德興一次對流性暴雨天氣分析

孫斌

摘 要：2015年6月2日-3日江西省出現(xiàn)較大范圍的強降水天氣過程，德興局地出現(xiàn)一次暴雨過程，導致市區(qū)低畦地帶積水嚴重。本文利用常規(guī)天氣資料、物理量資料、衛(wèi)星云圖以及多普勒雷達資料對這次過程的成因進行了天氣學，動力學和中尺度分析。結(jié)果表明，低空急流為強降水提供了充足的水汽和不穩(wěn)定能量；中低層有低渦和切變線為強降水提供了強的上升運動條件；高空有強盛的西南氣流，風速的輻合為短時強降水發(fā)生提供了觸發(fā)條件；對流層整層相對濕度較大；LCL較低；K指數(shù)K≥35，沙氏指數(shù)（SI）<0表示不穩(wěn)定，不穩(wěn)定能量CAPE值為1452.1J。

關(guān)鍵詞：暴雨；中尺度分析；物理量場；衛(wèi)星云圖

天氣概況：受市空低槽和中層切變影響，6月2日至3日，德興市出現(xiàn)了今年入汛以來最強降水天氣過程，全市普降大暴雨，局部特大暴雨，最強降水落區(qū)主要位于我市銀城、花橋、黃檗、張村等地。這次降水過程具有對流性強、小時雨強大及持續(xù)時間長等特點。2日20至3日，我市平均降水量117.7毫米。所轄區(qū)域的28個區(qū)域自動站和31個山洪雨量站中，各有19個站點超過100mm；超200mm的站點分別為1個和4個站點，其中以德興國家基本氣象站為247.3毫米為最大（小時雨強74mm）。

中尺度天氣分析：

6月2日08時實況中尺度天氣分析及物理量指數(shù)的分布特征表明：德興市受市空低槽和中層切變影響，低層輻合，高層位于顯著分流區(qū)中，500百帕高度場，德興市處槽前西南氣流中，700、850百帕受切變影響，且露點值達到飽和值濕層深厚。大氣層結(jié)不穩(wěn)定，K指數(shù)大于35。850、925百帕西南風發(fā)展強烈，江南低空急流建立，風速達16-20米/秒，并有明顯的風速輻合，中低層有低渦東移，我市處低渦切變的東南側(cè)，強降水區(qū)位于急流左前方，中心位置在低渦的東南側(cè)。低渦和急流為此次強降水過程提供了強的上升運動條件，但短時強降水的產(chǎn)生還離不開充足的水汽供應(yīng)和不穩(wěn)定能量，在這次強降水過程中，一直存在的低空急流就起著水汽和能量的輸送帶的作用。低空急流是一種動量、熱量和水汽的高度集中帶，被認為是給中緯度暴雨和強風暴提供水汽和動量最重要的機制。

中尺度系統(tǒng)發(fā)展的動力、不穩(wěn)定和水汽條件：

一、動力條件

200hPa位于顯著分流區(qū)中，在300hPa以下隨高度急速順轉(zhuǎn)，具有強風向切變的暖平流結(jié)構(gòu)。500hPa處于槽前和顯著流線左上方。700、850hPa受切變影響，底層西南氣流加強。

二、不穩(wěn)定條件

對流的產(chǎn)生首先需要不穩(wěn)定層結(jié)。層結(jié)中的不穩(wěn)定能量是一種潛在的能量，只有在外力的沖擊下，觸發(fā)氣流強烈地上升，才能爆發(fā)對流。根據(jù)計算公式：K=[T850-T500]+[Td]850-[T-Td]700，我們計算了南昌和衢州臨近兩測站的K指數(shù)，6月2日08時，兩站K指數(shù)分別為40和37。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，當K≥35時，在它的下風處?？僧a(chǎn)生大到暴雨。并在衢州站看出有明顯的上干下濕特點，不穩(wěn)定能量CAPE值為1452.1，CAPE值趨于增大過程。同時根據(jù)沙氏指數(shù)（SI）公式SI=T500-T '500，顯然SI>0表示穩(wěn)定，SI<0表示不穩(wěn)定。經(jīng)計算可知，南昌和衢州兩站SI指數(shù)為-0.25℃、-3.18℃，大氣呈對流不穩(wěn)定。上述這些特征是有利于對流性強降水發(fā)生前能量的積累而形成強降水的。

三、水汽條件

從水汽通量診斷分析結(jié)果來看，在暴雨前夕贛東北地區(qū)的水汽通量的分布也是極不均勻的，有高也有低，暴雨的產(chǎn)生需要該地區(qū)上空有充足的水汽和源源不斷的水汽輸送。在整個降水過程中， 來自南海的暖濕西南急流于2日建立后，西南急流隨之加強，不斷為降水區(qū)域上空輸送水汽， 水平水汽通量輻合以及輸送的大量暖濕氣流導致暴雨區(qū)上空大氣產(chǎn)生不穩(wěn)定層結(jié)引起強烈的上升運動， 且風速加大。使整個贛東北地區(qū)低層水汽十分充沛，為大暴雨的產(chǎn)生提供了十分有利條件。在南昌和衢州站的T-ogo圖中，可以很明顯看出水汽濕層深厚。在暴雨出現(xiàn)前，大氣整層濕度條件的相對濕度和可降水量逐漸增大的，也就說在暴雨前，整個大氣有一個增濕過程，這個過程對暴雨的出現(xiàn)十分重要。通過實況圖也可以看出暴雨區(qū)正好位于切變線的右側(cè)，急流軸的左側(cè)，比濕達14g/kg以上，形成了完整的濕舌。說明此次暴雨過程水汽主要分布在對流層低層，低空急流的存在為水汽輸送提供。

雷達回波分析

德興地形起伏，群山遍布，市界南至東南處有多座海拔高度在一千三百米以上的山脈，特殊的地形有著較好的抬升機制，局地強對流天氣時有發(fā)生。6月2日21時是第一階段強降水多普雷天氣雷達回波演變情況，從圖中明顯看到我市北部有幾個強度初生小回波單體，之后回波瞬速加強，發(fā)展一條帶狀型強回波。對應(yīng)實況雨勢也瞬速加大。隨著回波帶繼續(xù)像我市移動，回波帶上強回波中心的范圍不斷擴大，同時在回波帶的后面不斷有新生強回波單體發(fā)展加強，我市瞬速被整個回波帶覆蓋，而從天氣系統(tǒng)演變來看，這一階段正是切變南壓，地面輻合線維持和加強，非常有利于上升運動發(fā)展的時期。此外，我們還跟蹤分析了風廓線、一小時累計降水量、垂直液態(tài)含水量、速度強度場、回波頂高以及冰雹指數(shù)等資料。第二階段回波帶狀一直在我市上空持續(xù)，對應(yīng)實況雨勢達到最強。3日05時回波漸漸南壓影響我市降水回波強度稍做減弱。

以上分析說明：強回波對應(yīng)強降水，回波效應(yīng)明顯，回波強度的變化與天氣系統(tǒng)的加強和減弱和密切相關(guān)。速度圖上輻合區(qū)的出現(xiàn)并維持，是造成特大暴雨的關(guān)鍵，而速度圖上中尺度逆風區(qū)的出現(xiàn)使降水雨強達到最強。

四、結(jié)論

1.這次暴雨過程發(fā)生在高空低槽、中低層切變的共同影響的有利環(huán)流形勢下，持續(xù)時間較長、雨強較大且分布均勻的特點。中低層有西南急流存在，風速的輻合為降水發(fā)生提供了觸發(fā)條件，同時低空急流為暴雨區(qū)提供了充足的水汽和不穩(wěn)定能量，低層有低渦和切變線與之配合，為暴雨提供了強的上升運動條件，暴雨的落區(qū)主要位于切變線的右側(cè)，和急流的左側(cè)。

2.K指數(shù)表明此次降水過程屬層結(jié)不穩(wěn)定降水，沙氏指數(shù)（SI）<0表示不穩(wěn)定。而 CAPE值在暴雨發(fā)生時有趨于增大過程，當CAPE值明顯減弱時，降水也隨即減弱或停止，對預報降水落區(qū)有一定指示意義。

參考文獻：

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