2014年5月江门一次持续性大暴雨过程分析

黄青兰，林雪仪，吴斯敏

（江门市气象局，广东江门 529030）

2014年5月江门一次持续性大暴雨过程分析

黄青兰，林雪仪，吴斯敏

（江门市气象局，广东江门 529030）

2014年5月8—11日，江门市出现了连续4 d的大暴雨局地特大暴雨降水过程，造成江门各地出现不同程度的洪涝灾害。利用地面常规自动气象站资料、区域气象站资料、雷达图和NCEP/ NCAR逐6 h 1°×1°再分析资料，从降水特征、环流背景、主要影响系统以及各主要物理量特征，分析水汽、动力和热力等条件，探讨强降水的成因。结果表明：该次持续性大暴雨过程是在高低空有利的环流背景下产生的，高空槽、南亚高压、西南急流和地面低槽是大暴雨的主要影响系统；强盛的西南气流给华南源源不断地输送水汽，江门上空水汽通量超过12 g·hPa-1·m-1·s-1；暴雨发生期间边界层的水汽辐合最为显著，对大暴雨有重要贡献；强降水与低空的正涡度中心有很好的对应；高层辐散强于低层辐合，并有强烈上升运动；暴雨中心低层为高温高湿，大气不稳定；前期的低层逆温，积聚能量，有利于强降水的发生；垂直风切变较小，也有利于降水的维持。

天气学；大暴雨；物理量；江门

前汛期是华南降水集中、暴雨多发的时期，持续性的暴雨或大暴雨更是容易引发洪涝和山体滑坡、泥石流等地质灾害，因此受到气象工作者和社会的高度关注，相关的研究已有不少［1-5］。广东省内的一些学者对本地前汛期暴雨的气候特征和环流形势等进行分析，发现了一些规律［6-11］。胡丽华等［6］分析了恩平市暴雨的气候特征，指出恩平的暴雨月际分布呈典型的双峰型，主峰在5—6月，次峰在8月；暴雨频次存在准9、准20年的周期振荡。高亭亭等［7］研究表明，广州前汛期暴雨偏多的年份，冷暖气团势力相当，在华南地区交汇的机会多，而暴雨偏少的年份，华南地区主要由单一气团控制。郑浩阳等［10］分析结果显示，珠海市白天发生暴雨的次数比夜间多，但夜间暴雨的雨量比白天大；影响珠海市暴雨的天气形势可分为热带气旋型、锋面低槽型、低空急流型、高空槽和切变线型、辐合带北抬型、副高边缘和东风波型等。通过个例的研究也揭示了前汛期暴雨的一些发生发展机制，每次过程在影响系统、触发机制或对流特征等方面既有共性，也有特性［12-14］。伍志芳等［15］对比分析了2010年5月7日和5月14日2次大暴雨过程，认为前者是槽后冷空气叠加在低层暖湿气流上，对层结不稳定起到增幅作用；后者主要受高空槽前的西南气流、切变线和弱冷空气的共同影响。引发2次大暴雨的飑线维持和发展机制不同。研究发现，华南前汛期既有锋面暴雨，又会出现暖区暴雨，特别是大暴雨和特大暴雨，主要是暖区降水［16-17］。然而暖区暴雨往往由于影响系统不明显，在实际业务工作中容易出现漏报，是前汛期暴雨预报的难点［18-19］。

本研究利用地面常规自动气象站资料、区域气象站资料、雷达图和NCEP/NCAR逐6 h 1°× 1°再分析资料，从降水特征、环流背景及主要影响系统，以及各主要物理量特征，分析水汽、动力和热力等条件，对2014年5月江门一次持续性大暴雨过程进行分析，探讨强降水的成因，加深对该类暴雨的认识，为今后预报提供参考。

1 降水实况回顾

2014年5月8—11日，广东省多地先后出现了暴雨到大暴雨，其中江门市连续4d出现了大暴雨局地特大暴雨降水过程。根据全市气象站网监测，8日08：00—12日08：00（北京时，下同），全市共有11个站累积雨量超500 mm，其中台山市端芬镇录得最大累积雨量834.2 mm；有49个站录得250～500 mm；有39个站录得100～250 mm；100 mm以上的降水站点占全市的86.8%。该次过程多地出现了短时强降水，其中恩平横陂镇10日17：00录得最大1h雨量达132 mm。受该次强降水影响，江门各地出现了不同程度洪涝灾害，直接经济损失1.896 4亿元。

从降水的时间分布来看（图略），该次过程主要有5个降水集中期，分别是8日的傍晚到夜间、9日的清晨到夜间、10日的下午到傍晚、11日凌晨到早上和11日的下午到傍晚，其中9日降水持续时间最长，日雨量也最大。从空间分布看，总体雨量为南部多于北部，但每轮降水又具有不同特点，这与对流的发生发展及移动有关。雷达回波图（图略）显示：8日强回波为东移南压型，最先影响江门的北部，晚上南压到南部后逐渐减弱；9日对流云团源源不断地在江门以南的海上生成发展，并缓慢北移，江门出现一波又一波的强降水；10日降水范围很小但雨强大，强回波呈带状且稳定维持在江门到阳江附近沿海，雨带只是略有摆动；11日系统也是从南部开始发展，回波逐渐北移影响江门大部，其中傍晚前后有南下的锋面雨带加入，但影响江门的主要还是南风降水。

2 环流背景及影响系统

暴雨的发生发展，一般是在特定的环流条件下，从地面到高空不同高度和不同尺度的天气系统及有利的地形共同作用的结果［20］。本研究主要从大尺度环流背景出发，分析5月8—11日的各主要层次的平均环流，分析强降水的主要影响系统（图1）。

图1 2014年5月8—11日平均的500 hPa高度（等值线，单位：dagpm）（a）；200 hPa流场（阴影为风速≥30 m/s）（b）；850 hPa风场（风向杆，单位：m/s）（c）以及地面气压场（单位：hPa）（d）

从5月8—11日500 hPa的平均形势场来看（图1a），亚洲中高纬为“两脊一槽”型，贝加尔湖以南有切断低压活动，而逐日形势场显示初期从低压中心向我国新疆北部为一横槽，该横槽在11日转竖（图略），配合有一次冷空气南下过程。在低纬度地区则有南支槽活动，江门主要受槽前的西南偏西风场控制。200 hPa上（图1b），平均高空急流位置较北，急流轴在30°N—35°N之间，强大的南亚高压中心位于孟加拉湾北部，江门正好处于南亚高压东北侧的辐散西北气流中，有利于暴雨的发展。低空急流常常与暴雨联系［21］。该次过程中，对流层低层，华南地区受强盛的西南气流控制，850 hPa的平均风场上（图2c）可见，北部湾到广东西部加强为西南急流，粤西沿海海面也有一个小的急流中心，江门处于急流的北侧和东侧，风速也为辐合，有利于触发对流的发生发展。地面图上可见，江门主要受低压槽影响（图1d），广西西南侧有一个低压中心，没有明显冷空气影响，而实际上只有11日傍晚才有锋面南压，因此，该次降水过程主要属于暖区暴雨。

3 物理量诊断

3.1 水汽条件

1）水汽通量。

从850 hPa的水汽通量图（图略）可见，该次降水主要有2支水汽来源，分别是从孟加拉湾经中南半岛的一支，以及副高西侧偏南气流带来的水汽，其中前者的贡献最明显，2支水汽在南海西北部汇合增强，向华南及江南地区源源不断地输送水汽。强劲的西南水汽输送在大陆上是分开两支气流，江门主要受南支的影响，其上空的水汽通量达12 g·hPa-1·m-1·s-1以上。

2）水汽通量散度。

沿113°E作水汽通量及水汽的辐合辐散垂直剖面图（图2），可见，与江门的强降水对应，低层有明显的水汽辐合中心，但各个阶段辐合中心的高度都比较低，大部分集中在925 hPa以下的行星边界层内，因此边界层以下的水汽辐合对大暴雨有重要的贡献。为了进一步分析边界层的水汽辐合特点，沿113°E作1 000 hPa的经向水汽通量及通量散度随时间的变化图（图略）。与强降水发生的时间对应，在江门的南侧（21°N附近）维持有一明显的水汽辐合中心，而此辐合中心与该层的切变线位置对应的，从南向北，有偏南风和东南风的切变存在。

图2 水汽通量（箭头，单位：g·cm-1·hPa-1·s-1）及通量散度（阴影，单位：g·cm-2·hPa-1·s-1）沿113°E的纬度-高度剖面

3.2 动力条件

1）涡度。

从1 000 hPa的流线和涡度场上可见（图略），广东沿海存在着较明显的气旋性弯曲，特别是珠江口以西沿海为正涡度区覆盖，正涡度中心也是沿着海岸线附近。强降水与低空的正涡度中心有很好的对应，因此，边界层的中尺度切变线与暴雨的产生有直接关系。

2）散度。

由江门上空的散度垂直分布随时间的变化（图3）可见，大暴雨发生期间，在垂直方向上对应有低层辐合和高层辐散的分布，这是使对流增强的一个重要条件。与前面分析的一致，低层的辐合在近地层最为明显，其次在600～800 hPa之间也以辐合气流为主，但强度弱很多，而高层的辐散中心主要位于200～300 hPa之间。通过对比高低层的散度值发现，高层辐散总体强于低层辐合。在5月9日白天，也就是该次降水过程中降水最强范围最大的时段，高层辐散和低层辐合的配合最好，且强度最强，高层辐散中心值达到7×10-5s-1以上，高层强辐散可能在此次强降水的发生发展中起着更为重要的作用。

图3 5月9日08：00江门上空散度的时间-高度剖面

3）垂直运动。

从垂直运动的垂直分布来看，大暴雨的发生均对应着明显的上升运动，只是每个降水阶段表现的特点略有不同，与气流的辐合辐散或系统的触发有关。其中9和10日的上升运动都很强，但9日的强上升中心较高，位于350 hPa附近；10到11日的强上升运动中心明显下降，位于925 hPa附近。8日的垂直运动虽然没有9和10日那么强，但在垂直方向上分布比较均匀，伸展高度也较高，最大的上升中心位于650 hPa附近。

3.3 热力条件

1）假相当位温。

假相当位温（θse）综合反映了大气的温湿特征，其随高度的变化可以表征大气的稳定度［21］。从图4a上可见，850 hPa上华南地区为θse高值区控制，该处为高温高湿，另外，从θse的垂直剖面（图4b）看，500 hPa以下，θse随高度减小，即，大气不稳定。

图4 5月9日08：00 850 hPa θse（单位：K）（a）及沿113°E的θse纬度-垂直剖面（b）

2）层结特征。

通过分析江门附近的阳江探空图（图略）可见，在大暴雨发生前，8日08：00，700 hPa以下为高湿区，另外，1 000～925 hPa有一浅薄的逆温层存在，有利于前期不稳定能量的积聚，8日20：00，对流有效位能明显增大，大气整层也比较湿，9日不稳定能量继续增加，大暴雨持续。从垂直风切变情况看，大暴雨发生期间，风垂直切变较小，这也是大暴雨持续的一个有利因素。

4 结论

1）该次持续性大暴雨过程是在高低空有利的环流背景下产生的，高空槽、南亚高压、西南急流和地面低槽是大暴雨的主要影响系统。

2）大暴雨的水汽来源主要有2支，即从孟加拉湾经中南半岛的强西南风与副高西侧的偏南风在南海北部汇合，形成的强盛西南气流源源不断地向华南输送水汽，江门上空的水汽通量达12 g·hPa-1·m-1·s-1以上。暴雨发生期间对流层低层有明显的水汽辐合，但辐合中心高度较低，普遍在925 hPa以下，因此边界层以下的水汽辐合抬升对大暴雨有重要的贡献。

3）强降水的落区与低空的正涡度中心有很好的对应关系，中尺度切变线与暴雨的产生有直接联系。高空辐散增强了抽吸作用，且高层辐散强于低层辐合，强的高层辐散可能对对流的发展起到更重要的作用。强烈上升运动与大暴雨对应，但上升运动的强中心高度在不同阶段有所不同，与气流的辐合辐散有关。

4）暴雨中心低层为高能舌控制，θse随高度减小，大气为不稳定。前期大气层结存在低层逆温，积聚能量，有利于强降水的发生发展。暴雨期间风垂直切变较小，也有利于降水的维持。

［1］林爱兰，李春晖，郑彬，等.广东前汛期持续性暴雨的变化特征及其环流形势［J］.气象学报，2013，71（4）：628-642.

［2］黄忠，吴乃庚，冯业荣，等.2007年6月粤东持续性暴雨的成因分析［J］.气象，2008，33（4）：53-60.

［3］王东海，夏茹娣，刘英.2008年华南前汛期致洪暴雨特征及其对比分析［J］.气象学报，2011，69（1）：137 -148.

［4］张东，林钢，叶盟，等.华南连续性特大致洪暴雨个例分析［J］.气象科技，2007，35（1）：82-87.

［5］谢炯光，纪忠萍，谷德军，等.广东省前汛期连续暴雨的气候背景及中期环流特征［J］.应用气象学报，2006，17（3）：354-362.

［6］胡丽华，袁锡沛，管勇，等.恩平市1962—2009年暴雨气候特征［J］.广东气象，2012，31（4）：35-41.

［7］高亭亭，梁卫，罗聪，等.广州前汛期暴雨气候特征分析［J］.广东气象，2012，34（2）：1-9.

［8］陈芳丽，张子凡，李明华，等.惠州市近40年前汛期暴雨的气候特征分析［J］.广东气象，2014，36（3）：25 -29.

［9］黄先香，炎利君，李与广，等.佛山市暴雨的气候特征及天气系统配置［J］.广东气象，2011，33（2）：12-15.

［10］郑浩阳，王丽文.珠海市暴雨天气的气候特征及影响形势分析［J］.广东气象，2014，36（2）：19-23.

［11］陈元昭，林良勋，陈训来.最近5年深圳大暴雨降水特征及主要影响系统［J］.广东气象，2014，36（1）：20-25.

［12］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，2006，28（1）：47 -49.

［13］黄晓东，梁巧倩，郑伟杰，等.2009年广东前汛期一次连续性特大暴雨的特征及成因［J］.广东气象，2009，31（6）：5-9.

［14］黄晓梅，叶树春，周武.粤西地区一次前汛期的暴雨过程分析［J］.广东气象，2013，35（4）：34-38.

［15］伍志芳，曾沁，吴乃庚，等.广州“5.7”高空槽后和“5.14”槽前大暴雨过程对比分析［J］.气象，2011，37（7）：838-846.

［16］华南前汛期暴雨文集编辑小组.华南前汛期暴雨文集［C］.北京：气象出版社，1981：1-8.

［17］周秀骥，薛纪善，陶祖任，等.1998年华南暴雨科学试验研究［M］.北京：气象出版社，2003.

［18］廖铭燕，黄远盼，梁珊珊.“5.8”桂东北暖区暴雨成因及漏报难点分析［J］.气象研究与应用，2012，33（1）：27-29.

［19］罗律，谢太初，李翠华.一次暖区暴雨的诊断分析［J］.广东气象，2013，35（2）：31-35.

［20］林良勋，冯业荣，黄忠，等.广东省天气预报技术手册［M］.北京：气象出版社，2006：86-149.

［21］朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法［M］.北京：气象出版社，2000：421-426.

Analysis of a Sustained Heavy Rain in May 2014 in Jiangmen

HUANG Qing-lɑn，LIN Xue-yi，WU Si-min
（Meteorological Bureau of Jiangmen City，Jiangmen 529030）

On May 8-11，2014，a rain process，which was marked with unusually large amount of rain in some localities，occurred in Jiangmen that lasted continuously for 4 days，causing flooding damage of various intensity in different parts of the city.With conventional data and automatic weather stations data，regional meteorological observation stations data，radar echoes and 6-hourly 1°×1°reanalysis from NCEP/ NCAR，we analyzed the conditions of water vapor，dynamics and thermodynamics and studied the causation for this intense rain from the rain characteristics，circulation background，main affecting systems as well as different main physical quantities.The result is shown as follows.The sustained heavy rain was generated in favorable background of both upper and low levels of circulation；upper-level troughs，the south Asian high，southwesterly jet streams and surface low-pressure troughs are the systems that have the main influence.Vigorous southwesterly airflows kept transporting water vapor to the south of China so that its flux was more than 12 g·hPa-1·m-1·s-1.For the boundary layer，water vapor was the most significant during the heavy rain，having important contribution to it.The intense rain corresponded well with the center of positive vorticity at the low level.Upper-level divergence was stronger than low-level convergence with intense ascending motion.The low-level rain center was high in both temperature and humidity，making the atmosphere instable.Low-level temperature inversion prior to the rain helped energy accumulate and favored the generation of the intense rain.Vertical wind shear was also small，which also contributes to the maintenance of the rain.

synoptics；unusually heavy rain；physical quantity；Jiangmen

P44

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.05.003

2016-01-25

江门市气象局气象科技项目（201403）

黄青兰（1984年生），女，工程师，主要从事天气气候预测与研究。E-mail：qinglan_huang@163.com

黄青兰，林雪仪，吴斯敏.2014年5月江门一次持续性大暴雨过程分析［J］.广东气象，2016，38（5）：10-14.