江南北部不同階段暴雨性質及觸發條件差異分析

摘 要：利用國家站常規觀測降水資料、自動站觀測資料、NCEP再分析資料、江西景德鎮、上饒TWP系列風廓線雷達產品等對2022年4月25—26日江南北部一次暴雨過程的2個暴雨階段性質和觸發機制差異進行分析，研究表明：（1）700～

925 hPa在暖區暴雨階段江南北部處于溫度暖脊中、南側低空氣流及超低空急流中心均達20 m/s以上、該地區有強風速輻合、對流層中低層有持續的暖平流，近地面有輻合線以及偏南大風，以上均是暖區暴雨的重要的熱力和動力觸發條件；強不穩定層結和較大的垂直風切變更有利于暖區對流性暴雨的產生。（2）鋒面暴雨階段急流明顯減弱，暴雨觸發條件一是近地面有淺薄的冷空氣滲透在地表，低空為暖濕空氣，從而強迫抬升觸發強降水；二是鋒面和切變線移近，有正渦度平流，利于該地區強降水的產生。（3）暖區暴雨前在風廓線雷達產品中有動量下傳的特征；鋒面移入的動態特征在風廓線雷達產品中表現為偏北風的轉變高度自下而上呈階梯狀上升。

關鍵詞：暖區暴雨；動量下傳；超低空急流；鋒面

中圖分類號：P456.7 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

江西地處中國東南部，位于長江中下游南岸，東鄰浙江、福建，南連廣東，西靠湖南，北毗湖北、安徽且共同連接長江。在春、夏交替時期大氣環流調整，中高緯500 hPa環流從東北路或西路引導冷空氣南下，冷暖空氣在長江中下游地區交匯易形成冷鋒系統，易出現鋒前暖區暴雨及鋒面暴雨。

暖區暴雨的定義是指發生在距地面鋒面200～300 km的暖區一側的暴雨，或者是發生在西南風和東南風匯合氣流中，甚至無切變的西南氣流里的暴雨過程[1]。

近幾年的研究發現：不僅華南地區有暖區暴雨，而且我國的江南和江淮地區、華北地區也有暖區暴雨發生[2-5]。

此類暴雨發生時間短，降水效率高，容易引發洪澇災害，這是目前業務預報中的難點。目前，我國學者對于華南前汛期暖區暴雨研究較多。陳翔翔等[6-7]分析了華南暖區暴雨的成因并且劃分了暖區暴雨的類型；魏啟梅等[8]對暖區暴雨的落區進行了研究。

近年來，眾多學者對比分析了暖區暴雨與鋒面暴雨。以往的研究對于江南地區的暖區暴雨向鋒面暴雨轉變的暴雨過程研究較少。對2022年4月25—26日08：00出現在江南北部的一次不同階段暴雨性質差異及觸發條件進行分析研究，探討強降水天氣過程中同一地區暖區暴雨和鋒面暴雨的觸發條件異同，為江南北部的此類暴雨預報預警提供參考。

1 資料來源

（1）2022年4月25—26日NCEP在分析資料（水平分辨率為1°×1°）和同期MICAPS的觀測資料。

（2）天氣雷達數據來源于江西WebGIS雷達拼圖組合反射率CR產品，風廓線雷達數據來源于江西景德鎮、上饒TWP系列風廓線雷達產品，地面要素數據來源于江西自動站要素檢索平臺。

（3）文中涉及的地圖邊界均是基于自然資源部標準地圖服務網站下載的審圖號為GS（2017）3320號的標準地圖制作。

2 天氣概況和環流形勢

2.1 天氣實況

2022年4月25日08：00—26日08：00長江中下游流

域出現大到暴雨天氣，其中江西北部到中部有大暴雨。最大小時降雨量為30～70 mm。同時在上海西南部、浙江、江西等地出現大范圍系統性大風以及雷暴大風。上饒市全市超過7級大風的氣象監測站87個，其中以鄱陽縣珠湖聯圩的風速（30 m/s）最大，余干縣東塘的風速（28 m/s）次之。

本次天氣過程的特點為：（1）降水過程分為2個階段：一是25日下午的暖區暴雨，二是25日夜間到26日凌晨的切變線和鋒面的系統性降水。

（2）大風天氣也分為2個階段：一是15日14：00前地面氣旋以及偏南氣流造成的大范圍偏南大風（無降水），二是25日午后對流性回波造成的對流性大風。

2.2 不同階段中低層影響系統異同點分析

2.2.1 不同階段700、850、925 hPa切變線、西南急流和鋒面位置特征

700 hPa暖區暴雨階段4月25日14：00在33°N附近的江淮流域地區有氣旋型切變線，呈現東西走向，中心達到22 m/s，江南北部位于正渦度輻合區。切變線以南，自江南北部到華南均為暖區。鋒面暴雨階段的26日02：00 700 hPa的鋒區和切變線在31°N附近，急流軸東移至福建和浙江境內。

在暖區暴雨階段，850 hPa江淮切變線在33°N附近，鋒面也位于該地區。此時江南北部位于溫度脊暖脊中。江西中部有西南急流中心達到22 m/s，北側有強烈的風速輻合，給暖區內強對流天氣提供觸發條件。T850-500達到26 ℃，有不穩定層結。鋒面暴雨階段26日02：00江淮切變線轉為東北-西南走向，南下至30°N，此時冷空氣隨之南下。江西中南部的西南急流達到18 m/s，江西北部的降水呈現系統性降水，由于南側的西南急流將充足的水汽輸送至沿江南北部地區，為該地區的降水提供了充足的水汽和動力輻合條件。

925 hPa在暖區暴雨階段江淮氣旋位于32°N，東段切變線呈東西走向，西段切變呈東北-西南向，925 hPa近地面鋒區位于32°N，江南北部位于溫度暖脊處。在江西中部有超低空急流中心達到20 m/s，江西北部有強烈的風速輻合，此時有對流性回波產生并且東移，造成短時強降水和局地的雷雨大風。至鋒面暴雨階段26日02：00切變線位于30°N，與此時的雨帶位置對應。南側超低空急流弱于午后，但超低空急流持續的水汽輸送以及鋒面的觸發也會造成該地區持續的降水。

2.2.2 水汽條件分析

水汽是暴雨形成的重要條件之一[9]，在暖區暴雨階段4月25日14：00江南北部850 hPa的比濕達到14 g/kg，

隨著西南急流的建立，水汽沿著西南急流方向匯入江南北部地區，為該地區形成暴雨提供了充足的水汽條件，至鋒面暴雨階段，江南北部的水汽依然較豐沛，比濕為11～14 g/kg，但弱于暖區暴雨階段。

2.3 多普勒天氣雷達實況產品異同點分析

4月25日11：00江西西北部有單體回波加強發展形成的颮線回波，結構密實，自西向東移動影響鄱陽湖平原。江西的中北部地區沒有對流回波影響，近地面也出現了大范圍風速≥8級的偏南大風。由于對流層中層以下均有強盛的偏南大風存在動量下傳，且近地面氣旋結構緊密，外圍螺旋大風帶完整，其影響出現大范圍西南或偏南大風。午后的降水呈現暖區降水的特征：回波分散、中心強度大、有形成颮線；造成影響區域降水分散、局地降水強度大，具有對流性，伴有雷暴大風天氣。

至鋒面暴雨階段26日02：00，江西北部受鋒面雨帶回波影響，對應850 hPa鋒面移入江西境內，此時江西北部的降水回波呈現東北-西南走向的長帶狀分布，影響范圍大，逐漸南移，中心強度弱于下午的暖區對流回波，降水范圍較大。

3 風廓線雷達產品的特征分析

3.1 暖區暴雨階段的風廓線雷達特征

3.1.1 景德鎮風廓線雷達

景德鎮風廓線雷達風場產品顯示在4月25日01：00～09：00景德鎮站點自下而上到5 km為偏南風轉西南風，表明在暖區暴雨階段，該地區有暖平流為對流性天氣的發生提供熱力觸發條件。對流層中低層形成的12 m/s風速最低高度在1.0 km，≥20 m/s大風速區最低高度位于1.6 km，有動量下傳；而20 m/s風速最低高度下降至1.0 km高度附近且維持。強盛的低空急流和超低空急流形成和維持是本次暖區暴雨的有利動力條件之一（圖1）。

3.1.2 上饒風廓線雷達

上饒風廓線雷達產品顯示：上饒站在25日09：00 1.6～2.0 km高度有20 m/s低空急流，且持續維持，高層的20 m/s大風速最低高度在5.0 km，有大風速區的下降，伴有自低向高偏南風轉西南風的風隨高度順轉暖平流，20 m/s最低高度維持在2.0 km。3.0 km的西南急流一直維持在20 m/s以上，近地面風速約為4 m/s，說明0～3 km有強的垂直風切變，利于該地區的對流天氣的產生（圖1）。

3.2 鋒面暴雨階段的風廓線雷達特征

3.2.1 景德鎮風廓線雷達

4月25日17：00～19：00 1.0 km以上的西南風轉為西北風，表示有系統過境，1.0 km以上的冷鋒正在景德鎮站上空過境。20：00 1.0 km以下的風速突然增大，為鋒面附近的降水回波影響站點造成。當影響系統過境后，4.0 km以下風場減弱至10 m/s以下（圖1a）。

3.2.2 上饒風廓線雷達

在4月25日20：00開始近地面（0.8 km以下）有淺薄的冷空氣侵入，為該地區的強降水提供了重要的觸發條件，因此降水在該地區持續發展。至26日01：00，1.0 km以上風速由西南風轉為西北風，此時鋒面主體進入上饒境內。冷空氣在上饒站過境的特征為自低層向高層伸展，首先于25日20：00～23：00在近地面層有淺薄的冷空氣侵入，再由26日01：00的1.4 km向上至4.0 km鋒面主體進入上饒境內，隨著時間推移，各層轉為偏北風的高度是自下而上呈現階梯狀（圖1b）。風廓線雷達產品時間具有高分辨率的優勢，可以詳細、精確地判斷系統的影響時間和方式。

4 結論

（1）暖區對流性暴雨階段，700～925 hPa在暖區暴雨階段江南北部處于溫度暖脊中，各層低空急流中心均達20 m/s以上，且有明顯的風速輻合；強不穩定層結和較大的垂直風切變更有利于暖區對流性暴雨的產生，鋒面暴雨階段，低空急流明顯減弱；暖區暴雨的位置在強風速輻合區，鋒面暴雨的落區在鋒面和切變線附近，可作為訂正預報的重要指標之一。

（2）暖區暴雨階段的觸發條件：近地面輻合線和低空急流強風速輻合；持續的暖平流和暖濕區。鋒面暴雨階段的觸發條件：一是近地面有淺薄的冷空氣滲透在地表，低空是暖濕空氣從而強迫抬升觸發強降水；二是鋒面和切變線移近，有正渦度平流，利于強降水的產生。

（3）暖區暴雨前在風廓線雷達產品中有動量下傳的特征；鋒面移入的動態特征在風廓線雷達產品中表現為偏北風的轉變高度自下而上呈階梯狀上升。

參考文獻

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[9] 陳玥，諶蕓，陳濤，等.長江中下游地區暖區暴雨特征分析[J].氣象，2016，42（6）：724-731.

作者簡介：鄭麗君（1990—），女，江西上饒人，高級工程師，主要從事天氣預報及相關研究工作。#通信作者：朱海燕（1982—），女，江西上饒人，高級工程師，主要從事綜合業務及相關研究工作，E-mail：44398373@qq.com。