2018年7月27日信陽市局部地區暴雨過程分析

蔡凱捷

摘 要：分析2018年7月27日信陽市大暴雨成因發現：信陽地區處于副熱帶高壓主體邊緣的高溫高濕環境中，不穩定能量積累較多，垂直上升運動使不穩定能量釋放，并將低層水汽向高空輸送，使信陽出現了強降水;雷達回波主要在信陽城區上空維持，降水回波強度大，有明顯的列車效應;速度圖上有明顯的輻合。

關鍵詞：暴雨;物理量分析;雷達回波分析;信陽

文章編號：1004-7026（2019）15-0099-02 ? ? ? ? 中國圖書分類號：P458.121.1? ? ? ?文獻標志碼：A

暴雨是信陽市夏季主要的災害性天氣之一，具有突發性和局部性，因此對于暴雨落區、強度、發生以及持續時間的預報是相關工作的難點。利用Micaps資料、NCEP1°×1°再分析資料和雷達資料，對信陽市2018年7月27日發生的局部性大暴雨進行分析。通過研究暴雨前后天氣形勢、物理量場特征、雷達回波特征，為信陽地市局部大暴雨預報提供參考依據和預報方法。

1 ?天氣實況

2018年7月26日20時至7月27日20時，信陽市出現了一次大暴雨天氣過程，這次降雨歷時短、雨量大、分布不均勻，并伴有雷電等強對流天氣，降雨量達到176.3 mm。

區域站雨量超過100 mm的有2個，其中三河尖站達到了125.7 mm，固始縣的灞臺次之，為111.0 mm。降水從26日20時開始加強，強降水時段集中在27日8時至14時，27日20時之后降水逐漸減弱。

2 ?環流背景

2.1 ?高空環流形勢

參考2018年7月27日8時500 hPa形勢圖可知，受11號臺風“悟空”北上的影響，副熱帶高壓穩定少動，588線西界限位于我國東部沿海地區，10號臺風“安比”登陸后逐漸減弱，成為熱帶低壓。華北地區空氣受到副熱帶高壓的阻擋，開始向西南方向移動，受臺風低壓移動方向前側西北氣流和副熱帶高壓邊緣西南氣流的共同影響，河南東部形成明顯的切變線，信陽市東部地區位于切變線之間，切變線附近的強垂直上升運動為信陽市的降水提供了條件。前期副熱帶高壓穩定，信陽市位于副熱帶高壓主體邊緣的高溫高濕環境中，不穩定能量積累較多，垂直上升運動促進不穩定能量釋放，并將低層水汽向高空輸送，從而使信陽市產生了降水[1-3]。

參考2018年7月27日8時700 hPa形勢圖可知，信陽市位于312線附近，以偏西氣流為主，信陽本站偏西風風速達到6 m/s，露點溫度達到9 ℃，說明信陽市上空水汽條件良好。信陽市到阜陽市存在明顯的東西向切變線，切變線附近的強垂直上升運動為信陽地區降水提供了動力。同時，信陽位于西南氣流輻合區，有利于水汽的垂直輸送。

參考2018年7月27日8時850 hPa形勢圖可知，四川省東部到湖北省東部存在明顯的西南風與東南風形成的暖式切變線，信陽市位于暖式切變線北側的東南氣流中，切變線的輻合對于低層水汽的抬升比較有利，而且信陽本站西南風速為6 m/s，有利于氣流移動。

2.2 ?地面環流形勢

參考7月26日20時地面圖可知，信陽處在均壓場，地面以偏北風為主，同時東北地區有冷高壓存在。27日5時，弱冷高壓向西南方向移動，冷空氣南下，南站地面轉為東北風，降水逐漸加強。27日8時，冷空氣持續南下，信陽市降水加強。27日14時冷空氣逐漸遠離該地區，降水減弱。

3 ?物理量場

3.1 ?不穩定能量

參考7月27日8時探空曲線可知，信陽市上空整層的濕度較大，在9 250 ～850 hPa高度內垂直風切變非常大，由8 m/s的偏東風轉為4m/s的西南風，K指數達到35 ℃，容易出現暴雨天氣。

3.2 ?渦度和水汽通量散度

分析27日8時850 hPa渦度可知：信陽市處在正渦度區，數值為0.000 2/S，在中層700 hPa處，信陽市處在兩個數值為0.000 2/S的正渦度中心附近，在500 hPa上空為負渦度區，數值為-0.000 15/S，400 hPa信陽市上空為負渦度中心，數值為-0.000 3/S。低層到高層的渦度配置有利于降水的發展和持續。

持續性強降水離不開充足的水汽。2018年7月27日8時850 hPa有低空急流，急流出口區位于信陽市西南部，有明顯的水汽輸送情況，這次過程信陽市中低空水汽較豐富。分析水汽通量散度場可以看出，信陽市700 hPa上空有水汽通量輻合中心，數值為-15，850 hPa上空也為水汽通量輻合中心，數值為-20，中低的水汽通量輻合，為暴雨天氣過程提供了充足的水汽條件。

3.3 ?熱力場診斷

分析不同時段的K指數可以得出：26日20時K指數較14時明顯減弱，這與K指數本身與溫度的關系造成的日變化有關。27日2時信陽市和固始縣的K指數均達到36，達到河南省暴雨預報物理量指標。夜間K指數的增大與濕度關系密切，說明水汽條件有所改善。

850 hPa假相當位溫圖顯示，26日14時信陽地區為高值區，隨時間推移，高值區向北移動。強降水時段為27日2時，信陽站的假相當位溫大約為344 K。將假相當位溫與降水區對應，可以發現向北延伸的高能舌地帶降水往往較劇烈，如14時至20時的許昌市、漯河市和駐馬店市。27日2時駐馬店市東部和南陽市南部地區也是處在伸展的高能舌中，有較強的降水。同時，信陽市東部地區處在等位溫線密集區，進一步加強了降水。

4 ?多普勒天氣雷達回波特征

4.1 ?雷達回波特征

2018年7月27日8時，南陽站雷達1.5°仰角基本反射率圖像顯示：本次降水過程以混合性降水回波為主，強降水回波主要集中在信陽地區，回波中心強度達到50 dBz以上，強回波中心比較分散，位于信陽市南部，信陽市附近回波相對較弱，金華市一帶降水強度加強。9時信陽城區南部分散回波中心合成塊狀，強回波塊狀中心在信陽市南部維持，信陽市回波依然相對較弱，金華市一帶降水強度持續加強。10時信陽市回波加強，中心強度達到50 dBz以上，信陽市南部回波減弱，金華市一帶降水減弱。11時中心強度達到50 dBz以上并形成塊狀，依然在信陽市上空維持，信陽市持續出現強降水。12時強回波中心減弱，信陽城區降水逐漸減弱。13時降水回波由東南方向逐漸移出信陽城區。同時，從時間變化可以看出，降水回波在高空西北氣流的引導下，自西北向東南移動，具有明顯的列車效應[4-5]。

以上分析說明，強降水回波主要位于信陽市，降水回波強度大，有明顯的列車效應，這造成了信陽市大范圍的大暴雨。2018年7月27日8時南陽站雷達1.5°仰角基本速度圖像上有明顯的輻合特征，輻合為降水提供了條件。

從南陽站雷達組合反射率可以看出，2018年7月26日14時至27日2時，在南陽市東南部、襄陽市東北部和隨州市北部有降水回波生成，并自西向東略偏南移動，影響信陽市的中部和西部。27日3時至10時，隨州市東南部和孝感市北部有降水回波生成并自西南向東北移動，影響信陽市西南部和中部。

該過程降水回波范圍較大，影響信陽市的西南部和中部大部分縣（區），回波強度在40 dBz左右。27日17時以后，大范圍的強降水回波逐漸移出信陽市，降水減弱，強降水過程趨于結束。通過分析降水回波較強的27日21時的雷達剖面圖可以看出，40 dBz左右的強降水回波主要位于6 km以下，發展高度不高且均勻，為層狀云降水回波。

4.2 ?垂直風特征

從南陽市風廓線雷達探測的空氣垂直速度圖上可以看出：7月25日8時至26日19時，信陽市上空大氣垂直速度在-0.4～0.7 m/s，負速度成片出現在對流層下層，零散出現在對流層中層，表明空氣交換很弱，出現此現象的云層所對應的地面無降水;26日20時至27日5時，垂直速度正值區逐漸從對流層中層頂部伸展到對流層下層底部，大部分大于1 m/s，小部分大于5 m/s，最大值為7.5 m/s，27日3時對流層中層中部，大于5 m/s的區域位于對流層中層的中下部和對流層下層，對流層中層頂部速度小于5 m/s，期間出現了弱降雨，這可能是受降雨下落速度的影響，期間維持較大的正速度;27日6至18時，垂直速度正值逐漸從對流層中層頂部伸展到對流層下層底部，大部分大于5 m/s，最大值為8.6 m/s，期間對應降雨強盛集中;27日20時以后，垂直運動結構特征又演變為無降水階段的垂直速度結構特征。

5 ?結束語

通過對Micaps資料、NCEP1°×1°再分析資料和雷達進行資料分析，結合暴雨前后天氣形勢、物理量場特征和雷達回波特征，發現造成信陽市2018年7月27日發生的局部大暴雨天氣的原因如下。

（1）信陽市大暴雨過程具有降雨歷時短、雨強大、分布不均勻的特點。

（2）前期副熱帶高壓較為穩定，信陽市位于副熱帶高壓主體邊緣的高溫高濕環境中，不穩定能量積累較多，垂直上升運動促進此次不穩定能量的釋放，并將低層水汽向高空輸送，從而有利于信陽市強降水的產生。

（3）850 hPa假相當位溫圖顯示，強降水區處在北伸的高能舌中。

（4）雷達回波主要在信陽地區上空維持，以混合性降水為主，降水回波強度大，自西北向東南移動，有明顯的列車效應。速度圖上有明顯的輻合。

參考文獻：

[1]牛淑貞，張素芬，席世平，等.河南一次特大暴雨過程的中尺度特征分析[J].氣象，2001（11）：31-34.

[2]郭大梅，徐新田，劉勇，等.陜西中南部一次突發性大暴雨過程分析[J].氣象，2008，34（9）：40-46.

[3]陳小蕓，黃姚欽，炎利軍.臺風倒槽局地性強降雨分析[J].氣象科技，2004，32（2）：71-75.

[4]何群英，東高紅，賈慧珍，等.天津一次突發性局地大暴雨中尺度分析[J].氣象，2009，35（7）：16-22.

[5]唐珍紅.尋烏縣2016年4月18日暴雨過程分析[J].科技創新與應用，2019（23）：87-88.