廣西一次冬季暴雨過程的成因

張丁丁+凌晶+劉禮珍

摘要：利用常規觀測資料，NECP 1°×1°再分析資料對2015年12月4日發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，結果發現：一是本次暴雨過程的主要影響系統是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，增強了暴雨區的水汽供應。三是此次過程垂直上升運動比夏季弱，是形成穩定性降水的原因。

關鍵詞：冬季暴雨；南支槽；急流；冷墊

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

廣西的暴雨主要出現在4～9月，且以5～8月居多，冬季受大陸高壓和東北季風的影響，一般是年內的干冷少雨期。而2015年12月4日廣西中部產生的一次冬季暴雨，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，得出產生冬季暴雨的物理條件與汛期暴雨相似，但大氣層結比汛期更加穩定。朱星球等[2]研究江西的兩次冬季暴雨，認為700hPa在水汽、動力方面比850hPa表現明顯，暴雨落區與700hPa水汽輻合區對應較好。而此次暴雨過程與以往的研究有所不同，暴雨產生前期已經受冷空氣影響，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、落區預報具有重要意義。

1 實況概述

此次暴雨過程發生在2015年12月4日08時至5日08時， 從廣西24小時雨量統計可見，廣西大部出現了大到暴雨。其中廣西中部大部地區的日累積雨量50～70毫米，部分地區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，但持續時間較長，具有鋒面降雨的特點。

2 天氣形勢分析

2.1 環流背景分析

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

2.2 主要影響系統

造成廣西冬季暴雨天氣事件的主要影響系統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時達到急流強度，暴雨期間廣西上空的急流中心值達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。

12月1～2日，華北低槽引導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，但低層冷空氣穩定控制華南地區，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現，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，中心值達到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，并出現大值區，中心值達到-6×10-6g/（cm2·hPa·s）。

分析12月4日08 時850～700hPa風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，桂北處于風速的輻合區，水汽通量輻合增加，大值區也在桂北，中心值達到-6×10-6 g/（cm2·hPa·s）。而850hPa上由于切變線南側的東南急流增強，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（23°N -25°N）上空的垂直運動情況。暴雨區500～850hPa之間基本為垂直速度負值區，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，以穩定性降水為主。

5 結論和討論

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，增強了暴雨區的水汽供應。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500～850hPa之間基本為垂直速度負值區，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分析[J].廣西科學院報，2005，21（1）：47-50.

作者簡介：張丁丁，本科學歷，助理工程師，研究方向：天氣預報研究、氣象服務。