低空切變線與低空急流共同影響下浙江梅汛期暴雨落區(qū)分型

李悅 丁霖 徐亞欽

摘要 基于國家和區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)況雨量資料、ERA5再分析資料、MICAPS常規(guī)觀測資料，篩選出2015—2021年浙江地區(qū)12次梅汛期暴雨天氣過程，對其暴雨落區(qū)進(jìn)行分型，并對每一型暴雨影響系統(tǒng)的配置與變動(dòng)情況進(jìn)行分析總結(jié)。結(jié)果表明：浙江梅汛期暴雨落區(qū)與西太平洋副熱帶高壓的變動(dòng)、低空切變線的類型與強(qiáng)度、低空急流的強(qiáng)度和變動(dòng)、高低空系統(tǒng)之間的相互配置密切相關(guān)，可以分為3類，即低空急流附近型、低空切變線附近型、低空急流與低空切變線之間型。

關(guān)鍵詞 暴雨落區(qū)；低空急流；低空切變線；副熱帶高壓

中圖分類號(hào)：P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）02–0114-04

浙江地處長江中下游地區(qū)，梅汛期暴雨是夏季汛期的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一。由于它的持續(xù)性和突發(fā)性，往往會(huì)造成國民經(jīng)濟(jì)和人們生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失[1]。梅汛期間，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)前一個(gè)階段暴雨中心位于低空急流核上，而下一階段暴雨中心卻位于低空切變線附近，低空急流核上卻毫無降水的情況。很多預(yù)報(bào)員對數(shù)值預(yù)報(bào)中暴雨中心的位置訂正束手無策。前期很多氣象學(xué)者從典型梅雨的環(huán)流特征和雨帶分布[2]、梅雨主要影響系統(tǒng)[3]、梅雨鋒的典型結(jié)構(gòu)特征[4]、物理量診斷[5-6]、高空能量輸送[6]等方面對梅雨進(jìn)行了詳細(xì)研究。但是，大多學(xué)者只針對單一的梅雨過程或梅汛期平均環(huán)流形勢進(jìn)行研究，具體到對暴雨落區(qū)對比統(tǒng)計(jì)分析并提出預(yù)報(bào)方法的研究還較少。

選取2015—2021年典型的梅汛期暴雨過程，對每個(gè)過程的各個(gè)階段暴雨落區(qū)與主要影響系統(tǒng)位置進(jìn)行比對分析，將浙江省梅汛期暴雨落區(qū)進(jìn)行分型，并總結(jié)出預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，旨在為今后梅汛期暴雨落區(qū)預(yù)報(bào)提供參考。

1 資料和方法

1.1 資料來源

使用的資料包括2015—2021年國家及區(qū)域自動(dòng)實(shí)況雨量資料，MICAPS常規(guī)觀測資料，ERA5 0.25°×0.25°再分析資料，時(shí)間分辨率為1 h。

1.2 暴雨落區(qū)分型方法

基于國家和區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)況雨量資料，選取2015—2021年浙江地區(qū)12次梅汛期暴雨天氣過程。運(yùn)用相似法，結(jié)合逐小時(shí)ERA5 0.25°×0.25°再分析資料與MICAPS常規(guī)觀測資料，通過比對每12 h暴雨落區(qū)與低空急流、低空切變線的相對位置，確定暴雨落區(qū)的類型。

2 暴雨落區(qū)分型

根據(jù)12個(gè)梅汛期暴雨（19個(gè)暴雨階段）的暴雨落區(qū)與系統(tǒng)配置分析結(jié)果，大致可以將暴雨落區(qū)分為850 hPa低空切變線附近型、低空急流附近型、低空切變線與低空急流之間型3類。其中，有10個(gè)暴雨階段為低空切變線附近型（包括冷式切變線、暖式切變線和準(zhǔn)靜止切變線附近型），5個(gè)暴雨階段為低空急流附近型，4個(gè)暴雨階段為低空切變線與低空急流之間型（表1）。

3 梅汛期暴雨過程環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)分析

通過分析12次梅汛期暴雨過程的前期環(huán)流形勢演變，包括暴雨前期、暴雨過程中南亞高壓、西太平洋副熱帶高壓、西風(fēng)帶槽脊活動(dòng)的短期活動(dòng)；低空急流、低空切變線、低空低渦、梅雨鋒等直接影響系統(tǒng)的強(qiáng)度和位置變化可以發(fā)現(xiàn)，暴雨落區(qū)與高低空系統(tǒng)的相互配置密切相關(guān)，暴雨落區(qū)是位于低空切變線附近還是低空急流附近或兩者之間，主要取決于西太平洋副熱帶高壓的變動(dòng)、低空切變線的類型與強(qiáng)度、低空急流的強(qiáng)度與變動(dòng)、高低空系統(tǒng)之間的相互配置。以下對暴雨落區(qū)位于低空急流附近、低空切變線附近、低空切變線與低空急流之間型這3種類型的主要特征進(jìn)行分析。

3.1 低空切變線附近型

通過對以上10個(gè)暴雨階段環(huán)流形勢和影響系統(tǒng)的分析，低空切變線附近型梅汛期暴雨期間，西太平洋副熱帶高壓脊線，850 hPa切變線類型和北側(cè)風(fēng)速，850 hPa低空急流中心風(fēng)速如表2所示。

環(huán)流形勢和系統(tǒng)配置具有以下共同特征：在暴雨前期，西太平洋副熱帶高壓處于西伸北抬或東退南撤的過程中。在暴雨期間，西太平洋副熱帶高壓呈東西帶狀分布，穩(wěn)定少動(dòng)，平均位置為21.4°N。西南低空急流有所轉(zhuǎn)平，平均中心風(fēng)速為15 m/s。其北側(cè)切變線（冷/暖/準(zhǔn)靜止）或加強(qiáng)或減弱，其北側(cè)平均風(fēng)速為7.2 m/s，高低層一般呈后傾槽配置，700 hPa影響系統(tǒng)位于850 hPa北側(cè)。此時(shí)，暴雨一般位于850 hPa低空切變線（冷/暖/準(zhǔn)靜止）兩側(cè)。此外，如果西南低空急流位于副高內(nèi)部，由于受副高阻擋，雨帶位于副高外圍切變線兩側(cè)（圖1）。

3.2 低空急流附近型

通過對以上5個(gè)暴雨階段環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)的分析（圖略），可以發(fā)現(xiàn)低空急流附近型梅汛期暴雨期間，西太平洋副熱帶高壓脊線，850 hPa切變線類型和北側(cè)風(fēng)速，850 hPa低空急流中心風(fēng)速如表3所示。

環(huán)流形勢和系統(tǒng)配置具有以下共同特征：在暴雨前期，西太平洋副熱帶高壓西進(jìn)北抬，南支低槽與北方短波擾動(dòng)合并發(fā)展加強(qiáng)，西南渦移出發(fā)展，低空西南急流加強(qiáng)。暴雨期間，隨著副高東退南撤，低槽東移南壓，西南渦東移入海，渦后冷式切變線與低空急流南移至浙江境內(nèi)減弱，減弱后，冷切北側(cè)偏北風(fēng)平均為6 m/s，西南低空急流平均為14.4 m/s，從高低層系統(tǒng)配置來看，基本為前傾配置，700 hPa低空急流與切變線均位于850 hPa的南側(cè)。此時(shí)，暴雨區(qū)位于850 hPa急流軸附近（圖2）。

3.3 低空切變線與低空急流之間型

通過對以上4個(gè)暴雨階段環(huán)流形勢及影響系統(tǒng)的分析（圖略），可以發(fā)現(xiàn)低空切變線與低空急流之間型梅汛期暴雨期間，西太平洋副熱帶高壓脊線，850 hPa切變線類型和北側(cè)風(fēng)速，850 hPa低空急流中心風(fēng)速如表4所示。

環(huán)流形勢及系統(tǒng)配置的分析結(jié)果表明，低空切變線與低空急流之間型分為2種情況。這2種情況都對應(yīng)于西南渦東移，浙江受西南渦右前側(cè)暖切影響，700 hPa影響系統(tǒng)較850 hPa略偏北。第1種當(dāng)西南渦位置偏南，中心位置位于江西北部時(shí)，副高南撤，低空西南急流少動(dòng)，暴雨帶位于850 hPa低空切變線與低空急流之間。第2種當(dāng)西南渦位置偏北，中心位置位于安徽中部時(shí)，副高北抬，低空西南急流加強(qiáng)北上或維持，平均風(fēng)速達(dá)18 m/s，暖切加強(qiáng)。急流與暖切近乎垂直，暴雨帶位于850 hPa暖切兩側(cè)及低空急流頂端輻合區(qū)域（圖3）。

在這3類暴雨中，低空急流附近型由于副高處于南撤的過程中，其脊線平均位置最南為19.6°N。低空切變線附近型由于副高穩(wěn)定少動(dòng)，其脊線平均位置最北為21.4°N。低空切變線與低空急流之間型由于急流在北抬過程中持續(xù)加強(qiáng)。其850 hPa西南低空急流的強(qiáng)度最強(qiáng)，平均為18 m/s。而低空急流附近型在南撤的過程中轉(zhuǎn)平減弱，其風(fēng)速最弱，平均為14.4 m/s。低空切變線附近型切變線北側(cè)的風(fēng)速最大，平均為7.2 m/s，低空切變線與低空急流之間型、低空急流附近型兩者切變線北側(cè)的風(fēng)速差距不大，基本為6 m/s。

4 結(jié)論

浙江省梅汛期暴雨落區(qū)與高低空系統(tǒng)的相互配置密切相關(guān)，暴雨落區(qū)是位于低空切變線附近還是低空急流附近或兩者之間，主要取決于低空切變線的類型與強(qiáng)度，低空急流的強(qiáng)度與變動(dòng)，以及高低空系統(tǒng)之間的相互配置。

（1）暴雨前期，西太平洋副熱帶高壓處于西伸北抬或東退南撤的過程中。在暴雨期間，西太平洋副熱帶高壓呈東西帶狀分布穩(wěn)定少動(dòng)，平均位置為21.4°N。西南低空急流有所轉(zhuǎn)平，平均中心風(fēng)速為15 m/s。其北側(cè)切變線（冷/暖/準(zhǔn)靜止）或加強(qiáng)或減弱，其北側(cè)平均風(fēng)速為7.2 m/s，高低層一般呈后傾槽配置，700 hPa影響系統(tǒng)位于850 hPa的北側(cè)。此時(shí)，暴雨一般位于850 hPa低空切變線（冷/暖/準(zhǔn)靜止）兩側(cè)。此外，若西南低空急流位于副高內(nèi)部，受副高阻擋雨帶位于副高外圍切變線兩側(cè)。

（2）暴雨前期，西太平洋副熱帶高壓西進(jìn)北抬，南支低槽與北方短波擾動(dòng)合并發(fā)展加強(qiáng)，西南渦移出發(fā)展，低空西南急流加強(qiáng)。暴雨期間隨著副高東退南撤，低槽東移南壓，西南渦東移入海，渦后冷式切變線與低空急流南移至浙江境內(nèi)減弱，減弱后，冷切北側(cè)偏北風(fēng)平均為6 m/s，西南低空急流平均為14.4 m/s。從高低層系統(tǒng)配置來看，基本為前傾配置，700 hPa低空急流與切變線均位于850 hPa南側(cè)。此時(shí)暴雨區(qū)位于850 hPa急流軸附近。

（3）低空切變線與低空急流之間型分為2種情況。這2種情況都對應(yīng)西南渦東移，浙江受西南渦右前側(cè)暖切影響，700 hPa影響系統(tǒng)較850 hPa略偏北。第一種當(dāng)西南渦位置偏南，中心位置位于江西北部時(shí)，副高南撤，低空西南急流少動(dòng)，暴雨帶位于850 hPa低空切變線與低空急流之間。第二種當(dāng)西南渦位置偏北，中心位置位于安徽中部時(shí)，副高北抬，低空西南急流加強(qiáng)北上或維持，平均風(fēng)速達(dá)18 m/s，暖切加強(qiáng)。急流與暖切近乎垂直，暴雨帶位于850 hPa暖切兩側(cè)和低空急流頂端輻合區(qū)域。

參考文獻(xiàn)

[1] 張建海，沈錦棟，江麗俐.2008年浙江梅汛期暴雨的大尺度環(huán)流特征及其梅雨鋒結(jié)構(gòu)分析[J].高原氣象，2009，28（5）： 1075-1084.

[2] 朱根乾，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法［M］．北京：氣象出版社，2007.

[3] 張春艷，王力，孫明明，等.2011年浙江梅汛期暴雨特征及影響天氣系統(tǒng)分析[J].暴雨災(zāi)害，2012，31（2）：132-140.

[4] 丁一匯，柳俊杰，孫穎，等.東亞梅雨系統(tǒng)的天氣-氣候?qū)W研究[J].大氣科學(xué)，2007（6）：1082-1101.

[5] 劉學(xué)華.物理量配置對浙江梅汛期暴雨落區(qū)影響的個(gè)例分析[J].科技通報(bào)，2013，29（1）：34-41.

[6] 尹東屏，胡洛林，曾明劍，等.梅汛期中的暴雨和大暴雨環(huán)流特征及物理量診斷分析[J].氣象科學(xué)，2007（1）：42-48.

[7] 劉梅，張備，俞劍蔚，等.江蘇梅汛期暴雨高空能量輸送及高低空要素耦合特征[J].高原氣象，2012，31（3）：777-787.

責(zé)任編輯：黃艷飛

The Differentiation Pattern of Heavy Rainfall in the Meiyu Period in Zhejiang Province Influenced by Low Level Shear Line and Low Level Jet

Li Yue et al（Wucheng District Meteorological Bureau of Jinhua City， Jinhua， Zhejiang 321000）

Abstract Based on the actual rainfall data of national and regional automatic weather stations， ERA5 reanalysis data， and MICAPS conventional observation data， 12 rainstorm weather processes in Zhejiang during the Meiyu flood season from 2015 to 2021 were selected， and the rainstorm areas were classified， and the configuration and changes of the impact system of each type of rainstorm were analyzed and summarized. The results showed that the rainstorm area during the plum flood season in Zhejiang Province was closely related to the variation of the subtropical high over the western Pacific， the type and intensity of the low-level shear line， the intensity and variation of the low-level jet， and the mutual configuration between the high-low level systems. It can be roughly divided into three types， namely， the low level jet stream proximity type， the low level shear line near type， and the low level jet stream and the low level tangent line type.

Key words Rainstorm area; Low level jet; Low altitude shear line; Subtropical high

基金項(xiàng)目 浙江省氣象科技計(jì)劃青年項(xiàng)目“低空切變線與低空急流共同影響下梅汛期暴雨落區(qū)研究”（2021QN39）。

作者簡介 李悅（1988—），女，湖南新邵人，工程師，主要從事短期天氣預(yù)報(bào)及氣象服務(wù)工作。

收稿日期 2022-11-08