宁远一次暴雨天气过程的T639物理量诊断分析

（湖南省宁远县气象局 湖南永州425600）

（湖南省宁远县气象局 湖南永州425600）

用T639的比湿、水汽通量、水汽通量散度、垂直速度、散度、涡度、K指数等物理量对湖南省永州市宁远县2015年5月20日出现的暴雨天气过程作诊断分析，结果表明T639的比湿、水汽通量、水汽通量散度对暴雨的水汽输送、水汽的辐合条件有较好的预报指示；垂直速度在700hPa-500hPa之间连续维持强烈而深厚的上升运动，对暴雨的开始时间和结束时间指示明显；散度场对低层辐合高层辐散有较好的刻画；涡度反映850hPa、700hPa、500hPa为深厚的正涡度层，且正涡度最大值在850hPa时，为暴雨预报提供了指示；K指数＞35℃的大值时段与雷电、短时强降水时段相对应。

暴雨T639物理量诊断分析

0 引言

T639数值预报产品在气象预报业务中得到广泛应用，特别是其物理量产品，已成为短期预报业务中的重要参考依据。对数值预报产品的评估、检验是提高天气预报准确率的途径之一，近年来，许多学者和天气预报业务工作者对T639模式的预报产品进行相关的评估和检验[1-6]，使我们对如何应用该模式的产品有了一定程度的认识。但是，T639数值预报的物理量产品在各地的应用仍然处在摸索中，需要从大量的个例研究中提高认识。本文利用MICAPS3.2气象信息综合处理平台，选取T639数值预报的比湿、水汽通量、水汽通量散度、垂直速度、散度、涡度、K指数等物理量产品对湖南省永州市宁远县2015年5月20日出现的暴雨天气过程进行诊断分析，得到T639模式物理量产品在宁远暴雨天气中的一些初步评价，以期为我们今后进一步提高暴雨预报能力提供帮助。

1 降雨实况及环流特征

图1 2015年5月19日20时500hpa高空图

2015年5月19日20时-20日20时，永州市宁远县出现了一次暴雨天气过程，根据宁远县国家气象站资料和中小尺度区域自动气象站资料显示，全县有4站次出现了大暴雨、30站次暴雨、一站次大雨，过程最大雨量出现在九嶷山乡为137.5mm，大部分乡镇出现了雷电以及短时强降水等强对流性天气。根据逐小时雨量分析，强降雨时段主要出现在20日3时～15时，一小时最大雨量48.2mm,出现在棉花坪乡，发生在20日凌晨3-4时。暴雨导致全县3万多人口受灾，倒塌损坏房屋57间，农作物成灾面积1081公顷，绝收面积338公顷，直接经济损失1865万元。

从2015年5月20日20时500hPa高空图可以看出（图1），中高纬为两槽一脊形势，新地岛至乌拉尔山为阻塞高压，阻塞高压以南为一横槽，锋区呈东西走向并维持在50N以南，沿锋区南侧不断有低槽东移，西伯利亚至贝加尔湖为高压脊，日本海至朝鲜半岛为低槽区，槽后西北气流不断引导冷空气南下，而副热带高压呈东西向，588线稳定在海口附近，南支波动活跃，孟加拉弯上空不断有有南支槽经云贵东移，这样给西南暖湿气流和北方的冷空气在江南、华南地区交汇提供了有利条件。这种500hPa中高纬度环流维持稳定的两槽一脊，副热带高压稳定并呈东西向，南支槽经云贵东移，为江南南部、华南北部地区大范围的强降水创造了有利的大尺度环流条件。

2 T639物理量诊断分析

本文选取2015年5月19日08时的T639数值预报资料，预报时效为00-48h，预报时间间隔为3h,物理量为比湿、水汽通量、水汽通量散度、垂直速度、散度、涡度、K指数等预报产品进行诊断分析。

2.1 比湿

分析 19日 08时 -20日 20时的 T639的 850hPa、700hPa、500hPa比湿预报时序图看出（图2左上），19日20时开始到20日20时：850pha宁远上空比湿维持在13-16g/kg之间，700hPa比湿维持在 8-11g/kg之间，500hPa维持在 4-8g/kg之间，而 850hPa、700hPa、500hPa 3层比湿之和从20日05时-20时连续6个预报时次维持在30g/kg以上，最大达32.29g/kg。根据湖南的经验[7]，一般850hPa比湿为11-14g/kg或以上有利于形成暴雨，当850hPa、700hPa、500hPa比湿之和≥30g/kg有利于暴雨形成。上述结果表明，T639数值预报比湿资料对暴雨预报水汽条件的判断有较好的指示作用。

2.2 水汽通量

分析19日08时-20日20时的T639的850hPa水汽通量预报图看出（图略），19日20时-20日05时，广西、贵州大部分地方被12g/(cm.hPa.s)等值线包围，水汽通量大值区在广西的东北部和贵州东南部一带，中心值达到24g/(cm.hPa.s)，而宁远上空维持在4-8g/(cm.hPa.s)之间,20日08时开始，水汽通量大值中心逐渐向永州移动，12g/(cm.hPa.s)等值线包围永州，20日11、14、17、20时永州境内维持20g/(cm.hPa.s)的大值区。从宁远本站的水汽通量时序图分析可明显看出（图2右上），20日08时开始，宁远本站850hPa、700hPa、500hPa水汽通量逐渐增大，其中850hPa连续4个预报时次维持在15g/(cm.hPa.s)以上，最大达到23g/(cm.hPa.s)。以上表明，19日20时-20日05时，水汽输送强中心主要在宁远上游，20日08时-20时水汽输送强中心移至永州，暴雨期间水汽通道非常明显，且850hPa连续多个预报时次的大值指示意义强烈。

图2 左上：2015年5月19日08时T639比湿时序图右上：2015年5月19日08时T639水汽通量时序图下图：2015年5月19日08时T639水汽通量时间垂直剖面图

2.3 水汽通量散度

分析19日08时-20日20时的T639的850hPa水汽通量散度预报图看出（图略），20日02时水汽通量辐合中心在贵州、湖南、广西三省交界处，05时辐合中心移至永州附近，08、11、14、17时强辐合中心维持在广西东北部到永州一带，强中心达到-216*10-8g/ (cm2.hPa.s),20时以后辐合减弱。分析宁远本站的水汽通量散度时间垂直剖面图分析发现（见图2下图），20日02时开始，宁远本站低层水汽辐合开始增大，08-17时低层水汽辐合达最大，其中11-17时850hPa水汽通量散度连续3个预报时次维持＜-60*10-8g/(cm2. hPa.s)，700hPa以上水汽通量散度为正，水汽通量辐散，这种低层水汽辐合、高层水汽辐散的水汽垂直抽吸配置有利于暴雨的产生。对比水汽通量散度有利于降水时段和宁远本站实况逐小时降雨时段发现，本次暴雨过程水汽通量散度的低空辐合、高空辐散配置的建立时间与强降水发生时间基本同步，且850hPa水汽通量散度连续3个预报时次或以上维持强辐合，对暴雨预报有较好的预报指示作用。

2.4 垂直速度

从19日08时-20日20时的T639的垂直速度预报图看出（图略），19日23时、20日02时700hPa-600hPa的垂直速度上升区在永州上游的贵州东部，05时强上升运动中心东移至永州上空并维持到20日17时。从宁远本站19日08时的T639的垂直速度时间垂直剖面预报图（见图3上图）容易看出，垂直速度从20日02时开始，850 hPa-500hPa皆为负值，一直持续到20时，并且在20日08时到17时有一个负值中心呈垂直分布，特别是在700hPa-500hPa之间连续6小时垂直速度维持在100*10-2pa/s，表示在该时段内有强烈而深厚的垂直上升运动。强烈的垂直运动不仅可以促使水汽在水平方向上聚散，同时也可将低层的水汽输送到高层，凝结释放潜热，更有利于降水的发生。综合对照垂直速度时间垂直剖面和强降水逐小时雨量可以看出，700hPa-500hPa之间的垂直速度的负值垂直中心区对应实况强降水时段，对暴雨的开始时间和结束时间指示较明显。

2.5 散度

分析19日08时-20日20时的T639的850hPa散度预报图看出（图略），20日02时以前低层辐合区在贵州到湖南和广西的交界处，20日05时永州上空850hPa辐合中心明显加强，08-17时低层850hPa强辐合中心维持在永州，强中心达-100*10-6/s,而700hPa以上散度为正，表现为明显的辐散。从宁远本站的T639模式的散度预报时间垂直剖面图看出（见图3左下），19日20时开始，本站低层为辐合，高层为强烈的辐散区，20日08时到20时连续5个预报时次低层为明显的辐合区，其中 14时 850hPa散度达-60*10-6/s，而700hPa以上散度为正，表现明显的辐散。以上表明，T639模式的散度预报低层有明显的辐合，高层有明显的辐散，且连续5个预报时次或以上时，对暴雨预报有较好的指示性。

2.6 涡度

分析宁远本站19日08时的T639的涡度时间垂直剖面预报图（见图3右下）看出，19日14时-20时，宁远本站850hPa为正涡度，正涡度不强，700hPa以上为负涡度；19日20时-20日02时，850hPa维持正涡度，700hPa-500hPa为正涡度，但正涡度不强，20日05时-20日20时，850hPa、700hPa、500hPa为深厚的正涡度层，850hPa正涡度最大值在20日14时-20时。表明850hPa、700hPa、500hPa涡度连续多个时次的深厚正涡度和850hPa涡度大值指示明显。

2.7 K指数

K指数是反映大气层结稳定性和水汽饱和程度的综合性参数，K值越大，表示大气越不稳定、水汽越充分。通常当K指数大于35℃时，层结就非常不稳定了。根据湖南的经验，当K＜20℃时，无雷雨发生，当20℃＜K＜35℃，有分散性雷雨发生，当K＞35℃时，有成片的雷雨发生。从宁远本站19日08时的T639的K指数时序预报图（见图4）看出，本次过程19日14时K指数为30℃，随后逐渐增大，20日02时-17时K指数值连续6个预报时次维持在35-37℃之间，之后逐渐减小。本次暴雨主要降水时段出现在20日03时-15时，且一小时最大雨强达48.2mm，县内大部分乡镇出现了雷电和短时强降水等对流性天气。以上表明T639的K指数＞35℃的大值时段与雷电、短时强降水时段相对应。

3 结论

图3 上图：2015年5月19日08时T639垂直速度时间垂直剖面图左下：2015年5月19日08时T639散度时间垂直剖面图右下：2015年5月19日08时T639涡度时间垂直剖面图

图4 2015年5月19日08时T639 K指数时序图

通过2015年5月20日发生在湖南永州宁远的一次暴雨天气过程结合T639数值预报物理量产品的诊断分析，得出如下结论。

（1）当T639模式的850hPa比湿＞12g/kg，特别是当850hPa、700hPa、500hPa比湿之和连续多个预报时次≥30g/kg时，对暴雨预报的水汽条件指示较好。

（2）T639模式的850hPa水汽通量对暴雨的水汽通道预报指示较好，当连续4个预报时次维持在12g/(cm.hPa.s)以上时，为暴雨预报提供了强烈的水汽输送指示。

（3）T639模式的850hPa水汽通量散度强烈的辐合时段、700hPa以上水汽通量辐散时段与暴雨强降雨时段相对应。

（4） 当 T639 模 式 的700hPa-500hPa之间的垂直速度的负值垂直中心区对应实况强降水时段，对暴雨的开始时间和结束时间指示明显。

（5）T639模式的散度预报场对低层有明显的辐合，高层有明显的辐散，有较好的刻画，且连续5个预报时次或以上时，对暴雨预报有较好的指示性。

（6）当T639模式的 850hPa、700hPa、500hPa涡度预报为深厚的正涡度层，且正涡度最大值在850hPa并连续多个预报时次时，对暴雨预报有指示作用。

（7）T639的K指数＞35℃的大值时段与雷电、短时强降水时段相对应。

［1］周慧，崔应杰，胡江凯等.T639模式对2008年长江流域重大灾害性降水天气过程预报性能的检验分析［J］.气象，2010，36（9）：60-67.

［2］郑婧，丁治英，刘波，吴静等.江西暴雨期间T639模式的短期预报效果检验［J］.气象与减灾研究，2011，34（1）：40-41.

［3］林明丽，吴欣等.T639模式对2010年湖南省一次强降水过程预报的检验分析［J］.现代农业科技，2012,20:262-263.

［4］胡永松，康学良等.T639在毕节 2010年5月 5日强对流天气中的释用分析［J］.贵州气象,2011，2（35）：40-43.

［5］马学莲，何卓玛.T639在"7·30"大降水预报中的释用分析［J］.青海科技，20113，1：45-48.

［6］廖胜石，罗建英等.T639数值预报产品对一次广西秋季暴雨的诊断分析［J］.气象研究与应用，2010，4（4）：27-31.

［7］成庚福，曾申江等。湖南天气及其预报气象出版社.

宁远一次暴雨天气过程的T639物理量诊断分析

■李嘉睿 周明辉 成雄威 曾志龙

T639 physical analysis for a rainstorm process in Ningyuan

Li Jiarui Zhou Minghui Zeng
Zhilong
(Hunan Provincial Meteorological Bureau of Hunan province Ningyuan County 425600)

The rainstorm process on May 20,2015 in Yongzhou City, Ningyuan County of Hunan province by T639 of the specific humidity,vapor flux,vapor flux divergence,vertical velocity,divergence,vorticity,K-index and other physical quantities are analyzed.The results show that the T639's specific humidity,vapor flux and vapor flux divergence provid better forecast instructions for rainstorm vapor transmission,moisture convergence conditions;vertical velocity can maintain strong and deep upward motion between 700 hPa and 500 hPa,at the same time it can appear to point that the start time and end time of the rainstorm;Also the divergence can be a good indication of the low level convergence and high level divergence;The vorticity reflect that the positive vorticity layer are strong and deep in 850 hPa,700 hPa and 500 hPa,and the positive vorticity maximum at 850 hPa can provides instructions for rainstorm forecast;K-index period greater than 35℃ corresponding to lightning, short-time heavy precipitation period.

Rainstorm;T639;physical quantity;analyze

P446[文献码]B

1000-405X（2016）-10-407-3