2014年6月19—20日婁底市強降水天氣過程分析

王 萍，蔡海朝，肖妙妮，李志強，王艷青

(湖南省婁底市氣象局，湖南婁底 417000)

?

2014年6月19—20日婁底市強降水天氣過程分析

王 萍，蔡海朝，肖妙妮，李志強，王艷青

(湖南省婁底市氣象局，湖南婁底 417000)

利用ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式以及常規氣象觀測資料，對湖南省婁底市2014年6月19—20日強降水天氣過程的環流形勢、模式進行對比分析，試圖揭示這次強降水天氣的成因。結果表明，500 hPa亞歐中高緯為一槽一脊形勢，中緯度高空多波動，西安到重慶有低槽東移，影響婁底市西部發生較強降水；850 hPa切變線和低空急流之間對應強降水落區，其維持是造成強降水天氣的主要原因；數值模式預報與實況有一些差異，對于19日的強降水落區和強度，主要表現為ECMWF模式和JAPAN模式預報偏小，T639模式預報偏大，對于湘中一線的強降水落區僅T639模式預報準確，但對湘北的預報出現明顯空報現象；20日強降水的強度和落區預報，ECMWF模式無論是強度還是落區上都是吻合的，而T639模式和JAPAN模式強度相對也吻合，但落區上有偏差，較實況偏東偏南。

強降水；環流形勢；模式檢驗；成因

婁底市地處中亞熱帶季風濕潤氣候區，既具季風性，又兼具大陸性，境內地勢西高東低，呈階梯狀傾斜，屬云貴高原向江浙丘陵遞降的過渡帶，全年降水多集中在4—7月。暴雨是婁底市主要的災害性天氣之一，對農業生產、城市交通以及人民生命財產安全均影響較大。因此，暴雨預報的準確與否對防災減災工作的成敗顯得尤為重要。近年來，氣象工作者對湖南省的暴雨進行了大量的研究[1-3]，且多是基于同化資料、衛星及雷達資料對暴雨過程中的特征進行了深度分析，但對氣象業務所使用的數值模式資料的檢驗較少。筆者利用常規氣象觀測資料與多家數值模式資料，對2014年6月19—20日婁底市強降水天氣過程的環流形勢進行分析，對ECMWF、T639及JAPAN等數值模式形勢場進行對比檢驗，并探討各家模式降水預報的指示意義，以期為今后的暴雨預報提供依據。

1 天氣實況

1.1 降水實況 19日08：00—21日11：00全市出現強降雨天氣，過程總降雨量分別為婁底59.9 mm、新化60.2 mm、冷水江81.9 mm、漣源87.4 mm、雙峰81.1 mm，均達到暴雨標準。據區域自動站資料顯示，強降雨主要集中在雙峰東南部，共100 個鄉鎮降雨量超過50.0 mm，其中 32 個鄉鎮降雨量超過100.0 mm，漣源有12個區域鄉鎮超過100.0 mm，雙峰有10個鄉鎮超過100.0 mm，雙峰荷葉降水量最大，為195.3 mm。此次暴雨天氣過程主要有2個強降水階段：第1階段為19日12：00—14：00，2 h降雨量達中雨(10.0～24.9 mm)有11站，大雨(25.0～49.9 mm)有4站，主要在新化西部，最大降雨量為半山水庫的34.9 mm；第2階段為20日01：00—05：00，4 h降雨量達大雨(25.0～49.9 mm)有10站，暴雨(50.0～99.9 mm)有4站，大暴雨(100.0～199.9 mm)有4站，主要在雙峰東南部，最大降雨量為雙峰荷葉的150.9 mm。

1.2 災情 截至21日08：00，新化縣受災人口20 000人，緊急轉移120人，農作物受災面積600 hm2，絕收40 hm2，倒塌房屋26間，損壞151間，直接經濟損失13 00萬元；雙峰縣62 000人不同程度受災，強暴雨及山體滑坡造成緊急轉移安置人口650人，需緊急生活救助人口530人，受災農作物640 hm2，部分農作物被淹沒，其中絕收面積78 hm2，房屋倒塌和嚴重損壞房屋158間，戶數73戶，一般損壞房屋85間，受損戶數46戶，直接經濟損失5 000萬元。

2 大尺度環流演變特征分析

2.1 500 hPa環流形勢 6月19日08：00 500 hPa(圖1a)，西太平洋副高位于南海，亞歐中高緯為一槽一脊形勢，分別處于烏拉爾山脈和貝加爾湖以北地區，且中緯度高空多波動，西安到重慶有低槽東移，影響婁底市西部發生較強降水。19日20：00，副高中心略有南退，華西低槽在副高頂托下逐漸變淺，但槽后有明顯冷舌，婁底市處于槽前，伴隨冷空氣的進入，該市降水進一步加強，造成婁底市東南部的強降水。20日08：00(圖1b)，副高進一步減弱東撤至臺灣以東，湘西仍有淺槽存在，婁底市降水持續。到20：00，西太平洋副熱帶高壓再次加強，但婁底市逐漸轉為槽后偏北氣流，強降水逐漸減弱。

2.2 700和850 hPa環流形勢 由圖2可見，19日08：00中低層西南氣流較為旺盛，急流風速達12～14 m/s，有風速輻合，重慶到貴陽一線有低槽，到20：00低槽略有東移，并在低槽東北側沿吉首—常德—岳陽一線形成一切變線，婁底市處于切變線上，降水也主要集中發生在這一階段；到20日08：00，低渦移至婁底市附近，隨著能量進一步釋放，急流已經不明顯，但700 hPa仍有低渦存在，850 hPa低槽切變明顯南壓，婁底市降水開始逐漸減弱；20日20：00中低層低槽切變東移全部南壓，降水緩慢移出婁底市。

圖1 2014年6月19日08：00(a)和20日08：00(b)500 hPa環流形勢Fig.1 500 hPa circulation situation at 08:00(a) on June 19 and 08:00(b) on June 20 in 2014

注：a1為19日08：00；a2、b1為19日20：00；b2為20日08：00。Note：a1.08：00 on June 19；a2，b1.20：00 on June 19；b2.08：00 on June 20.圖2 2014年6月19—20日700 hPa(a)和850 hPa(b)環流形勢Fig.2 700 hPa(a)and 850 hPa(b)circulation situation during June 19-20 in 2014

2.3_left地面氣壓場 由圖3可見，從19日開始，我國秦嶺以北有冷空氣聚積，20：00冷空氣前鋒過秦嶺進入武漢—長沙—貴陽一線，并與南部暖濕空氣結合形成準靜止鋒，婁底市處于均壓場控制當中，20日20：00又有冷空氣補充南下，鋒面進一步南壓，婁底市氣溫略有下降。

3 模式檢驗與對比分析

3.1 模式形勢對比 分別對ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式的24 h 500 hPa形勢場預報與實況(19日08：00、20日08：00)進行對比檢驗發現(圖4)，19日08：00，3家模式中ECMWF預報模式與實況吻合度最高，T639模式與JAPAN模式對南北系統的預報上各有優缺點；對于北支兩槽一脊位置的預報而言，ECMWF模式和T639模式的預報極為吻合，而JAPAN模式完全沒有反映；對于中緯度環流及副高位置的預報，ECMWF和JAPAN的預報與實況較吻合，而T639模式與實況對比差異較大，尤其是副高位置預報明顯偏東。20日08：00，對中高緯的天氣系統把握最準確的仍然是ECMWF模式和T639模式，JAPAN模式最差；對于中緯度環流的預報ECMWF最吻合，其次是T639模式、JAPAN模式；對于副高位置的預報，T639較前期有較大的調整，3家模式與實況對比均十分吻合。由此可見，對于2個時次3家模式的預報，ECMWF模式吻合度最高，其次是T639模式，JAPAN模式最差；而對副高位置預報方面，ECMWF模式和JAPAN模式吻合度較高，T639模式較差。

圖3 2014年6月19日08：00(a)和20日20：00(b)地面形勢Fig.3 Ground situation at 08：00 on June 19(a)and 20：00 on June 20(b)in 2014

注：a1、b1為ECMWF模式；a2、b2為T639模式；a3、b3為JAPAN模式。藍色線代表實況；紅色線代表ECMWF模式；綠色線代表T639模式；橙色線代表JAPAN模式。Note：a1，b1.ECMWF model；a2，b2.T639 model；a3，b3.JAPAN model.The blue line indicates live situation；the red line represents ECMWF model；the green line represents T639 model；the orange line represents JAPAN model.圖4 2014年6月19日08：00(a)和20日08：00(b)各家數值模式500 hPa高度場對比Fig.4 Comparison of 500 hPa height situation by each numerical mode at 08：00 on June 19(a)and 08：00 on June 20(b) in 2014

3.2 模式降水產品對比 分別對ECMWF模式、T639模式以及JAPAN模式的24 h降水量預報[4]與實況(19日08：00—20日08：00和20日08：00—21日08：00)進行對比檢驗發現(圖5)，19日08：00—20日08：00強降水沿湘中一線貫穿湖南東西，在懷化中部、吉首南部、邵陽、常德西北部、長沙東部、株洲南部、衡陽北部及湘潭南部等地普降暴雨，其中，懷化中部及邵陽西北部普降大暴雨。3家模式對應時段24 h降水預報中，ECMWF模式預報強降水落區位于湘中以北地區，較實況位置偏北，強度偏弱，大暴雨落區漏報；T639模式對強降水落區預報的范圍明顯大于實況，預報張家界南部、懷化北部、常德西南部、邵陽中部及永州北部為大范圍大暴雨區，因此，無論是對強降水落區還是強度方面均偏大和偏強；JAPAN模式對強降水落區和強度的預報上較實況偏小和偏弱，大暴雨全部漏報。隨著中低層切變的東移南壓，19日08：00—20日08：00湘西地區的強降水減弱趨于結束，主要強降水分布在湘東、湘西南及湘南，強度較前期減弱，3家模式的預報強度較實況偏強，強降水落區均反映出了東移南壓的趨勢，ECMWF模式較吻合，而T639模式和JAPAN模式的強降水落區預報位置偏東偏南。由此可見，在強降水強度預報上，T639模式較ECMWF和JAPAN模式偏強，與實況較為吻合；而強降水落區預報上，ECMWF模式前期位置偏北，后期吻合，T639模式前期準確預報出湘中地區強降水，但同時也造成湘北大范圍的空報區，后期強降水落區位置偏東偏南；JAPAN模式前期強降水明顯漏報，后期強降水落區位置偏南。

注：a1、b1為實況；a2、b2為ECMWF模式；a3、b3為T639模式；a4、b4為JAPAN模式。Note：a1，b1.Live；a2，b2.ECMWF model；a3，b3.T639 model；a4，b4.JAPAN model.圖5 2014年6月19日08：00—20日08：00(a)和20日08：00—21日08：00(b)實況與各家模式24 h降水量Fig.5 The actual precipitation and monitored precipitation by each model during 08：00 June 19-08：00 June 20(a)，08：00 on June 20-08：00 on June 21(b) in 2014

4 小結

(1)此次強降水天氣過程是在亞歐中高緯為一槽一脊大尺度環流背景下，中低層西南氣流較為旺盛，急流風速達12～14 m/s，有風速輻合，重慶到貴陽一線切變東移，地面冷空氣南下，并與南部暖濕空氣結合在武漢—長沙—貴陽一線形成準靜止鋒，均是導致此次強降水天氣過程的直接原因。

(2)此次過程對19日的預報有些偏弱，20日預報準確，導致19日預報不十分理想的原因主要有：數值模式預報與實況有一些差異，對于19日強降水的落區和強度主要表現為ECMWF模式和JAPAN模式預報偏小、T639模式預報偏大，對于湘中一線的強降水落區僅T639模式預報準確，但對湘北的預報出現明顯空報現象；20日強降水的強度和落區預報，ECMWF模式無論是強度還是落區上均是吻合的，而T639模式和JAPAN模式強度相對也吻合，但落區上有偏差，較實況偏東偏南。

[1] 蔡海朝，毛文書，楊群，等.湘中一次大暴雨天氣的綜合診斷分析[J]． 成都信息工程學院學報，2011，26(2)：215-222．

[2] 黃小玉，陳媛，顧松山，等.湖南地區暴雨的分類及回波特征分析[J].南京氣象學院學報，2006，29(5)：635-643.

[3] 彭雙姿，劉從省，李文明，等.湖南湘中一次大暴雨天氣的螺旋度分析[J].貴州氣象，2008，32(1)：15-17.

[4] 肖紅茹，王燦偉，周秋雪，等.T639、ECMWF細網格模式對2012年5～8月四川盆地降水預報的天氣學檢驗[J].高原山地氣象研究，2013，33(1)：80-85.

Analysis on a Heavy Rainfall Process in Loudi City during June 19-20 in 2014

WANG Ping, CAI Hai-chao, XIAO Miao-ni et al

(Loudi Meteorological Bureau in Hunan Province, Loudi, Hunan 417000)

By using ECMWF model, T639 model, JAPAN model and conventional meteorological observation data, the circulation situation and modes of a heavy rainfall process during June 19-20 in 2014 in Loudi, Hunan Province were analyzed to reveal the causes. The results showed that there are more fluctuations in middle altitude and a low trough eastward from Xi’an to Chongqing; 850hPa shear line and low level jet stream is the main cause of the heavy rainfall process; there are some differences between numerical model prediction and live, as for heavy rainfall falling area and intensity on June 19, ECMWF model and JAPAN model prediction is small, T639 model prediction is too large, forecast of falling area in central Hunan is accurate by T639 model; as for heavy rainfall intensity and falling area forecast on June 20, ECMWF mode is consistent with both the intensity and the area. The T639 mode and JAPAN mode, the intensity is relatively consistent, but there is a deviation in the area.

Heavy rainfall; Circulation situation; Model examination; Causes

王萍(1972- )，女，湖南雙峰人，工程師，從事中短期天氣預報工作。

2016-08-10

S 161.6

A

0517-6611(2016)29-0192-04