2020年5月中旬扶綏縣一次極端降雨天氣過程分析

粟杭州

摘要 利用自動氣象站資料、NCEP再分析資料等相關氣象資料對2020年5月中旬扶綏縣一次極端降雨天氣過程進行分析。結(jié)果表明：在此次天氣過程中，500 hPa形勢場上蒙古低渦促使高空槽逐漸朝東邊區(qū)域移動，推動冷空氣擴散南下;高原一帶存在短波移入廣西扶綏縣一帶;西太平洋副高十分強盛，對短波持續(xù)維持比較有利，導致強降水天氣的發(fā)生;700 hPa形勢場上，廣西中部區(qū)域分布著切變線，切變線南邊的西南氣流較大，比較適宜水汽和能量的補充;850 hPa形勢場上廣西西南部一帶屬于低渦環(huán)流，長時間維持強輻合環(huán)流是扶綏縣發(fā)生暴雨天氣的主要原因;地面形勢場上，暴雨天氣中心和中小尺度輻合中心相符。此次極端降雨天氣的主要水汽來源為西南氣流。扶綏縣一帶屬于高能區(qū)，總溫度正變溫中心與極端強降水區(qū)相對應;從探空資料來看，降水期間降水落區(qū)上空不穩(wěn)定能量均較大，低空存在暖平流，西南氣流越來越大，濕層非常深厚，對流層中高層有干冷空氣侵入，有利于大氣層結(jié)的不穩(wěn)定能量積聚。雷達與衛(wèi)星云圖資料對強降水天氣的發(fā)生發(fā)展具有一定的指示意義。

關鍵詞 極端強降雨;天氣形勢;物理量

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）04–0037–03

暴雨是我國局部地區(qū)經(jīng)常發(fā)生的一種氣象災害，給廣大群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴重威脅[1]。近年來，氣象學者越來越重視對暴雨天氣預報的研究。黃遠盼等[2]對2017年廣西一次特大暴雨天氣過程環(huán)境條件演變特征進行了分析，并得出以下結(jié)論：此次暴雨天氣的環(huán)流背景形勢是高層南壓高壓和西太平洋副高，高空急流與南壓高壓東北部輻散氣流為此次天氣過程提供了良好的高空輻散條件，高空槽、低空切變線以及西南風急流為本次暴雨天氣提供了動力條件;邊界層輻合作用對中尺度暴雨云團起到關鍵的觸發(fā)作用。

周慧等[3]通過分析2016年7月1—5日湖南省中部以北一次持續(xù)性暴雨過程得出結(jié)論：中緯度高空槽的東移、帶狀分布且穩(wěn)定少動的副熱帶高壓為中低層西南低渦不斷生成發(fā)展，及“人”字形切變線的維持提供了有利的環(huán)流條件。

劉彬等[4]通過對2017年6月底出現(xiàn)在云南昆明北部的一次大暴雨天氣過程得出結(jié)論：輻合區(qū)和低空切變線為暴雨天氣提供了大尺度環(huán)流背景，低空急流為降水區(qū)帶來了足夠的水汽和不穩(wěn)定能量。還有李家文等[5-12]也探究了我國局部地區(qū)暴雨天氣的天氣形勢和物理量機制。

扶綏縣隸屬廣西崇左市，位于北回歸線以南，廣西西南部，地理坐標處于22°17′～22°57′N、107°31′～108° 06′E之間，扶綏縣境內(nèi)屬亞熱帶季風氣候，夏季高溫多雨，光熱充足，春季溫暖濕潤、秋季干燥少雨，冬季短促，氣溫較低。暴雨是扶綏縣頻發(fā)的一類災害性天氣，經(jīng)常給當?shù)亟?jīng)濟造成嚴重損失。基于此，有關部門要高度重視對極端降水天氣的研究。對2020年5月中旬扶綏縣一次極端降雨天氣過程進行分析，以掌握暴雨天氣的成因，為提升當?shù)貥O端強降水天氣的預報預測水平提供指導。

1 天氣實況

2020年5月16日20：00至17日08：00，扶綏縣縣東羅、東門、渠舊等地方發(fā)生了一次極端強降水天氣過程，降水量處于40.5～110.9 mm之間，給當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、基礎設施等均造成了不利影響。

2 天氣形勢分析

在此次天氣過程中，500 hPa形勢場上蒙古低渦促使高空槽逐漸朝東邊區(qū)域移動，槽區(qū)徑向越來越大，推動冷空氣擴散南下;高原一帶存在短波移入廣西扶綏縣一帶;西太平洋副高十分強盛，呈現(xiàn)出東高西低的特點，對短波持續(xù)維持比較有利，導致降水強度越來越大。5月18日冷渦逐漸向東移動，且進入海洋，槽后西北氣流越來越大;副高南落，短波減弱北縮開始移出廣西，本次極端降水天氣過程基本結(jié)束。

在700 hPa形勢場上，廣西中部區(qū)域分布著切變線，強輻合區(qū)處于廣西西部區(qū)域;切變線南邊的西南氣流要比北邊的偏北氣流大，這比較適宜于系統(tǒng)的停滯，同時還比較適宜水汽和能量的補充;廣西西部的溫度露點差不足2.0℃，水汽條件較好;廣西西南還存在暖舌東北延伸，為強降雨提供充足的能量。5月17日08：00，廣西、貴州相交地帶有輻合環(huán)流存在，南邊切變線處于廣西西邊一帶，廣西扶綏縣及其周邊區(qū)域風速切變最為顯著，這與暴雨落區(qū)相吻合。此次之后冷空氣過境，暖濕氣流出現(xiàn)冷墊爬升現(xiàn)象，降水影響范圍和降水強度越來越小。

在850 hPa形勢場上，扶綏縣暴雨天氣發(fā)生過程中，西南氣流越來越大，暖濕水汽輸送越來越強，廣西西南部一帶屬于低渦環(huán)流，扶綏縣位于低渦東南邊，長時間的強輻合環(huán)流是扶綏縣發(fā)生暴雨天氣的主要原因。在925 hPa形勢場上，廣西南部位于輻合線南側(cè)暖區(qū)，存在暖平流輸送和南風輻合;伴隨著冷空氣活動的影響，扶綏縣一帶的溫度鋒區(qū)越來越大，這對強降雨天氣的發(fā)生發(fā)展十分有利。

在地面形勢場上，在暴雨天氣發(fā)生之前，西南暖低壓十分強盛，高能高濕，激發(fā)了切變南側(cè)對流天氣;弱冷空氣西路朝南發(fā)展，移動速度越來越慢，呈鞍形氣壓場，這有利于天氣系統(tǒng)的發(fā)展。暴雨天氣中心和中小尺度輻合中心相符。極端強降水多與中小尺度對流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展有關。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件

此次極端降雨天氣的主要水汽來源為西南氣流。在扶綏縣發(fā)生強降雨的主要時間段，在850 hPa水汽通量場上，中南半島北邊區(qū)域分布著水汽通量中心，伴隨著西南氣流越來越大，廣西扶綏縣一帶的水汽通量也越來越大;水汽輻合中心分布在高原短波槽區(qū)一帶，廣西西部水汽輻合要比廣西東部要大;在切變線南壓期間，水汽輻合在廣西南部表現(xiàn)為帶狀，軸向和降雨云團的移動方向相吻合。

3.2 能量條件

分析此次扶綏縣強降雨天氣發(fā)生的主要時間段地面總溫度演變趨勢發(fā)現(xiàn)，2020年5月16日20：00，扶綏縣一帶屬于高能區(qū)，能量舌走向為西南—東北向，對應低層增大的西南氣流為暴雨天氣帶來有利的能量和水汽，總溫度正變溫中心與極端強降水區(qū)相對應;高能區(qū)慢慢南壓東傳，降水落區(qū)也逐漸由北朝南邊區(qū)域移動。總的來說，地面總溫度的大值區(qū)和降雨落區(qū)呈較好的對應關系。此外，在5月16日20：00—17日08：00扶綏縣主要降水時間段，低層假相當位溫（θse）能量舌由中南半島北邊朝廣西一帶延伸，它的中心強度為88℃，扶綏縣處在能量舌軸心。

3.3 探空環(huán)境分析

此處選擇扶綏縣附近的南寧探空站與百色探空站對高空環(huán)境進行分析。2020年5月16日08：00，南寧與百色探空站環(huán)境條件特征大體一致：不穩(wěn)定能量均較大。南寧站K指數(shù) 37.0℃、CAPE達2 881.2 J/kg、SI為-3.58℃;百色探空站K指數(shù)36.3℃、CAPE為2 075.5 J/kg、SI為-0.76℃（圖1）; 850 hPa和925 hPa之間均存在弱逆溫;抬升凝結(jié)高度低于925 hPa，這非常有利于強對流天氣的發(fā)生發(fā)展;低空存在暖平流，西南氣流越來越大，濕層非常深厚，對流層中高層有干冷空氣侵入，對大氣層結(jié)的不穩(wěn)定能量的積聚比較有利。5月16日20：00，南寧存在很強的不穩(wěn)定能量，SI為-3.52℃，K指數(shù)為37.8℃，CAPE為1 127.8 J/kg，500～850 hPa干冷空氣侵入強度越來越大，增強不穩(wěn)定（圖2）;0℃層很高，非常適宜于高效暖云降水天氣的發(fā)生。與此同時，弱冷空氣經(jīng)過百色市，低層轉(zhuǎn)變成冷平流，層結(jié)不穩(wěn)定性仍舊較高，百色SI為-2.77℃，K指數(shù)達40.5℃、對流有效位能（CAPE）因已發(fā)生對流降水，降低至620.8 J/kg，濕層上升至500 hPa，對流天氣主要屬于強降水天氣。

4 雷達回波和衛(wèi)星云圖資料分析

4.1 雷達回波特征分析

此次天氣主要發(fā)生時間段的回波特點：回波中心強度處于55～60 dBZ之間，最強回波為66 dBZ;回波頂高處于6～12 km之間;垂直累積液態(tài)水含量（VIL）處于20～40 kg/m2之間，最大值曾上升至60 kg/m2;回波移動速度較慢，左后方存在強回波生成匯入，構(gòu)成列車效應，促使降水強度增強。

4.2 衛(wèi)星云圖資料分析

2020年5月16日20：00，切變線至廣西中部一帶，云系主要為東西向，其南邊邊緣十分光滑，冷空氣勢力與暖空氣勢力差不多，云系南壓遲緩;系統(tǒng)移動方向和對流云團傳播方向近乎垂直狀態(tài)，在左后側(cè)存在若干中小尺度對流云團發(fā)展，且不斷進入切變降雨云系中，推動了暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展。5月16日22：00，降雨云系中，有中小尺度對流云團進入扶綏縣一帶，扶綏縣發(fā)生強降雨天氣過程;高原短波槽后西北氣流促使弱冷空氣不斷擴散南下，切變云系朝南邊區(qū)域彎曲，在崇左北邊一帶出現(xiàn)斷口，冷暖空氣的交匯推動了對流天氣的發(fā)生，強降雨云團從高空風開始朝東南方向移動;5月17日00：00，云體朝東北凸起，這意味著西南氣流增強流入，這非常適宜對流云團的維持;越南北邊的絮狀白點云體在強盛暖平流中激發(fā)對流降水天氣的發(fā)生，之后和廣西西北一帶的對流云團同時進入切變線西段云團中共同構(gòu)成MCC，促使扶綏縣一帶發(fā)生強降水天氣過程。

5 結(jié)論

（1）在此次天氣過程中，500 hPa形勢場上蒙古低渦促使高空槽逐漸朝東邊區(qū)域移動，槽區(qū)徑向越來越大，推動冷空氣擴散南下;高原一帶存在短波移入廣西扶綏縣一帶;西太平洋副高十分強盛，對短波的持續(xù)維持較為有利，導致強降水天氣的發(fā)生;700 hPa形勢場上，廣西中部區(qū)域分布著切變線，切變線南邊的西南氣流較大，比較適宜水汽和能量的補充;850 hPa形勢場上廣西西南部一帶屬于低渦環(huán)流，長時間維持強輻合環(huán)流是扶綏縣發(fā)生暴雨天氣的主要原因;地面形勢場上暴雨天氣中心和中小尺度輻合中心相符。

（2）此次極端降雨天氣的主要水汽來源為西南氣流，在扶綏縣發(fā)生強降雨的主要時間段，850 hPa水汽通量場上中南半島北邊區(qū)域分布著水汽通量中心。在此次天氣的主要時間段，扶綏縣一帶屬于高能區(qū)，能量舌走向為西南—東北向，對應著低層增大的西南氣流為暴雨天氣帶來了有利的能量和水汽，總溫度正變溫中心與極端強降水區(qū)相對應。

（3）從探空資料來看，降水期間降水落區(qū)上空不穩(wěn)定能量較大，低空存在暖平流，西南氣流越來越大，濕層非常深厚，對流層高層有干冷空氣侵入，對大氣層結(jié)不穩(wěn)定能量的積聚比較有利。

（4）從雷達資料分析來看，強降雨云團屬于回波中心強、垂直累積液態(tài)水含量（VIL）值大、回波高度高的深厚對流系統(tǒng)，列車效應較顯著;從衛(wèi)星資料分析來看，沿切變存在若干中尺度對流云團在發(fā)生發(fā)展，低層西南氣流在較強的暖平流中產(chǎn)生對流單體;系統(tǒng)移動比較慢，各對流云團逐漸形成 MCC，推動了扶綏縣一帶強降水天氣過程的發(fā)生。

參考文獻

[1] 郭榮芬，魯亞斌，李華宏.盛夏昆明兩次致災大暴雨對比分析[J].災害學，2018， 33（4）：122-128.

[2] 黃遠盼，廖銘燕，陳華忠.2017年廣西一次特大暴雨天氣過程環(huán)境條件演變特征分析[J].氣象研究與應用，2018，39（2）： 14-19.

[3] 周慧，蔡榮輝，尹東德，等. 2016年7月湖南一次極端持續(xù)性暴雨成因分析[J].干旱氣象，2018，36（1）：56-63.

[4] 劉彬，唐學軍，江龍.“2017.6.28”昆明大暴雨過程診斷分析[J].云南地理環(huán)境研究，2017，29（6）：48-53.

[5] 李家文，李宜爽，藍燕丹.2017年7月初柳州特大暴雨成因分析[J].氣象研究與應用，2019，40（1）：16-19.

[6] 許美玲，尹麗云，金少華，等.云南突發(fā)性特大暴雨過程成因分析[J].高原氣象，2013，32， （4）：1062-1073.

[7] 張萍萍，孫軍，車欽，等.2016年湖北梅汛期一次極端強降雨的氣象因子異常特征分析[J].氣象，2018（11）：50-59.

[8] 楊嚴，周備，孔啟亮，等.2016年7月3至5日鎮(zhèn)江連續(xù)性暴雨過程診斷分析[J].科技資訊，2018，16（20）：105-107，111.

[9] 賴錫柳，劉蕾，李亞琴，等.2019年柳州盛夏一次大暴雨災害過程成因分析[J].農(nóng)業(yè)災害研究，2020，10（4）：114-117.

[10] 陳業(yè)國，農(nóng)孟松.2008年6月廣西持續(xù)性暴雨的診斷與數(shù)值模擬[J].氣象科學，2010，30（2）：250-255.

[11] 張元春，李娟，孫建華.青藏高原熱力對四川盆地西部一次持續(xù)性暴雨影響的數(shù)值模擬[J].氣候與環(huán)境研究， 2019，24（1）：37-49.

[12] 楊沛瓊，吳紅秀，趙婭琴.滇西北高原一次暴雨過程診斷分析[J]，云南地理環(huán)境研究，2014，26（6）：66-71.

責任編輯：黃艷飛

Analysis of an Eextreme Rainfall Weather Process in Fusui County in Mid-May 2020

SU Hangzhou （Guangxi Fusui County Meteorological Bureau， Fusui， Guangxi 532100）

Abstract Analyzes an extreme rainfall weather process in Fusui county in mid-May 2020 by using the automatic weather station data， NCEP reanalysis data and other related meteorological data. The results showed that： in this weather process， the Mongolian vortex on the 500 hPa situation field caused the high-altitude trough to gradually move to the east， pushing the cold air to diffuse southward; there was short-wave movement in the plateau area into the area of. Fusui county， Guangxi; the western Pacific subtropical high was very strong ， it was more favorable for the continuous maintenance of short waves， resulting in the occurrence of heavy rainfall; on the 700 hPa situation field， there was a shear line in the central area of Guangxi， and the southwest airflow south of the shear line was larger， which was more suitable for water vapor and energy supplementation; 850 hPa In the situation field， the southwestern part of Guangxi belonged to the low eddy circulation， and maintaining a strong convergence circulation for a long time was the main reason for the occurrence of heavy rain in Fusui county. The main source of water vapor in this extreme rainfall weather was the southwest airflow. During the main time period of this weather， the area around Fusui county belongs to the high-energy area， and the center of positive temperature change corresponds to the extreme heavy precipitation area; from the sounding data， the unstable energy above the precipitation area during the precipitation was relatively large， and the low-altitude area was relatively unstable. There was warm advection， the southwest airflow was getting bigger and bigger， the wet layer was very deep， and the dry and cold air intrudes in the middle and upper layers of the troposphere， which was more favorable for the accumulation of unstable energy in the atmosphere. Radar and satellite cloud image data had certain indicative significance for the occurrence and development of heavy precipitation weather.

Key words Extreme heavy rainfall; Weather situation; Physical quantity