揭陽(yáng)市一次暴雨過(guò)程的中尺度對(duì)流系統(tǒng)研究及機(jī)理分析

摘 要：本文從環(huán)流背景，中尺度特征，物理量診斷等角度對(duì)揭陽(yáng)2014年3月30-31日暴雨過(guò)程診斷分析，得出這次強(qiáng)降水主要是高空槽引導(dǎo)作用，使低層西南低渦南移并產(chǎn)生切變線，形成強(qiáng)降水過(guò)程。希望通過(guò)此次暴雨過(guò)程相應(yīng)關(guān)系分析總結(jié)，對(duì)揭陽(yáng)地區(qū)今后降水預(yù)報(bào)提供參考信息。

關(guān)鍵詞：揭陽(yáng)；暴雨；環(huán)流背景；物理量診斷

廣東省地處低緯，雨量充沛。暴雨是廣東省主要災(zāi)害性天氣之一，易導(dǎo)致城市內(nèi)澇等災(zāi)害，暴雨預(yù)報(bào)分析也是氣象工作中重點(diǎn)和難點(diǎn)。揭陽(yáng)市地處粵東沿海，洪（潮）、澇、旱、風(fēng)等自然災(zāi)害嚴(yán)重，東部沿海受西南季風(fēng)影響突出，低空急流活躍，東東北一西西南走向蓮花山脈抬升作用明顯；因太平洋副熱帶高壓西北一北緣較接近該區(qū)，亦常受臺(tái)風(fēng)影響，在低壓結(jié)合冷空氣及其他天氣系統(tǒng)共同影響下，易產(chǎn)生暴雨。因此，有必要對(duì)揭陽(yáng)暴雨發(fā)生條件分析研究，探索其發(fā)生、發(fā)展組成因素，獲得其有機(jī)組成，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高預(yù)見(jiàn)能力，為防汛抗災(zāi)提供可靠信息。

1 揭陽(yáng)市暴雨概況

受高空槽和較強(qiáng)西南氣流影響，3月30日晚-31日，廣東60%市縣出現(xiàn)暴雨，珠三角、粵西北部、粵北和粵東市縣有暴雨到大暴雨降水，局部伴有強(qiáng)對(duì)流天氣，全省共有51個(gè)氣象站出現(xiàn)100-250mm大暴雨級(jí)降水；有232個(gè)氣象站出現(xiàn)50到100mm暴雨級(jí)降水。其中揭陽(yáng)市30日8時(shí)-31日8時(shí)出現(xiàn)暴雨降水過(guò)程，全市平均雨量59.2mm，揭陽(yáng)普寧大坪錄得全市最大雨量93.3mm，部分地區(qū)伴有短時(shí)雷雨大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣，進(jìn)入強(qiáng)降水和強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)季節(jié)。

2 環(huán)流形勢(shì)分析

2.1 500hPa高空環(huán)流形勢(shì)分析

500hPa（圖1），東亞大槽后出現(xiàn)一個(gè)小槽，小槽東移，最后并入東亞大槽。內(nèi)蒙至廣東西部存在一高空槽，廣東處于高空槽前底部，受槽前西南氣流控制，有利于槽前暖空氣和水汽輸送，槽后冷空氣南下逐漸影響華南地區(qū)。隨后高空槽東移，地面低槽發(fā)展，西南急流加強(qiáng)，冷暖空氣交匯，增強(qiáng)華南地區(qū)不穩(wěn)定性。廣西東部至廣東中部存在一風(fēng)速≥28m/s急流，使得廣東水汽和熱量輸送旺盛，促發(fā)天氣對(duì)流性不穩(wěn)定。

圖1 2014年3月30日08時(shí)（a）、20時(shí) （b）500hPa高空?qǐng)D

2.2 850hPa低空形勢(shì)

850hPa分析，3月30日08時(shí)我國(guó)西藏至四川盆地存在西南低渦，低渦右側(cè)為氣旋性風(fēng)速區(qū)，且在重慶至粵北一帶發(fā)展底層倒槽，廣西東部至廣東東北部處于倒槽后部西南急流輸送帶，最大風(fēng)速達(dá)

12m/s，為廣東輸送大量水汽，在孟加拉灣存在暖區(qū)，受西南氣流影響，為廣東地區(qū)輸送大量熱能。30日20時(shí)熱區(qū)東移至印度半島北部，且暖區(qū)范圍擴(kuò)大，與西南低渦相配合，促進(jìn)華南地區(qū)氣流抬升作用和增強(qiáng)空氣柱不穩(wěn)定性，為廣東持續(xù)提供大量水汽和熱量。

2.3 地面形勢(shì)場(chǎng)

30日08時(shí)印度半島北部至我國(guó)廣東中部地區(qū)都有一地面低壓系統(tǒng)，廣東中部正位于低壓邊緣，位勢(shì)不穩(wěn)定，我國(guó)華北地區(qū)至江浙一帶有高壓脊南申，形成東高西低形勢(shì)，廣東處于高壓與低壓中間，受西南氣流與東南氣流輻合影響，廣東水汽輸送旺盛，30日20時(shí)低壓系統(tǒng)范圍有所東擴(kuò)，低壓中心東移加強(qiáng)，與底層西南低渦相配合，共同加強(qiáng)西南氣流熱量和水汽輸送，為對(duì)流天氣提供有利水汽條件和空氣不穩(wěn)定性。

3 衛(wèi)星云圖分析

30日08時(shí)，一清晰寬厚云帶橫貫我國(guó)大陸東部，在我省上空密集。20時(shí)云帶東移，進(jìn)入太平洋西岸上空。31日00時(shí)廣東上空云團(tuán)發(fā)展壯大，云團(tuán)延伸至福建江西等地。云系持續(xù)影響廣東大部分地區(qū)，此時(shí)大部分市縣普降暴雨至大暴雨。31日08時(shí)造成廣東持續(xù)暴雨強(qiáng)云系減弱消散，東移入海，廣東沿海部分對(duì)流云系較旺盛，雨勢(shì)持續(xù)外，其他天氣轉(zhuǎn)好。

4 雷達(dá)回波分析

30日08：12，較強(qiáng)回波區(qū)位于粵北及粵東大部，區(qū)域面積大，回波強(qiáng)度在25-50dBz，而揭陽(yáng)市處于強(qiáng)回波外圍，回波較弱。16時(shí)較強(qiáng)回波區(qū)向東南方向擴(kuò)散，揭陽(yáng)市內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)回波，為25-40dBz。20時(shí)00分，揭陽(yáng)全境位于強(qiáng)雷達(dá)回波區(qū)，回波強(qiáng)度達(dá)30-50dBz，揭陽(yáng)市普降暴雨，部分地區(qū)伴有短時(shí)雷雨大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。

5 物理量分析

5.1 水汽條件

30日00時(shí)850hPa水汽通量散度中心在廣西，中心值≤-2×10-5g/（cm2·hPa·s）；30日12時(shí)-31日00時(shí)，水汽通量散度負(fù)值區(qū)東南擴(kuò)大加強(qiáng)，中心覆蓋廣東福建大部及江西省南部，最大負(fù)值中心達(dá)-5×10-5g/（cm2·hPa·s），水汽通量散度最大負(fù)值中心對(duì)應(yīng)最大小時(shí)雨量，強(qiáng)降水區(qū)東移，雨區(qū)覆蓋整個(gè)揭陽(yáng)市，雨強(qiáng)明顯增大。31日12時(shí)水汽通量散度逐漸減小，降水減弱，當(dāng)其值由負(fù)變正時(shí)降水結(jié)束。

5.2 垂直運(yùn)動(dòng)

珠江口附近850hPa垂直速度為-0.9～-1.5×10-3Pa/s，配合水汽條件，是出現(xiàn)暴雨有利情況。850hPa有一較大上升速度中心在廣東中部上空，上升速度中心向四周擴(kuò)展。最大上升速度中心東移。暴雨發(fā)生時(shí)段，3月30日垂直上升運(yùn)動(dòng)中心已移經(jīng)揭陽(yáng)上空，這個(gè)垂直上升速度中心值都小于-0.9×10-3Pa/s，揭陽(yáng)上空有強(qiáng)烈上升運(yùn)動(dòng)，突破中高層穩(wěn)定層，把低層暖濕空氣輸送到高層，激發(fā)大量不穩(wěn)定能量釋放，產(chǎn)生暴雨天氣。

5.3 K指數(shù)分析

29日00時(shí)，K指數(shù)中心最大值達(dá)40，高能區(qū)位于福建與江西交界。12時(shí)，大值區(qū)不斷向西南方向移至兩廣并擴(kuò)寬，而揭陽(yáng)市大部區(qū)域K指數(shù)為36-38，K指數(shù)穩(wěn)定在偏高狀態(tài)。30日00時(shí)-12時(shí)，廣東高能區(qū)不斷擴(kuò)大，珠三角地區(qū)及粵西大部位于高能中心，而揭陽(yáng)市K指數(shù)在35左右，廣東大部分地區(qū)上空存在極不穩(wěn)定大氣層結(jié)，具備暴雨、強(qiáng)對(duì)流天氣等發(fā)生所需大量、持續(xù)不穩(wěn)定能量。

6 結(jié)論

1）在高空槽引導(dǎo)作用，使低層西南低渦南移并產(chǎn)生切變線，加強(qiáng)水汽和熱量輸送，這是揭陽(yáng)暴雨發(fā)生有利環(huán)境條件。

2）通過(guò)衛(wèi)星云圖上云團(tuán)移動(dòng)和生消變化，來(lái)判斷雨區(qū)可能位置，揭陽(yáng)上空云團(tuán)密集，是產(chǎn)生暴雨和強(qiáng)對(duì)流天氣的一種重要中尺度系統(tǒng)。

3）廣東為一東西走向帶狀雷達(dá)回波，強(qiáng)回波中心緩慢東南移經(jīng)揭陽(yáng)地區(qū)，對(duì)暴雨產(chǎn)生起到重要作用。

4）揭陽(yáng)維持一水汽通量散度大值區(qū)，對(duì)流層上升速度中心值均<-0.9×10-3Pa/s，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。揭陽(yáng)位于K指數(shù)高能區(qū)中，大部分地區(qū)上空存在極不穩(wěn)定大氣層結(jié)，具備暴雨和強(qiáng)對(duì)流天氣等發(fā)生所需不穩(wěn)定能量。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

林曉明（1990-），男，漢族，廣東省揭陽(yáng)市人，本科，天氣預(yù)報(bào)助理工程師，從事天氣預(yù)報(bào)工作。