廣東一次強(qiáng)降水天氣過程特征分析

楊欣葵 謝煜興 張琳 魏睿

摘 要：強(qiáng)降水天氣對整個社會帶來的影響十分巨大，可能造成嚴(yán)重的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失，對強(qiáng)降水相關(guān)的天氣特征進(jìn)行分析具有較強(qiáng)的社會意義。本文以廣東省“5·23”（2014年）特大降水為例，從多個角度分析該降水情況及特征，這對更好地了解強(qiáng)降水天氣具有較大的指示意義。

關(guān)鍵詞：廣東；強(qiáng)降水天氣；特征分析

強(qiáng)降水天氣對整個社會來說是非常大的隱患，其常常會帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。對強(qiáng)降水天氣進(jìn)行詳細(xì)的記錄分析能夠幫助我們更好地了解強(qiáng)降水天氣特征，提前做好相應(yīng)防御準(zhǔn)備工作，對降低強(qiáng)降水天氣給社會帶來的危害具有指示意義。

一、廣東一次強(qiáng)降水天氣過程概況

2014年5月23日，廣東及周圍的華南地區(qū)發(fā)生了一次強(qiáng)降水天氣。據(jù)廣東省觀測站對這個降水的詳細(xì)資料記錄以及ERA-data4times再分析數(shù)據(jù)（分辨率0.125°×0.125°）獲知：副高以及高空槽是引起本次強(qiáng)降水的兩大原因。

據(jù)廣東省三防辦的可靠資料，截止到當(dāng)年的5月25日夜間，“5·23”強(qiáng)降水給廣東省花都、白云、從化、增城等四個地區(qū)30個鎮(zhèn)帶來巨大損失，20萬左右的居民在這次降雨中受到了極大影響，20萬左右畝的農(nóng)作物受到嚴(yán)重?fù)p害。據(jù)統(tǒng)計，這次強(qiáng)降水導(dǎo)致廣東地區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失超過了7億元。

在5月22日，廣東省部分地區(qū)就已經(jīng)出現(xiàn)較明顯降水，到23日降雨量明顯加大，降雨頻率也隨之變大。針對這種極端現(xiàn)象，廣東省相關(guān)負(fù)責(zé)人員立即投入到了“防汛減災(zāi)”的活動中。但到24日“防汛減災(zāi)”活動正式結(jié)束時，強(qiáng)降水還是給廣東省帶來了很大的損失。這次強(qiáng)降水不但帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，還有不少的人員傷亡，對整個廣東社會范圍帶來了極大的損失。

二、強(qiáng)降水環(huán)流形勢分析

對“5·23”日廣東強(qiáng)降水進(jìn)行分析，可以得如下強(qiáng)降水環(huán)流形勢結(jié)論：第一，在200hPa的分布范圍內(nèi)，廣東省處于南壓高壓的東北側(cè)，是強(qiáng)降水的主要降水區(qū)，而該區(qū)域?qū)α鲗痈邔赢a(chǎn)生了很大的影響，其對流層高層形成了非常強(qiáng)的輻射產(chǎn)生了很強(qiáng)的抽吸。第二，在500hPa的分布范圍內(nèi)，先是南支短波槽過程，接著是副高加強(qiáng)西伸北推。第三，在850-925hPa的分布范圍內(nèi)，對流層低層可以觀測到較為強(qiáng)盛的西南-偏南氣流。第四，在海平面氣壓場的范圍內(nèi)，地面維持低槽，廣東境內(nèi)等壓線表現(xiàn)為南北走向。動力、熱力、水汽以及垂直上升等各方面條件相互配合，導(dǎo)致這一次的強(qiáng)降水過程。

三、水汽通量散度和上升運(yùn)動分析

在上文的分析中，我們可以獲知：副高以及高空槽是引起本次強(qiáng)降水的兩大原因。而對此進(jìn)行深究，就能夠發(fā)現(xiàn)：西南氣流的形成及演變、整個地區(qū)范圍內(nèi)的天氣系統(tǒng)也都是導(dǎo)致該強(qiáng)降水天氣形成的重要原因。因此，對整個天氣系統(tǒng)進(jìn)行分析以及該地區(qū)范圍內(nèi)的能量變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)水汽通量散度以及上升運(yùn)動具有重要的意義，其能夠幫助相關(guān)人員更好地理解該強(qiáng)降水的發(fā)生區(qū)域以及下落區(qū)域，對了解本次“5.23”廣東特大降水的形成以及發(fā)展有很大的幫助，以下做出展開說明。

通過對強(qiáng)降水發(fā)生之前以及發(fā)生之后的流層相關(guān)的水汽通量散度演變圖做出了大量的分析，發(fā)現(xiàn)了如下特點：第一，整個流層中的暖濕水汽的輻合層厚薄程度存在著細(xì)微地差別，具體表現(xiàn)在：在西南區(qū)域的暖濕水汽的輻合層較薄，而東北區(qū)域的暖濕水汽的輻合層則厚一點。這導(dǎo)致了整個大氣體系的位勢不穩(wěn)定性，加劇了流層的運(yùn)動。同時，流層的不均勻性也導(dǎo)致了后期降水的不均勻。第二，落區(qū)以及降水發(fā)生的時間和在西南暖濕氣流上位置的水汽輻合區(qū)具有較高的一致性。對850hPa以下的對流層低層做出分析，對降水最大的落區(qū)（從從化出發(fā)一直到南昆山）做時間-經(jīng)向的水汽通量散度剖面圖分析，再結(jié)合850hPa以及925hPa水汽通量散度的演變情況數(shù)據(jù)圖，可以發(fā)現(xiàn)：在南昆山附近區(qū)域（即114°E附近地區(qū)），22日的晚上到23日的早上形成一塊非常明顯的水汽輻合區(qū)，這與該區(qū)域上空高空槽的東移演變密切相關(guān)。

為了研究該強(qiáng)降雨情況下的垂直上升運(yùn)動，研究對流層整層的垂直速度場相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對114°E附近地區(qū)，即南昆山附近地區(qū)的垂直速度演變發(fā)展做出分析。在5月22日20時至23日02時左右，南昆山附近的流層中低層上升速度突然猛增，此時該地區(qū)上升速度的范圍以及強(qiáng)度達(dá)到了最大值，而這種上升的趨勢一直保持到23日的14時左右。直到23日20時，上升速度的增長才發(fā)生了較為明顯的減弱。這種現(xiàn)象顯然引起強(qiáng)烈對流現(xiàn)象的發(fā)生并促進(jìn)了對流現(xiàn)象的發(fā)展。從某種意義上說，強(qiáng)烈垂直上升運(yùn)動可以為強(qiáng)降雨現(xiàn)象提供基礎(chǔ)的動力條件，促進(jìn)了該時間段內(nèi)廣東省強(qiáng)降雨天氣的形成并讓強(qiáng)降水天氣維持了較長的時間段。

四、雷達(dá)基本反射率因子演變分析

雷達(dá)基本反射率因子可以較好地對降雨現(xiàn)象做出描述。一般而言，雷達(dá)基本粒子的反射率因子越大，降雨的可能性以及降雨量就可能越大。通過廣東省相關(guān)部分給出的雷達(dá)資料分析，得到如下數(shù)據(jù)信息：在1.5°仰角的反射率因子的分析上，在5月22日20時，在南昆山附近的區(qū)域有對流單體的生成。在次日凌晨的1點左右在南昆山-從化線上有多個回波群，回波群的最大值高達(dá)60dBz。而周圍的環(huán)境內(nèi)也在不斷地產(chǎn)生新的對流單體，對流單體間不斷地結(jié)合，導(dǎo)致回波群的力量不斷加強(qiáng)，這種現(xiàn)象一直持續(xù)到23日19時到20時左右。對廣東省此次特大降雨進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)回波層的強(qiáng)弱變化情況與實際的降雨情況是非常吻合的。在回波群不斷形成并演化的過程中，廣東省及其附近區(qū)域的對流現(xiàn)象變得越來越激烈，這種激烈的現(xiàn)象在很大的程度上促進(jìn)了大降雨的形成并讓其不斷地發(fā)展。

2014年的“5·23”廣東省特大降水對廣東省帶來了極為嚴(yán)重的后果。對該降水情況做出分析，發(fā)現(xiàn)很多層結(jié)要素都能夠較為客觀地表現(xiàn)該次的降水情況。相關(guān)研究人員可以對本文中對高低空條件、對流、上升運(yùn)動等方面的分析來了解該次降雨特征。

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