南靖縣ー次大暴雨天氣過程成因分析

柯婉茹 趙躍賓 李景祥

摘要 利用常規氣象資料、雷達資料等從影響系統、物理量場診斷等方面對2020年9月12-13日發生在福建省南靖縣的大暴雨天氣過程進行分析。結果顯示，這次大暴雨天氣過程是在低層切變和地面冷空氣共同影響下產生的，暴雨區與垂直速度所表現的上升區對應并伴有高能高濕條件。雷達速度圖中，逆風區的出現較強降水的開始有一個小時的提前量。模式降水預報檢驗結果表明，全球降水模式對南靖縣而言，預報落區較好，但預報量級偏小區域模式降水預報量級較好，但預報落區有偏差。

關鍵詞 大暴雨;低層切變;地面冷空氣;逆風區;模式降水預報

中圖分類號：P446

文獻標識碼：A

文章編號：2095-3305（2021）02-036-03

暴麗是福建省南靖縣主要氣象災害之一，常造成洪澇災害。暴雨是各級氣象臺站預報服務的工作重點，近年來氣象科技工作者在暴雨成因方面做了大量的研究工作。新一代多普勒天氣雷達觀測資料和數值天氣預報產品的研究應用，為天氣預報員提供了豐富的預報產品，使預報準確率得到了明顯提高。但暴雨具有局地性、突發性、復雜性，預報難度較大，目前的預報準確率仍難以滿足社會需求。本文利用常規氣象資料、雷達資料分析本次暴雨的成因，并對模式降水預報進行檢驗，為今后的暴麗預報提供參考。

1實況與災情

2020年9月12日白天到13日早晨，福建省南靖縣大部分鄉鎮出現了大暴雨的天氣。統計12日08：00～13日08：00累積雨量，全縣有12個雨量站達到50.0mm以上，其中有10個雨量站超過100.0mm，以南坑咖啡園197.1mm為最大。最大小時雨強70.0mm，出現在大監站。此次暴雨過程給南靖縣造成較嚴重影響，直接經濟損失5623萬元，農作物受災面積達770hm2。

2環流背景分析

200hPa高空圖上，12日20：00，江南大部為高壓環流，福建省處在高壓環流東側偏北到東北氣流輻散區，有利于低層對流發展。

500hPa形勢圖上，中高緯地區多槽脊活動，12日08：00，在渤海以東的低槽東移北縮，12日20：00，江南到南亞為副熱帶高壓控制，592線在臺灣省以東，福建、廣東、江西有一個弱的高壓環流，福建南部為東北氣流，風速較小。有溫度槽從江西東北部、浙江西部、福建向東南伸到臺灣省南部（圖1a）

700hPa形勢圖上，在福建的切變東移南壓，12日20：00移到浙江、福建、廣東沿海（圖1b）。

850hPa形勢圖上，12日08：00，在華南的切變東移南壓，12日20：00，移到華南沿海，東段靠近漳州西部，切變南側風速較小。

地面天氣圖上，12日08：00，冷空氣從東路南下影響我國東部地區，冷鋒移到海上。20：00冷空氣繼續補充南下，觸發對流，從而產生了暴雨。從850hPa風廓線雷達水平風可以看出，12日16：00～13日03：00在廣東東部至福建省南靖縣附近一直有切變維持。這時段內福建省南靖縣出現了強降水，最大小時雨強70.0mm。13日3：12，切變南壓到漳州南部，福建省南靖縣轉受偏北風影響，此時降水也結束。

3物理量分析

3.1熱力條件分析

0s是表示溫、壓、濕綜合的物理量，通常暴雨發生在假相當位溫大值區或是等值線較密集區。850hPa6的分布表明，12日20：00，θ。的分布呈南高北低的狀態，其大值區中心位于廣西東部至廣東西部，其舌狀伸向福建省中南部地區，福建省南靖縣靠近大值區，接近76℃。

K指數可以反映大氣的層結穩定情況，K指數越大，層結越不穩定。12日20：00K指數場，K指數大值中心在廣西中南部、廣東和福建中南部地區，福建省南靖縣K指數在40℃線內，說明大氣層結很不穩定。其結果是使位于不穩定且有水汽源源不斷供給的云團得以發展并導致地面暴雨、短時強降水的發生。

3.2水汽條件分析

充分的水汽供應是暴雨形成的必要條件。12日20：00的溫度露點差場顯示，850hPa福建省南靖縣的溫度露點差≤1℃，表明低層水汽接近飽和。從12日20：00850hPa比濕場分析可看出，比濕大值區在兩廣之間，福建省南靖縣上空比濕達14gkg，說明福建省南靖縣上空水汽比較充足。12日20：00925hPa水汽通量散度場，輻合中心在粵東沿海南部，為-16g/（s·hpa.cm），福建省南靖縣在-12g/（shPa-cm2）較小值中心內表明其上空有明顯的水汽輻合，有利于暴雨的產生。

3.3垂直速度分析

垂直上升運動可以使空氣從未飽和狀態達到飽和狀態，上升運動產生水汽、熱量、動量和渦度等的垂直輸送，它不僅可以造成降水，而且對天氣系統的發生發展起著重要作用，可能觸發中、小尺度系統的發生，從而造成暴雨或大暴雨。分析12日20：00垂直速度場，福建省南靖縣從925～-300hPa都是上升運動，最大上升運動在700hPa。在700hPa垂直速度場中，最大上升運動中心在江西省及附近，福建省南靖縣處在-12x10°hPa/s上升運動較大值區中，為暴雨的產生提供了動力條件。從實況看，這次過程最強降水出現在20時前后，與低層垂直上升運動較大有關。13日08：00，各層的垂直速度明顯減小，降水隨之減弱。

4雷達資料分析

4.1基本反射率資料分析

由龍巖雷達觀測的0.5仰角反射率因子回波時間演變圖顯示，12日13：56，在福建省南靖縣東北部的華安縣境內有回波發展，然后向南偏西方向移動，移速較慢，進入福建省南靖縣后繼續發展，最大回波強度55dBz，造成金山鎮16：00小時雨強40.7mm的短時強降水。在南靖縣境內不斷有新的回波發展，緩慢向南偏西方向移動，影響福建省南靖縣中南部地區。21：25在大監站附近的回波發展，回旋少動，22：25分45dBz以上的回波覆蓋山城鎮（圖略），造成大監站21：00～23：00這兩個小時雨量達102.8mm，其中23：00小時雨強70.0mm。

4.2速度圖分析

從龍巖雷達觀測的0.5仰角速度圖看出，21：30測站南部開始出現相反方向的速度區，由負速度將正速度包圍，此為正在發展的逆風區。9月12日22：25，站在雷達處面向逆風區時，逆風區的左側邊界處，由正速度中心與外圍負速度區形成氣旋型結構，有利于對流發生發展，在遠邊界處逆風區的正速度中心與外圍負速度區為輻合結構，這些地方都對應出現了強回波中心。絕大多數逆風區的出現較強降水的開始有1～2h的提前量，預報準確率達73%本次降水過程中，從21：30逆風區逐漸出現，到23：00出現最大雨強，有個小時的提前量。

5模式應用

5.1歐洲細網格模式

9月11日08：00為初始場，預報12日08：00850hPa水平風場，在漳州市北部有弱的低壓環流，12日20時低壓環流西移到龍巖市西南和廣東交界處，福建省南靖縣受切變東側弱東南風影響。9月12日08：00為初始場，龍巖至廣東北部的切變，其西段南壓，12日20：00，切變移到龍巖至廣東中部沿海，福建省南靖縣為切變東側偏東風。與實況對比，以08：00為初始場，預報效果較差。

9月11日20：00為初始場，預報12日08：00850hPa水平風場在龍巖到廣東北部有弱切變，之后切變東移南壓，12日20：00移到漳州中部至臺灣海峽中部，切變維持到13日02：00。與實況對比，預報效果較好。但由于預報切變兩側風速較小，也就是預報影響系統較弱，因此，在決策服務時，預報雨量偏小。

以9月11日20：00為初始場，預報12日14：00-23：00925hPa水汽通量散度，福建省南靖縣轄區有明顯的水汽輻合。歐洲中心對流參數預報12日20時福建省南靖縣轄區K指數35℃以上，比濕14gkg，有明顯的上升運動。這些物理量在預報中有較好的參考作用。

5.2模式降水預報一致性檢驗

從10日08：00～11日20：00，4個時次的模式降水預報與11日20：00-12日20：00降水量對比分析得出：以08：00為初始場，FJ-WRF的預報最好;以20：00為初始場，華東區域模式的預報最好。

從以11日20：00為初始場的36小時模式降水預報（圖2）和南靖縣12日08：00～13日08：00累積雨量圖看出，FJ-WRF區域模式預報福建省南靖縣西部有大暴麗，但范圍偏小。華東區域模式和GRAPES3km模式預報漳州部分有大暴雨，預報落區有偏差，福建省南靖縣沒有包括在內。ECMWF模式預報福建省南靖縣部分有暴雨，NCEP模式預報福建省南靖全縣有暴雨，這兩種模式預報落區對福建省南靖縣而言較好，但量級偏小。

6結語

（1）本次大暴雨是受低層切變和地面冷空氣共同影響產生的。

（2）雷達速度圖中逆風區的出現較強降水的開始有一個小時的提前量。

（3）歐洲細網格模式預報能報出此次大暴雨過程的影響系統，提前量較多，但預報系統較弱。在實際預報服務中應參考其他物理量的預報進行綜合判斷。

（4）對于11日20：00～-12日20：00降水量而言，以08：00為初始場，FWRF的預報最好;以20：00為初始場，華東區域模式的預報最好。

（5）本次過程，全球降水模式對福建省南靖縣而言，預報落區較好，但量級預報偏小。區域模式降水預報量級較好，但預報落區有偏差。

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責任編輯：黃艷飛