2013年7月广西一次罕见季风槽暴雨分析

刘晓梅，陈见，高安宁，赵金彪，周云霞

（广西气象台，南宁 530022）

2013年7月广西一次罕见季风槽暴雨分析

刘晓梅，陈见，高安宁，赵金彪，周云霞

（广西气象台，南宁 530022）

利用常规观测、雷达探测和自动站等资料对2013年7月26-27日发生在广西的一次罕见的季风槽暴雨过程进行分析，结果表明：（1）此次暴雨过程具有持续时间长，短历时降雨强，过程雨量非常之大，灾害十分严重等特点。（2）此次暴雨过程是非常典型的暖区暴雨。是在副热带高压发展较强、亚洲季风槽非常活跃的背景下，由南海季风槽发展而成的特殊罕见的深厚季风涡旋移入广西造成。季风涡旋的垂直伸展厚度和降水强度呈正相关。（3）大气环流形势的异常是季风槽加强和维持的原因。地面西低东高的气压场形势和副热带高压脊线呈NW-SE走向使得季风槽能够向北推进并西移进入广西。（4）此次季风槽暴雨过程的高低空配置虽然基本符合广西热带辐合带影响暖区暴雨模型，但也有其特殊之处，如季风槽辐合带的水平尺度较小，但垂直尺度和时间尺度较大；其北上受其它因素影响而非台风的牵动等。

南海季风槽；特大暴雨；季风涡旋；垂直厚度；暴雨模型

引言

2013年7月第6候，在南海和西北太平洋无热带气旋活动的情况下，受季风槽影响广西南部特别是沿海地区出现了连续性暴雨天气，直接经济损失达1.34亿元，这种情况在广西非常罕见，因此预报降水量级总体偏小。黄忠等［1］（2005）研究结果表明暴雨期间季风槽的平均位置多数在华南上空或近海，西南低槽发展使季风气流在华南地区加强，或从中南半岛和南海推进到华南。杨辉等［2］（2011）认为青藏高原上空增温对季风槽的加强和维持有重要作用。该文在前人工作的基础上［3-17］，对此次后汛期季风槽型暴雨天气过程进行分析，找出预报着眼点，为今后准确预报此类天气提供参考依据。

1　雨情及灾害概况

据广西全区自动站降水观测资料统计，7月25日20时至27日20时，雨量超过400mm有6站，均出现在北海，最大为合浦县党江镇544.4mm；超过100mm有115站（图1a）。降水以26日07时至27日07时最强，有18站特大暴雨，最大为合浦县党江镇达513.8mm，是广西有自动气象站观测记录以来观测到的24小时最大降水量。由图1b可见，党江镇降雨过程主要表现为双雨峰。第一个雨峰时段为26日07-12时，其中26日08时2小时雨量达126.1mm；第二个雨峰时间段为27日00-06时，04时达到最强时段，1小时降水量高达105mm。这两个雨峰均呈现出强度大、历时长的特点。

综上所述，此次暴雨过程具有持续时间长，短历时降雨强，过程雨量非常之大，灾害十分严重等特点。

图1　2013年7月25日20时-27日20时广西降雨量（a）和26日07时-27日07时合浦党江镇逐时降水（b）

2　天气形势分析

在整个过程期间，西北太平洋和南海均没有热带气旋出现。由图2（a）可知，7月26日20时，500hPa欧亚中高纬为两槽一脊型，蒙古一带和东亚为低槽区，中国东部为高压脊区。副热带高压呈方头状基本稳定维持在华东地区，脊线在30°N附近，西脊点在110°E附近；孟加拉湾北部有季风低压存在，同时北部湾到中南半岛一带有扰动发展，在两广沿海一带有低压活动。这种形势有利于南海季风云团从副热带高压西南侧北上影响广西。至30日20时副高才完全东退到海面上。低层850hPa在广西中南部有一南海季风槽，非常深厚。地面图上，整个过程没有冷空气侵入广西。7月26日20时（图2b），西南暖低压发展强盛，中心在四川盆地东部，阻挡了冷空气南下。广西为一低压槽向南延伸到南海一带。地面辐和线（图略）从海上北移到广西中南部。地面气压场向西开口，呈西低东高形势，华南至华北以东等压线大多呈南西南-北东北走向，有利于西南季风加强向北推进到两广沿海。综上所述，这次暴雨过程是在副热带高压发展较强、亚洲季风槽非常活跃的背景下，受深厚的南海季风槽影响的一次非常典型的暖区暴雨。

3　季风槽特征和成因分析

3.1风场结构特征

3.1.1流场结构特征

7月25日（图略）季风槽北推到两广沿海地区并在广西东南沿海到广东雷州半岛一带形成一个较明显的气旋式环流中心即季风涡旋。此季风涡旋26日08时（图略）北抬至广西中部，北海站风向明显转变，从东北风转为6m.s-1的西南风。其高度自925hPa伸展至500hPa。随后此季风涡旋继续向上垂直发展，26日20时（图3）除850hPa为一暖式切变外，700hPa至300hPa均为气旋式旋转，且700hPa涡旋基本控制广西区域并随高度增加逐渐向东南方向倾斜，呈现出非正压结构，发展十分深厚。同时850hPa北海站（图中绿色星号）也出现12m.s-1的西南急流，辐合非常明显；27日08时（图略）涡旋开始减弱，仅在850-500hPa可见。随后季风涡旋继续减弱并向西南方向移动，28日08时西移出广西，进入越南和云南南部。综上所述，此季风槽发展十分强盛，由一个辐合带发展成为一个深厚的季风涡旋，垂直高度伸展至对流层中高层且维持时间长。

图2　2013年7月26日20时高空（a）和地面（b）中尺度分析

图3　2013年7月26日20时850hPa（a）、700hPa（b）、500hPa（c）和300hPa（d）风场（星号代表北海站）

另外季风槽发展强盛阶段对应广西降水最强阶段。在季风槽发展开始阶段（25日前），广西中部、南部都出现大范围的降水，但以中到大雨为主，只有个别站点出现暴雨。在季风槽发展强盛阶段（26-27日）降水迅猛增大，特别是在沿海地区，出现了特大暴雨。由此可见季风槽发展强盛阶段对应广西降雨最强时段，季风槽的垂直伸展厚度与降水强度之间呈正相关。

3.1.2雷达反演风场结构特征

从雷达反演850hPa风场可以看出，从25日00时（图略）开始，在广西南部出现偏南风和偏北风的切变，切变线呈NE-SW向，从广西沿海一直延伸到广东中东部沿海一带。25日14时（图略），在广西东南部至粤西形成了一个较弱的气旋性环流，强度变化不大且缓慢西北移。26日07—08时（图4a），环流南侧的西北风和西南风均显著增强，广西沿海的北海雷达站出现8 m.s-1的西北风，广东沿海的湛江雷达站出现10 m.s-1的西南风，强劲的西北风和西南风在两广沿海地区辐合，持续两小时。此后随着环流的缓慢西移北海雷达站的风呈逆时针旋转，09-12时由西北风逐渐转成西风，13时以后继续转为西南风。27日01-06时出现12 m.s-1的西南急流，04-05时（图4b）增强到14 m.s-1，07时才缓慢减弱。综上所述，整个强降水过程都维持着气旋性环流。气旋性环流使得水汽的辐合作用进一步加大，而气旋中的垂直上升气流又使水汽上升凝结，使得这个时段的降水猛增。第一次雨峰对应北海强劲的西北风，由西北风和西南风的强烈辐合造成；第二次雨峰对应北海很强的西南急流，由西南急流强烈的辐合形成。

3.2季风槽加强北移的成因分析

上面的分析表明，此过程季风槽发展异常强盛，且能够北移进入广西，所以从大气环流异常的角度来对季风槽加强维持和北移的成因进行分析。选择有代表性的7月26日20时的情况进行分析。

图4　2013年7月26日08时（a）和27日04时（b）雷达反演850hPa风场

3.2.1高层大气环流异常

南亚高压强度和位置的变化显著异常。从图5a（见彩页）可以看到，100hPa南亚高压（图中等值线）面积继续东扩，1684dagpm线控制整个青藏高原，东伸到110°E，35°N附近；中心强度偏强，大于历年同期均值（1688dagpm），且主要高压中心在100°E，属于典型的东部型。7月底南亚高压（图略）强度减弱，东脊西退，1684dagpm线西退到95°E附近，季风槽也随之减弱南退到海上。由于南亚高压的增强，在200hPa（图中风矢量）整个华南均处于偏东气流中，且广西处于偏东气流的分叉处（图中红色箭头），广西南部高空辐散加强，有利于季风槽的发展和维持。因此南亚高压中心加强，位置偏东，面积东扩到整个青藏高原及其以东地区上空有利于南海季风槽发展维持和加强。

3.2.2中层大气环流异常

由图2a可知，500hPa副热带高压强度较强，中心强度高达590dagpm，588线西脊点伸到110°E。从图5b（见彩页）也可以看到，副热带高压范围较广控制整个华东地区，脊线（图中棕色曲线）呈NW-SE向，且同时由于东海洋面副高反气旋环流加强使其南侧的东南气流（图中右侧红色箭头）增强和季风低压南侧的西南气流（图中左侧红色箭头）汇合，导致季风槽加强为季风涡旋并北上从粤西沿海移到广西南部地区。7月底副高减弱东撤到海面，伴随季风槽南退。总之副热带高压强度偏强、范围偏广、脊线呈NW-SE走向且在东海洋面上反气旋环流增强对南海季风槽加强并北上十分有利。

3.2.3温度场异常

青藏高原上空无论是高原低层还是整个对流层均明显增温。图5c（见彩页）是500hPa（图中黑色实线）和200hPa（图中棕色虚线）的温度分布，500hPa的0℃线范围较广基本控制整个青藏高原，且出现高达近6℃的温度中心。200hPa的-48℃线控制青藏高原及其以南的大片区域，在青藏高原甚至有-44℃的高温中心。由此可知在青藏高原上空无论是高原低层还是整个对流层均明显增温。进入8月500hPa的0℃线范围明显缩小，200hPa的-48℃线南缘北抬至青藏高原中部，青藏高原上空明显降温。由于青藏高原上空的明显增温引起大气热力结构的变化从而产生偏东的热成风，使得低层西南风加强，对应广西沿海测站出现14m.s-1的西南急流。西南急流引起其北侧的气流气旋性辐合增强，从而进一步导致南海季风槽加强。综上所述，青藏高原上空的明显增温产生偏东的热成风，使得低层西南风加强而导致南海季风槽加强。

3.2.4地面大气环流异常

整个地面气压场呈现出西低东高的形势。7月26日20时（图2b）四川盆地以东至中南半岛大片区域一直为一个强大的西南暖低压控制，西北太平洋以西洋面为一个高压脊控制，海陆差异比较明显，整个地面气压场呈现出西低东高的形势。由于西南暖低压发展强盛形成的这种西低东高的气压形势场会产生较明显的指向西-西北方向的气压梯度力，有利于南海季风槽加强并向北推进；西部地区大范围的低压场有利于南海季风槽加强维持并向西移动。7月底随着热低压的减弱消失这种西低东高的形势才改变，同时季风槽南退到海上。总之，西南暖低压的增强及范围偏广也是南海季风槽加强维持的原因之一。

4　总结和讨论5

与以往的季风槽暴雨不同，这是一次特殊的季风槽暴雨。一般情况下，24小时降水超过300mm的特大暴雨多数是由热带气旋引起的，本次强降水天气过程中没有热带气旋出现，仅由南海季风槽影响。但其产生的降水量之大，非常罕见。

（1）此暴雨过程的季风槽发展十分深厚，不仅强度大形成了一个气旋式环流中心而且垂直高度高能伸展至对流层中高层，十分罕见。另外季风槽的垂直厚度和降水之间密切相关。其在广西的垂直发展过程基本上对应26日07时至27日07时降雨最强时段。此类季风槽所产生的降水量级基本与热带气旋的相当，值得预报员高度关注。

（2）大气环流形势的异常是季风槽加强和维持的原因。南亚高压中心加强由西部型转为东部型，高压面积向东扩展到整个青藏高原及其以东地区上空；副热带高压强度偏强，范围偏广且东海洋面上反气旋环流增强；青藏高原上空的明显增温和西南暖低压中心加强且范围偏广等异常的大气环流形势均有利于季风槽加强和维持。

［1］黄忠，张东林，林良勋.广东后汛期季风槽暴雨天气形势特征分析［J］.气象，2005，31（9）：19-24.

［2］杨辉，李崇银，潘静.一次引发华南大暴雨的南海季风槽异常特征及其原因分析［J］.气候与环境研究，2011，16（1）：1-14.

［3］陶诗言.中国之暴雨［M］.北京：科学出版社，1980，1-71.

［4］吴兴国.广西汛期暴雨若干特征分析［J］.广西气象，2001，22（3）：9-12

［5］高安宁，陈见.流场中的奇异线（点）特征与汛期广西暴雨分析［J］.气象研究与应用，2007，28（3）：1-7.

［6］廖雪萍，覃志年，何慧，等.南海夏季风爆发早晚对广西气候的影响［J］.气象研究与应用，2007，28（3）：12-17.

［7］高安宁，梁志和，吴仁才.广西汛期大范围持续性暴雨天气过程中期预报研究［J］.广西气象，1999，20（1）：2-7.

［8］陈伟斌，高安宁，陈见，等.不同环境风场条件下两次暴雨过程对比分析［J］.气象研究与应用，2012，33（3）：14-20.

［9］张东，叶萌，肖伟军，等.广州一次“黑色”暴雨的环流背景及触发机制［J］.广东气象，2006，（1）：47-49.

［10］王小坚，吴坤悌.海南“0810”特大暴雨特征分析［J］.气象研究与应用，2011，32（3）：41-44.

［11］梁俊聪，陈见，陈思毅，等.2012年“6.4”广西沿海季风槽暴雨分析［J］.气象研究与应用，2013，34（1）：24-28.

［12］覃卫坚，李耀先，覃志年.广西暴雨的区域性和连续性研究［J］.气象研究与应用，2012，33（4）：1-4.

［13］林确略，寿绍文.广西锋面、暖区及高压后部暴雨个例对比研究［J］.气象研究与应用，2010，33（2）：11-18.

［14］苏贵睦，陈向东，陆洪波，等.2009年7月初广西致洪暴雨过程综合分析［J］.气象研究与应用，2010，31（1）：35-37.

［15］温晶，纪忠萍，谢炯光.2008年前汛期广东省连续暴雨过程的500hPa环流场特征［J］.广东气象，2008，30（4）：8-11.

［16］叶萌，张东，何夏江.“05.6”广东致洪暴雨过程的预报着眼点［J］.广东气象，2006，28（1）：35-38.

［17］叶朗明，郑伟杰，徐碧裕.2014年“5.8”广东大暴雨中尺度特征分析［J］.广东气象，2014，36（6）：11-15.

Analysis of a rare monsoon trough rainstorm of Guangxi in July 2013

Liu Xiao-mei，Chen Jian，Gao An-ning，Zhao Jin-biao，Zhou Yun-xia

（Guangxi Meteorological Observatory，Nanning 530022）

Based on the conventional observation，radar detection and automatic station rainfall data，a rare monsoon trough rainstorm is analyzed on 26th-27th July 2013 in Guangxi.The results show：（1）the heavy rain process had the characteristics of the long duration，the strong rainfall intensity rainfall the heavy total rainfall and causing the serious disaster.（2）Under the background of the strong subtropical high and the very active Asian monsoon trough，this process，which was very typical of the warm sector rainstorm，was caused by a special rare deep monsoon vortex formed by the monsoon trough moving into Guangxi.The height of vortex vertical was positively related to the rainfall intensity.（3）Anomalies of atmospheric circulation made the monsoon trough strengthen and maintain.The west-low and east-high pressure field and the subtropical high ridge toward NW-SE made monsoon trough move into Guangxi.（4）Although the High and low level configuration of the monsoon trough rainstorm process was consistent with the warm sector rainstorm model by the influence of Guangxi tropical convergence zone，it has its unique features；like：the small horizontal scale and the large vertical and time scale of monsoon trough；the northward movement was affected by other factors rather than by typhoon etc.

SCS monsoon trough；torrential rain；monsoon vortex；vertical height；rainstorm model

P458.1+21.1

A

1673-8411（2015）02-0054-05

2015-01-25

广西自然科学基金项目“广西持续性暴雨中尺度特征诊断分析和预报技术研究”（2011GXNSFA018011）；广西区气象局重点科研项目（桂气科201304）

刘晓梅（1975—），女，硕士，工程师，主要从事天气预报和灾害性天气研究工作.