬季暴雨；南支槽；急流；冷墊

中圖分類號： P458 文獻標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.10.056

廣西的暴雨主要出現(xiàn)在4～9月，且以5～8月居多，冬季受大陸高壓和東北季風(fēng)的影響，一般是年內(nèi)的干冷少雨期。而2015年12月4日廣西中部產(chǎn)生的一次冬季暴雨，較為少見。目前，在冬季暴雨的成因方面已經(jīng)有了較為廣泛深入的研究，取得了許多有意義的成果。何芬等[1]分析了福建的冬季暴雨，得出產(chǎn)生冬季暴雨的物理條件與汛期暴雨相似，但大氣層結(jié)比汛期更加穩(wěn)定。朱星球等[2]研究江西的兩次冬季暴雨，認(rèn)為700hPa在水汽、動力方面比850hPa表現(xiàn)明顯，暴雨落區(qū)與700hPa水汽輻合區(qū)對應(yīng)較好。而此次暴雨過程與以往的研究有所不同，暴雨產(chǎn)生前期已經(jīng)受冷空氣影響，925hPa及以下層次為冷空氣控制，低層暖濕氣流沿冷墊爬升形成暴雨。因此本文對于深入了解冬季暴雨的形成機理、落區(qū)預(yù)報具有重要意義。

1 實況概述

此次暴雨過程發(fā)生在2015年12月4日08時至5日08時， 從廣西24小時雨量統(tǒng)計可見，廣西大部出現(xiàn)了大到暴雨。其中廣西中部大部地區(qū)的日累積雨量50～70毫米，部分地區(qū)的日降雨量超過平均12月上旬降水量。此次強降雨過程以穩(wěn)定性降雨為主，最大小時雨量在10毫米左右，雨量較為均勻，但持續(xù)時間較長，具有鋒面降雨的特點。

2 天氣形勢分析

2.1 環(huán)流背景分析

暴雨發(fā)生前，對流層中上部200hPa環(huán)流（圖略）經(jīng)向度較大，從云南北部至日本地區(qū)存在風(fēng)速≥60m/s強盛的副熱帶高空急流，急流中心風(fēng)速≥80m/s，廣西大部處于副熱帶高空急流軸入口區(qū)右側(cè)，為強輻散區(qū)，利于垂直上升運動的發(fā)展，并且隨著200hPa低槽東移，槽前的西風(fēng)急流也逐漸南壓，廣西上空輻散增強。

2.2 主要影響系統(tǒng)

造成廣西冬季暴雨天氣事件的主要影響系統(tǒng)是南支槽和冷空氣的共同影響[3]，此次暴雨過程也有這樣的特點。12月4日08時，500hPa形勢上中高緯為“兩槽一脊”型，南支槽槽線位于90°E附近，槽前西南氣流強盛，不斷向廣西輸送水汽和能量。

700hPa高度層上，從孟灣一直延伸到廣西上空的西南氣流12月3日20時開始增強，12月4日08時達(dá)到急流強度，暴雨期間廣西上空的急流中心值達(dá)24m/s。850hPa上，12月4日08時形成一條從南海到廣西北部的東南急流，桂北位于急流前部，為強輻合區(qū)。

12月1～2日，華北低槽引導(dǎo)冷空氣南下影響廣西，850hPa附近存在顯著的逆溫層，925hPa至地面為一致的偏北氣流控制，暴雨期間冷空氣強度逐漸減弱，但低層冷空氣穩(wěn)定控制華南地區(qū)，在廣西上空形成冷空氣墊，南支槽前的強盛暖濕氣流便沿冷墊爬升形成降水。

3 水汽條件分析

3.1 水汽通量

分析12月4日08時整層水汽通量可以發(fā)現(xiàn)，在降雨期間存在兩支水汽通道，一支從孟灣指向廣西，一支為沿副高邊緣經(jīng)南海北上，說明孟灣和南海是本次暴雨過程的水汽源源地。12月4日20時在廣西西部形成一個水汽通量中心，中心值達(dá)到12g/（cm·hPa·s）。另外，低層850hPa東南氣流的增強，在南海北部也形成一個水汽通量大值區(qū)，中心值達(dá)到14g/（cm·hPa·s），說明隨著低層急流的增強，水汽輸送也增強。

3.2 水汽通量散度

從此次暴雨過程水汽的垂直分布來看，暴雨過程中400hPa以下的相對濕度都在80%以上，濕層深厚。分析暴雨區(qū)中心的水汽通量散度時間剖面，可見過程前期的水汽輻合較弱，水汽輻合重要集中在700～850hPa之間。12月4日14時后，低層的水汽輻合逐漸增強，并出現(xiàn)大值區(qū)，中心值達(dá)到-6×10-6g/（cm2·hPa·s）。

分析12月4日08 時850～700hPa風(fēng)場和水汽通量散度場，可見在過程前期，低層的水汽通量輻合都比較弱，主要的輻合在850hPa切變線附近。12月4日20時，700hPa西南氣流加強，桂北處于風(fēng)速的輻合區(qū)，水汽通量輻合增加，大值區(qū)也在桂北，中心值達(dá)到-6×10-6 g/（cm2·hPa·s）。而850hPa上由于切變線南側(cè)的東南急流增強，急流前部的水汽輻合也增強，且隨著東南急流繼續(xù)向北推進，桂中的水汽輻合也迅速增強。

4 垂直速度分析

如上所述，本次暴雨過程的水汽飽和層擴展到400hPa，水汽的輻合主要在600～850hPa之間。因此做12月4日08時、20時沿109°E，21.5°N -26.5°N的垂直速度場剖面，分析暴雨區(qū)（23°N -25°N）上空的垂直運動情況。暴雨區(qū)500～850hPa之間基本為垂直速度負(fù)值區(qū)，925hPa及以下為冷空氣控制，垂直速度場上也基本為正值，以下沉運動為主。相比于夏季大范圍暴雨過程垂直上升中心-2.2-21Pa/s，本次暴雨過程上升運動較弱，以穩(wěn)定性降水為主。

5 結(jié)論和討論

本文對2015年12月4日08時～5日08時廣西的一次冬季暴雨過程進行了分析，得到以下結(jié)果。

一是本次暴雨過程是在南支槽、切變線、急流的共同作用下形成的。由于前期受冷空氣影響，925hPa及以下為冷空氣控制，暖濕氣流沿著冷墊爬升形成暴雨；二是本次暴雨過程的水汽來源是孟加拉灣和南海，500～700hPa中低空西南急流和850hPa東南急流的加強，增強了暴雨區(qū)的水汽供應(yīng)。暴雨期間600hPa以下為水汽通量輻合層，水汽輻合重要集中700～850hPa之間；三是暴雨區(qū)500～850hPa之間基本為垂直速度負(fù)值區(qū)，925hPa以下層次則以下沉運動為主。垂直上升運動比夏季弱，是形成穩(wěn)定性降水的原因。

參考文獻

[1]何芬，賴紹鈞，池艷珍.福建省冬季暴雨過程及其環(huán)流特征[J].氣象科技，2004，38（03）：306-310.

[2]朱星球，丁治英.2010年江西兩次冬季暴雨過程分析[J].貴州氣象，2012，36（01）：24-28.

[3]凌穎，黃海洪，何慧，等.廣西冬季暴雨事件的特征及影響天氣系統(tǒng)分析[J].廣西科學(xué)院報，2005，21（1）：47-50.

作者簡介：張丁丁，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：天氣預(yù)報研究、氣象服務(wù)。