江淮气旋影响下广西强弱降雨天气过程的对比分析

古文保，屈梅芳

（1.广西气象学会，广西 南宁 530022；2.广西区气象台，广西 南宁 530022）

江淮气旋影响下广西强弱降雨天气过程的对比分析

古文保1，屈梅芳2

（1.广西气象学会，广西 南宁 530022；2.广西区气象台，广西 南宁 530022）

利用实况观测资料和雷达、自动站加密观测资料，对江淮气旋影响下广西两次（2010年6月9日和20日）降雨过程的环流形势和物理量进行深入对比分析，结果表明：两次降雨天气过程前地面和对流层中低层在江淮到江南地区均有气旋生成，广西受气旋西部切变线的影响；暴雨发生时江淮和广西各有正涡度中心配合，但强度有差异，其主要原因是200hPa南亚高压、500hPa高空槽和副热带高压北界差异所导致。广西区域是否有较强降雨过程，取决于在广西区域是否有正涡度中心活动，并与江淮气旋形成“双涡效应”，使该区域的水汽得以持续汇集。

江淮气旋；广西降雨过程；对比分析

引言

广西前汛期较强降雨过程的主要影响系统是高空槽、切变线和地面冷锋，这几类天气系统往往呈东北—西南走向，从我国东部延伸至西南地区，在这延绵数千里的天气尺度上活跃着一系列的低涡系统，这些系统相互影响，对降雨落区和强度产生重要影响。

薛纪善等（1999）对1994年华南特大持续性暴雨的研究认为华南前汛期暴雨是西风带系统与低纬度气流共同作用的结果，除了受冷空气的影响外，低空的西南或南风急流是华南暴雨产生的又一决定性因素，而西南急流的增强和减弱往往与低纬度环流变化有关。1998年华南暴雨科学试验进一步研究得出，华南暴雨是多尺度天气系统相互作用的产物，在有利的大尺度环流背景下，由中尺度降水系统引起，尤其是一些持续性大暴雨常常是若干个中小尺度降水系统的不断产生、合成、加强和连续影响所致（周秀骥等，2002，2003；王立琨等，2001；王建捷等，1997；陈红等，2004；文莉娟等，2005；王鹏云等，2002；孙健等，2002；郑永光等，2002；柳艳菊等，2005）。这些成果不仅对提高科学认识本身有价值，同时对指导预报实践、凝炼更具物理基础的预报思路亦产生了积极作用。

乳源幅总体磁场强度不高(图4)，异常值多在-50nT～50nT。负异常最强区出现在图幅南西角的大东山岩体，其次为中北部的下塘岩体及其附近地带，显示该类异常与深成岩浆热液活动有关。主要出露地层为沉积岩，一般表现为微-弱磁性，异常值在0～50nT，表现为平缓或略有跳动的大面积弱磁异常；大东山、高山和宝山等主要侵入岩体均属无-微磁性，异常值多在-25nT以下，表现为平缓的大面积负磁异常[7-9]。

压力控制方案如图1所示。在该方案中，压力传感器测到的乙二醇管道的压力值与给定的压力值的差值输入到控制器，控制器通过特定的算法用电压控制变频器的输出频率值，而交流电机的转速与电源的频率成正比，从而变频器通过改变频率来改变交流电机的转速，交流电机通过转速调节乙二醇管道中液体的压力。压力传感器检测到的压力值与给定的压力值之间的误差重新传送到控制器中，通过改变变频器的参数调整交流电机的转速，最终使得检测到的压力值与给定压力值匹配。

业务实践中常常发现，伴随着江淮气旋的生成、移动，在一定天气系统配合下也会给华南西部带来较大范围的降雨过程。2010年6月9日和20日先后有两次江淮气旋伴随下的低涡切变影响广西，造成的降水范围差异较大，为了揭示这两次过程降水的差异，文中使用常规观测资料和地面观测资料，分析诊断大尺度环流背景及物理条件，以揭示不同降雨过程的大尺度环境特征以及可能成因；利用多普勒雷达产品和地面加密观测资料，分析暴雨的中β对流演变特征，为预报服务提供有益的参考。

文中江淮气旋是指：26～35°N、113～120°E区域内地面或850hPa闭合低压。

1 两次降雨天气过程概述

2010年6月8日20时—9日20时（以下简称“过程1”），受低涡切变影响，广西出现一次降雨天气过程，全区出现大雨以上降水27站，其中暴雨以上10站。本次强降水主要集中在桂中、桂南，强降雨中心位于西南部的天等县，日降雨量达到113.3mm。过程降水主要集中在8日23时—9日4时，9日02—03时天等县降雨量达到80.5mm-1h。6月19—20日广西再次受低涡切变影响，影响范围比“过程1”广，强度强。19日20时—20日20时（以下简称“过程2”），广西北部、中部出现大雨到暴雨，大雨以上降水64站，其中暴雨以上36站，大暴雨9站，4个大暴雨中心均位于桂北，其中忻城日雨量为146.4mm。过程主要降水主要集中在19日20时—20日9时，本次过程造成广西直接经济损失12.9亿元。

2 两次降雨天气过程的环流特征和影响系统对比分析

4.2 逆风区与β中尺度系统

诗歌中有词性转变的现象，如第十六诗行“clear and cold”既可做副词用法，也可充当形容词理解。如果按照副词的功能来理解，诗人在如实地描写狐狸在山尖上的尖利冰凉的叫声。假设为形容词，可以理解为在少年时代托马斯的梦境里夜晚山尖上的狐狸应该以这样的状态出现。这两种理解，能够使诗歌产生意义的多元性和不确定性，突出诗歌的模糊美，更体现童年时代的混沌意识和认知状态。

图1 850hPa风场与涡度场（阴影区）合成

3 两次降雨天气过程的物理量分析

3.1 动力条件对比分析

交通量是指一定时间间隔内各种类型车辆通过道路某一横断面的数量。道路设计主要使用全年的日交通量观测结果的平均值—年平均日交通当量轴次进行荷载计算。

图1为“过程1”对应的2010年6月9日08时850hPa风场和涡度场合成，此时沿着切变线两侧有正涡度带，两个正涡度中心，一个位于河南南部到安徽中部，中心值为60×10-5s-1，与江淮气旋中心对应；另一个位于广西西部，中心值为20×10-5s-1，比江淮气旋的涡度要小，呈现一大一小的两个正涡度中心。风场上看，也有两个涡旋相对应，但是江淮的风速辐合要大，而桂西的辐合要小。与“过程2”的20日08时的850hPa风场和涡度场，也有类似的结构，切变两侧有NE-SW走向的正涡度带，切变线上有3个正涡度中心，一个在江西中部，中心为50×10-5s-1，一个在广西东北部地区，大小为50×10-5s-1，第三个在广西西南不与越南北部交界出，大小为50×10-5s-1，风场可以分析出三个中尺度涡旋中心向对应，其涡度值呈小大小的分布，其中桂东北出的涡度值最大，与“过程1”的涡度分布正好相反。

2010年6月9日08时，散度场沿108°E经向剖面图，低层的负散度层仅850hPa以下，而且只有57×10-5（s-1）；700hPa为无辐散层，在它之上的500hPa又转为辐合层，最大的辐合中心比较高，位于22.5～25.0°N上空的500hPa处，中心值为21×10-5（s-1）；22.5°N以北地区在400hPa高度以上无辐散区配合，几乎整层均为辐散层结。22.5°N以南在300hPa高度上有弱的正散度，低层辐合高层辐散的结构没有建立起来。2010年6月20日08时，散度场沿108°E经向剖面图，低层辐合的负散度区自北向南向上倾斜，其中在22.5～27.5°N为较大负散度区，中心位于25.0°N上空的500hPa处，中心值为21×10-5（s-1），而在450hPa高度转为辐散区，正散度中心位于150hPa高度，中心值为57×10-5（s-1），正散度大于负散度，高层辐散大于低层辐合，高空的抽吸作用非常明显。

图2 散度场沿108°E经向垂直剖面图

图3 垂直速度沿108°E经向垂直剖面图

2010年6月9日08时，垂直速度场沿108°E经向剖面图，强上升运动中心南移到了22.5°N以南地区，广西上空在500hPa有弱的上升运动。2010年6月20日08时，垂直速度场沿108°E经向剖面图，从20.0～30.0°N上空均为上升运动区域，强上升运动中心位于22.5°N上方的400hPa处，中心值为-50×10-5（s-1），上升运动非常明显。

控制了技术转移与扩散对产业升级的效果后，两组技术进步与金融结构的交叉系数方向一致，其中一组结果在5%置信程度上显著为正，表明适宜的金融结构(特别是金融市场的占比)总是能通过技术创新对产业结构升级产生正向的促进作用。这种促进一方面通过缓解企业的融资约束，促进实体企业的技术创新活动和研发投入，提高技术创新的产出；另一方面则通过有效的金融资源配置，激励“企业家精神”创建更高效率的新兴企业，从而促进技术创新加快进入生产应用，推动产业结构的高度化。

由电荷守恒知OH-的计量数为:b+a,由H守恒知的计量数为:,由O守恒知:,解得:b=3a,则x=1.75。

有一段时间，我痴迷于研究古今中外历史上的成功者，结果我发现他们都无一例外的在自己所热爱的领域里取得了举世瞩目的成就。

从暴雨发生前的8日20时日850hPa总温度场上我们可以看到（图略），广西大部的总温度在68℃以上，只有在桂西南有76℃的等温度线；华南已建立“西南高，东北低”的能量场形势，高能舌由中南半岛向华南北部伸展，而低能舌则由湖北北部、湖南南部向桂东北伸展，柳州南部到河池一带为低能区与高能区之间的过渡带，等能线较密集，也即高能轴与低能轴出现汇合趋势的地区，集中了大量的湿有效位能，利于强对流发生发展。“过程2”暴雨发生前的19日20时日850hPa总温度场（图略），广西大部均为80℃，比“过程1”能量积累要大，低能区在湖南中部、江西中部，等温度密集区在桂东北地区，暴雨发生前华南聚集了高温高湿的不稳定能量，非常有利于强对流发生发展。

8日20时，中南半岛到广西为大片的K指数大于36℃的K指数大值区，其中桂西南K指数甚至大于40℃；SI指数场（图略），中南半岛到广西西南部为负SI℃指数区，桂西到来宾SI指数＜-2℃。大于35℃的K指数和小于-2℃的SI指数条件十分有利于其后期强对流天气的出现。19日20时，K指数大值区与“过程1”相比要偏北，在贵州南部到广西北部之间，最大K指数达到42℃，比“过程1”大，广西处于等K指数梯度大值区中；SI指数场（图略），中南半岛到广西西南部为负SI℃指数区，桂北SI指数＜-4℃，整个广西为不稳定能量聚集区域，大于35℃的K指数和小于-2℃的SI指数条件十分有利于其后期强对流天气的出现。

4 中尺度系统对比分析

19日22时，地面辐合线在柳州市融水到河池市罗城北部一线，22时46分，在柳州雷达1.5°基本反射率（图略）上对应有东—西向的混合强降水回波，最大。整个回波呈带状（东西走向），其东西向长约240km，南北向宽在30～90km之间。从回波的特征来看，是一种典型的积层混合型降水回波，回波强度一般20～35dBz，从回波中可看到在层状云中嵌有明显积状云，其中发展最旺盛的对流回波块位于测站的西北面60～70km处，中心强度值达63dBz，对应的回波顶高达10km。在同时刻的基本速度图上，0速度线在测站西北面呈“V”型辐合线，基本反射率中块状强对流回波与辐合线重合，速度场在罗城以西为单纯的β中尺度辐合线；而罗城到融水之间，0速度线后侧有向测站的风速大值中心，最大风速达24m-1s，而在0速度线前也有12m-1s离开测站的正速度中心，旋转速度为22m-1s，而且0速度线与扫描线之间有30°交角，因此可以判断在罗城、柳城到融水之间有一个β中尺度气旋活动。

6月8日20时，午后对流云系位于广西东部，有3个对流云团位于河池南部、柳州东部和桂林南部，21时TBB≤-52℃连成带状，河池东部、桂林南部的强对流中心减弱，柳州东部的强中心（A）向西南方向移动，强度增强，1小时雨量≥30mm强降水在TBB强中心北部密集区；23时（图略），桂西北有两个β中尺度对流发展，A单体发展并继续向西南方向移动，强降雨仍位于TBB北部梯度大值区，最大的TBB为-76℃，面积0.344km2；9日00时，TBB≤-52℃面积扩大，此时1小时雨强范围最大，雨带在百色南部到南宁北部，东西带状；01时TBB≤-52℃最大，呈西北—东南向，主要位于桂西南，最小TBB≤-82℃，但雨强跟前1个小时相比有所减弱，但位置少变。01时到04时，云团仍在桂西南上空维持，强中心也向西南方向移动，范围减小；05时到07时，对流云团继续向西南方向收缩，雨强减弱，08时强降水基本基本结束。

在过程2发生前的15日开始，200hPa印度东北部开始转为偏东气流控制，南亚高压中心位于高原南部到印度东北部之间，广西受其东部的偏北气流控制，500hPa中高纬度地区冷涡活动频繁，16—19日有冷涡从蒙古国东南移到我国东北地区南部，19日20时，东亚大槽位于朝鲜北部到贵州南部，广西处于槽前的西南气流控制中，副高脊线位置偏北，588gpdm在云南北部、华南北部一线；700hPa在江南北部切变加强，东西向的横切变位于贵州北部到安徽南部之间；850hPa在江西北部有气旋生成，比“过程1”位置要偏南2个纬度，偏东2个经度，气旋后部的切变在江西北部到贵州南部，从广西到福建北部有低空急流建立，切变后最大东北风10m-1s，而切变前的西南风比较大，达到18m-1s。主要的辐合区在江西和湖南，比“过程1”要偏南。另一个辐合区在滇黔桂交界处。

6月18日晚上到19日白天，在贵州中部有MCC发展东移，19日上午开始有卷云羽进入桂北，午后贵州东南部、湖南南部对流发展旺盛，18时，湖南东北部、湖南南部到贵州南部有3个对流单体发展，20时，连成带状并在广西北部发展成东西带状的对流云带，23时，TBB≤-52℃扩展到广西中部上空，但最强对流云顶偏北，位于贵州与广西交界处，1小时雨量≥30mm落区在TBB最小处的前沿；20日02时，TBB≤-52℃扩展到整个广西上空，TBB≤-90℃的面积最大，达7.52km2此时1小时雨量≥30mm落区移动比较缓慢，移到河池中部、柳州南部，≥50mm的站点最多有7站，最大1小时雨量80mm-1h，为最大雨强，强降雨带仍在TBB最小处的前沿。20日04时，TBB≤-90℃南界向南移动速度加快，但面积仍有7.52km2，强玉带南压到百色、河池南部，范围仍在维持；TBB≤-90℃面积，06时开始减小，07时（图4f），迅速减小到0.14km2，强降雨带范围和强度也迅速减小，07时自动站雨量均小于50mm/h，08时仅有分散的1小时雨量在南宁南部，强降雨基本结束。

以上两次过程的TBB与1小时雨量对比分析发现，两次过程强对流云团均有在午后到上半夜开始发展加强，凌晨达到最强，白天迅速减弱；且向南移动速度较快的特点；“过程1”TBB≤-52℃范围比“过程2”要小，最小TBB也比“过程2”要大；“过程1”强降水落区主要位于TBB中心附近，北侧梯度最大区域，但范围小，云体结构从低层到高层向南倾斜；“过程2”强降水与“过程1”差别较大，强降水落区在TBB中心附近，南侧梯度最大区域，范围大，云体结构从低层到高层几乎是垂直，稍向南倾斜。

2010年6月8日12时，500hPa蒙古低槽位于河套—河南—安徽南部，为西北—东南向切变式低槽，此切变非常深厚，一直延伸到200hPa，槽后高压脊在高原东部—西南地区东部，为西北气流控制；华南西部有小槽位于广西中部，急流轴在广西北部—湖南南部—安徽南部，588gpdm位于华南沿海，副高脊线偏南在17°N。700hPa的低涡位于河南南部，西北东南向的切变几乎与500hPa的相重合，850hPa的江淮气旋中心在河南南部，气旋西部的切变位于河南南部、湖南中部到广西北部之间；气旋的南部、东北部分别有西南急流和东南急流建立，为主要的辐合区；广西东部为急流的入口区，同时在云南东部也有144gpdm闭合低压存在。

4.1 TBB与β中尺度系统

5.1 500hPa高空槽的差异

“过程1”（图4），在8日白天，地面冷锋已经开始影响桂北，20时地面辐合线从桂北南部开始南移，呈东北—西南走向，从8日20时—9日04时，西段辐合线移动较东段快，平均速度为19km-1h，之后滞留在崇左南部、南宁南部一线，而东段从8日20时到9日08时，但从桂林南部南移到贵港、玉林北部，与1小时雨量对比，强降雨均发生在辐合线的后部。与“过程1”不同的是，“过程2”（图4）地面辐合线移动速度还要快些，平均速度为35km-1h，1小时强降雨区与辐合线对应，呈东—西向，且移动速度较快。“过程2”在动力条件、能量积累方面要比“过程1”要大，由于地面冷空气影响广西时移动速度快，属于急行冷锋类，导致降雨系统在广西上空滞留时间短，因此这次过程没有特大暴雨出现，24小时最大雨量小于200mm.

图4 地面辐合线移动示意图

5 原因分析

4.3 地面辐合线与β中尺度系统

3.3 不稳定能量对比分析

“过程1”广西高空受江淮低涡的影响，其槽线的走向为西北-东南向，槽后为明显西北气流，580gpdm在90—100°E的振幅达到7个纬距，预示着高空槽东移速度快；低纬度的小槽在暴雨发生前已经移到广西中部，广西的西北部已经处于槽后，而且广西槽前西南风小，导致槽前为负涡度，对对流云的发展不利。而“过程2”广西处于东亚大槽的底部，槽后也为西北气流控制，584gpdm在90—100°E的振幅达到3个纬距，北风不明显，导致槽东移速度相对要慢，槽前有明显的西南气流，正涡度区，对激发对流发展要有利得多。

5.2 副高北界位置的差异

“过程1”暴雨前588gpdm位于北部湾、南海北部海面到台湾岛南部，与历年同期相比北界偏南，等高线较平直，东高西低的形势不明显。“过程2”暴雨发生前，588gpdm在广西北部、江西南部到福建中部，与“过程1”相比副高北界北跳了3个纬距，广西受588gpdm控制，因此在暴雨发生前，聚集了大量的不稳定能量，同时，由于副高较强大，也阻止了暴雨低值系统东移。

5.3 850hPa双涡度中心差异

两次暴雨过程中都有双涡形成，位于江淮地区的中心（简称“北中心”）和广西上空的正涡度中心（简称“南中心”），两个中心形成跷跷板效应，“过程1”的“北中心”正涡度比“南中心”要大，而“过程2”的“南中心”的涡度比“北中心”大，其原因主要是“过程1”850hPa全风速大值在江淮气旋的北部和南部，而“过程2”的全风速中心在华南。

当时北京大学副校长、平民学校校长岳素兰等校领导在毕业典礼上为我们颁发荣誉证书，教导我们要好好珍惜在北大的学习机会，努力提高自己的工作能力，为今后的人生发展奠定基础。

6 结论与讨论

（1）两次影响系统在低层都表现为有江淮气旋伴随下的低涡切变影响广西，低涡切变的强度和移动速度对降雨量和降雨强度影响较大，深厚的低涡切变系统有利于强降水的维持。反之，如果低涡切变系统浅薄，移动速度快，强降雨维持时间短。

（2）两次过程中低涡切变线上中尺度系统是产生强降水的主要作用者，中尺度系统的强弱和维持时间的长短，对降雨量和降雨强度影响较大，在低涡切变影响时，对中尺度系统分析和预报，对降水强度和落区至关重要。

（3）两次降水强度上出现的差异主要是由于两次过程中对流发展强弱不同引起，假相当位温、K指数等热力不稳定指数能很好地反映出对流发展过程中强弱变化的差异。

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Com parative analysis of precipitation intensity in Guangxi under the influence of Jianghuai cyclone

Gu Wen-bao，Qu Mei-fang
（1.Guangxi Meteorological Society，Nanning Guangxi 530022；2.Guangxi Meteorological Observatory，Nanning Guangxi 530022）

Based on the observation data，radar and automatic station encryption observation data，the circulation situation and physical quantity of two raining weather processes in Guangxi（June 9th and 20th，2010）under the influence of Jianghuai cyclone were compared and analyzed.The results show that the cyclone was generated on the ground and in the lower troposphere of the area between Jianghuai area and Jiangnan area before the two raining weather processes and Guangxi was influenced by western cyclonic shear line；during the occurring of torrential rain，both of Jianghuai area and Guangxi appeared the positive vorticity center cooperation，but the intensity of these two cooperation are different，which was caused by differences of the south Asia high of 200 hpa，upper trough of 500 hpa and the northern limit of subtropical high pressure.The positive vorticity center activities appeared in Guangxi decides the intensity of rain in Guangxi，while the"double effect"formed by the Jianghuai cyclone makes the water vapor in this region continue to collecting.

Jianghuai cyclone；raining process；comparative analysis

P458.1+21

A

1673-8411（2016）01-0001-05

2015-11-25

国家自然科学基金（41365002）；广西自然科学基金（2014GXNSFAA118290；2013GXNSFAA019288；2011GXNSFE018006）共同资助

古文保（1963-），男，高级工程师，硕士研究生，从事气象业务工作