石島地區暴雨天氣過程分析及氣象服務評價

唐麗明 張文峰 程立渤

摘要 從天氣形勢配置與暴雨落區的關系、數值預報情況等方面分析了2013年7月12日石島地區暴雨過程，發現此次過程為典型的西風槽與副熱帶高壓邊緣西南暖濕氣流交綏造成的，低空急流的建立、發展和維持為暴雨區提供了強的水汽輸送和能量積累；水汽通量的強輻合是降水的中尺度對流系統發生發展的重要條件之一；切變線與低空急流的位置對暴雨落區有明顯的影響。根據分析結果，及時發布預警信號，積極做好氣象服務，有效減輕了人民群眾的財產損失。此次天氣過程的氣象服務對于氣象部門應對極端天氣過程具有重要的參考價價值。

關鍵詞 暴雨；天氣形勢；切變線；低空急流；災害預警；氣象服務

中圖分類號 P458 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）09-0198-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.09.057

Abstract The rainstorm process in Shidao area on July 12， 2013 was analyzed from the relationship between weather situation configuration and rainstorm area， and numerical forecasting，it was found that the process was caused by the intersection of a typical westerly trough and the southwest warm and humid airflow along the subtropical highpressure edge；the establishment， development and maintenance of lowlevel jets provided strong water vapor transport and energy accumulation for storm areas；the strong convergence of water vapor flux was one of the important conditions for the occurrence and development of precipitation mesoscale convective systems；the location of the shear line and the lowlevel jet stream had a significant impact on the rainstorm area.According to the analysis results， timely warning signals were issued， and meteorological services were actively carried out， effectively reducing the property losses of the people.The meteorological services of the weather process had important reference value for the meteorological department to deal with extreme weather processes.

Key words Rainstorm；Weather situation；Shear line；Lowlevel jet stream；Disaster warning；Meteorological service

暴雨是我國常見的災害性天氣，是指在短時間內出現大量降水的天氣現象，24 h內累積降水量達50～100 mm。它是夏季常見的一種天氣現象，具有突發性強、強度高和落區多變的特點，由暴雨造成的洪澇災害以及滑坡、泥石流等次生災害嚴重影響了我國的國民生計，因此暴雨受到各級黨政機關、各行各業和人民群眾的高度重視和密切關注[1-2]。亓翠蕓等[3]分析表明，低空急流的建立、發展和維持為暴雨區提供了強的水汽輸送和能量積累。近年來，隨著數值預報的發展，暴雨預報準確率有很大的提高，但是大暴雨的漏報率依然很高[4]。筆者從天氣形勢配置與暴雨落區的關系、數值預報情況等方面分析了2013年7月12日石島地區暴雨過程，深入分析暴雨過程中預報預警、信息發布、應急決策等主要環節的工作及效果，總結了此次暴雨過程氣象服務的具體經驗，以期為重大氣象事件氣象服務工作提供參考。

1 氣候背景

石島位于山東半島東南端，年均降水量達756 mm，暴雨多出現在6月下旬—9月上旬，尤以7月和8月最多，是山東半島東部出現暴雨最多的地區之一，暴雨開始早、結束遲，降水強度也大。造成山東暴雨的天氣尺度系統主要有氣旋、臺風、冷鋒、切變線等[5]。6—7月，西太平洋副熱帶高壓開始北躍，石島處于副高的西北部邊緣地帶，西南氣流日漸強盛，并帶來充分水汽，石島降水日數和降雨量開始增多。進入8月，副高再次北躍，脊線越過30°N；此時的臺風活動頻繁，由于副高位置偏西偏北，臺風容易受其引導氣流影響，接近東海和黃海南部；副高西北邊緣也常處于黃海南部沿海，容易形成強對流天氣，這都可能引起暴雨的發生，這是7—8月份石島出現暴雨的主要原因。到9月中旬以后，副高脊線東撤南退至華南一帶，石島降水量開始急劇下降[6]。

2 天氣實況與形勢分析

2.1 天氣特點與實況

2013年7月12日，受副熱帶高壓邊緣暖濕氣流和切變線的共同影響，威海地區出現暴雨過程，其中石島地區的日降水量為106.0 mm，為27年來同月日最大降水量。此次暴雨天氣特點：①降水量大，降水強度大。石島區域過程平均降水量103.2 mm，其中降水量最大為鏌铘島的123.0 mm，小時最大降水量為31.6 mm。②暴雨范圍大，區域集中。3個站均出現大于100.0 mm以上大暴雨，一個站大于80.0 mm以上暴雨過程（圖1）。由于強降水集中、降水量大，出現的暴雨范圍廣，造成玉米大面積倒伏、農田積水、城市基礎設施受損等。

2.2 天氣形勢分析

副熱帶高壓系統與我國暴雨關系密切，尤其是西太平洋副熱帶高壓的進退、維持和強度變化。暴雨出現在副高的西北側。副高由南向北推進，副高外圍暖濕氣流能源源不斷地提供大量的水汽，易出現切變線暴雨[7]。切變線屬于中尺度系統，中尺度天氣系統對暴雨有2個作用：①它是造成暴雨的直接天氣系統。在中尺度系統中，有強上升運動，對水汽通量的輻合而言，要比天氣尺度系統的水汽輻合大一個量級；并且在中尺度系統中有明顯的不穩定層結，因而可造成強烈的暴雨。②中尺度系統對積云對流活動有明顯的組織和增強作用[8]。

從圖2可以看出，11日08：00 500 hPa副高西伸增強，850 hPa切變線南壓，急流進一步增強，切變線轉為冷式切變線，強降水主要發生在低空急流的左側、切變線右側。到11日20：00，500 hPa副高穩定增強，850 hPa切變線略有南壓。12日08：00，臺風“蘇力”向西北方向移動，副高向西加強，低空切變線北端北抬；低空850 hPa在山東半島的急流位置偏東；從與高、低空系統的配置來看，暴雨均出現在低層切變線的右側、低空急流到達的區域，石島正處于低空急流經過的區域，此時西南氣流強盛，風速達12 m/s，通過低層明顯的熱量與水汽輸送有利于暴雨發生前不穩定層結的建立與以后的不斷重建；在急流軸左前方是正渦度和氣流輻合區，可以產生明顯的上升運動，通過這種動力抬升可觸發和維持暴雨的發生。

2.3 水汽條件

分析700和850 hPa比濕發現，11日20：00—12日08：00，石島地區始終維持在10～12 g/kg，850 hPa維持在12～16 g/kg，從低層到高層濕度大、濕層厚，大氣的飽和比濕達到了相當大的數值[9]。此時段石島地區500～850 hPa均為正渦度區，上升氣流旺盛，上升運動是形成暴雨的關鍵因子，上升運動的大小反映了水汽的凝結速度，大氣輻合上升運動，有利于天氣系統的發生和發展，低層輻合、高層輻散的形勢，促進了強降水的發生。

此次過程副高有短暫的進退，但都穩定在30°N以北，前期切變線為經向切變線，暴雨沿切變線分布，暴雨點呈南北向；到11日，副高西伸北抬，北側588 dagpm線基本呈東西向，切變線又轉為緯向切變線，暴雨點呈現東西向；12日，副高略南撤東退，切變線在半島東北向，石島降水量增大；13日，副高又西伸北抬，切變線大體呈東西向，為緯向切變線，暴雨點理應也呈現東西向，這是因為受登陸的第7號臺風“蘇力”影響，水汽通道變為東南暖濕氣流，造成半島南部東部出現暴雨。

3 數值預報檢驗

通過分析比較幾家數值預報模式，發現NCEP數值和日本傳真圖產品對期間降水預報均較小，最大降水預報10 mm左右，暴雨沒有體現。T639數值產品預報半島北部地區有暴雨，對于半島北部降水落區的大致范圍還是有所體現的，但半島南部（石島）預報明顯偏小；EC數值預報對于降水的分布表現較好，預報半島地區50 mm左右，預報趨勢較為正確，但量級有些偏小。在實際的工作應用中，利用數值預報產品做暴雨預報時，一是要考慮其中心降水落區的偏差；二是在降水量級的預報時，要防止被數值預報的上限所暗示，以免造成預報量能偏小。

4 決策服務效果及公眾評價

4.1 決策氣象服務準確及時

雖然此次強降水天氣的預報服務是成功的，但在前期強降雨的降水量級上仍有些誤差。 在此次災害性預報服務中，石島氣象臺提前做出了《重要天氣預報》（圖2）和《氣象專報》，并在第一時間為政府領導做了專題報告，通過石島海洋天氣警報系統、石島海洋廣播電臺、災害預警平臺、手機短信、電子郵件、電話傳真、大喇叭顯示屏、電子顯示屏等方式及時發布給廣大的群眾。先后通過山東省災害預警平臺（圖3）發布了暴雨黃色預警信號、雷電黃色預警信號，并根據最新雷達資料和實況資料及時更新訂正預報，利用山東省石島海洋天氣警報系統和石島海洋廣播電臺讓用戶第一時間了解天氣情況。

4.2 密切與相關部門、社會媒體互動，擴大預警覆蓋面

在整個暴雨天氣過程服務中，服務的深度和廣度有了很大的發展，對此次的服務不再滿足于是否報的準，而是全過程的跟蹤服務[10]。所有的服務材料第一時間發送給縣委縣政府，并將降水實況與天氣系統發展情況通過電話和當面等方式向政府領導匯報，提出防范措施和建議。利用手機短信給各單位主要負責人發布預警信息，積極與氣象協理員、信息員溝通，提供本區域降水信息和災情反饋情況，在氣象服務過程起到非常重要的作用，有利于預報人員在第一時間了解到氣象災害在不同區域內造成的影響。雖然此次過程覆蓋范圍廣、持續時間長，但由于預報服務及時、預警信息通暢，將災害的損失降到最低，各相關部門的領導及社會公眾對石島氣象預報服務給予了高度評價。

4.3 社會滿意度調查

通過對相關單位和社會公眾的調查（區政府、建設局、水利局、園林、農業局等），普遍認為這次強降水過程氣象部門服務及時，政府組織指揮得力，預報預警信息傳遞得力，各部門應對及時，減輕人員和財產的損失，滿意達100%。

5 小結

此次過程為典型的西風槽與副熱帶高壓邊緣西南暖濕氣流交綏造成暴雨的天氣形勢，低空急流的建立、發展和維持為暴雨區提供了強的水汽輸送和能量積累；水汽通量的強輻合是降水的中尺度對流系統發生發展的重要條件之一。通過總結此次降水天氣過程，在有臺風外圍水汽參與的降水過程中，如果在轄區內有明顯風速風向輻合，東南低空急流和西南低空急流交匯時，應預報大范圍暴雨，一線預報人員應提高在極端天氣過程中的服務意識，以提高用戶的氣象災害防御能力和經濟效益為宗旨，不斷提高服務的針對性和專業化水平，促進國民經濟又好又快發展。

參考文獻

[1] 李津，姚潔.2013年7月8日-15日山西省暴雨天氣過程氣象服務分析評價報告[C]//創新驅動發展 提高氣象災害防御能力：S3第三屆氣象服務發展論壇——公眾、專業氣象預報服務技術與應用.北京：中國氣象學會，2013.

[2] 何群英，陳濤.2006年8月海河流域暴雨過程的成因分析[J].氣象，2009，35（1）：80-86.

[3] 亓翠蕓，史桂芝，王惠芳，等.2008年7月4—5日山東暴雨天氣過程分析[J].中國農學通報，2010，26（12）：358-364.

[4] 劉建清，田忠明，朱天征.一次大暴雨天氣過程的成因分析[C]//第27屆中國氣象學會年會災害天氣研究與預報分會場論文集.北京：中國氣象學會，2010.

[5] 曹鋼鋒，張善君，朱官忠，等.山東天氣分析與預報[M].北京：氣象出版社，1988：156-179.

[6] 姚學祥.天氣預報技術與方法[M].北京：氣象出版社，2011：80.

[7] 李永果，孟憲棟，張芹，等.2009年7月6日山東暴雨的中尺度分析[J].山東氣象，2010，30（1）：10-12.

[8] 丁一匯.高等天氣學[M].2版.北京：氣象出版社，2005.

[9] 李韜，周淑玲，劉澈，等.黃河下游春季一次大暴雨過程的結構特征及落區分析[J].科技導報，2006，24（9）：21-24.

[10] 王瑤，李奇，魯小榮，等.新疆昌吉回族自治州暴雨天氣過程氣象服務分析評價[J].內蒙古氣象，2017（2）：37-40.