娄底市两次大暴雨过程对比分析

李志强 肖诗尧 李望 肖妙妮

摘  要：利用MICAPS实况资料和中国气象局内网、湖南省气象局内网资料对2018年6月19日晚和22晚月娄底市2次大暴雨过程进行对比分析。分析结果表明：2次过程均没有低空急流建立，低空急流对暴雨及大暴雨而言不是必要条件，2次过程700Hpa水汽条件都很差，其水汽来源均来自850Hpa及其下层;“6.19”大暴雨由于冷式切变线稳定少动，配合列车效应产生;“6.22”大暴雨为925Hpa的暖式切变线附近的暖区降水，慢的环境风场有利于对流云团在原地长时间的停留而产生极端降水。

关键词：大暴雨;水汽条件;对比分析

中图分类号：S16                                   文献标识码：A                                               DOI：10.11974/nyyjs.20181032057

引言

暴雨的预报一直是天气预报业务中的难点，也是防汛抗旱工作中的重点;湖南天气既有大陆性气候的冷空气频繁、日照丰富，又有海洋性气候的台风活动多、降雨旺盛 ，因此，湖南每年都會发生大范围暴雨天气过程，造成洪涝灾害的损失也是巨大的[1] 。娄底市地处湖南省中部，各种类型的暴雨天气在历史上均有出现;2018年6月19日晚和22日晚，娄底市接连出现了两次大暴雨天气过程，这2次过程的发生时间虽然相近，但成因却明显不同，且特征明显，对这2次大暴雨过程的成因进行详细分析，总结经验，可以为今后暴雨预报提供有益参考。

1     过程分析

1.1     6月19日晚暴雨过程分析

1.1.1     降水实况

19日20：00—20日08：00，娄底市全市出现暴雨52站，大暴雨7站。最大降水孙家桥165.5mm，最大小时雨强梓龙50.4mm。此次过程降水连绵不断，最强降水时段为凌晨1：00和4：00左右，20日8：00后降水基本结束。

1.1.2     环流形势分析

6月19日20：00，在200Hpa上，娄底市处于高压环流东部，上空有弱的反气旋性环流，500Hpa上处于588～584线之间，500～700Hpa都没有明显的系统，为弱的西北风，850Hpa上，受低层弱冷空气南下于南风暖湿气流交汇，从安徽东部到黔桂交界处产生一条很长的冷式切变线，且刚好经过娄底市，而925Hpa的切变线则已经压到湘南位置，地面辐合线则位于850Hpa和925Hpa切变线之间。暴雨就发生在850hpa冷式切变线附近，整个降水系统稳定少动，直至20日5：00左右开始向东略偏南方向移动。

1.1.3     降水环境条件分析

1.1.3.1     水汽条件

分析19日20：00上下层高空资料发现，这次过程的水汽输送条件其实并不是太好，整个过程中低层均没有急流输送水汽，700Hpa是6～10m/s的西北风，850Hpa为10m/s的西南风，925Hpa是4m/s的偏南气流。

从水汽通量散度场来看，850hpa和925hpa在整个湘中地区出现了大范围的强水汽辐合区，而700hpa的水汽辐合则非常弱甚至没有。可见此次过程水汽来源基本上是850hpa及其下层。

1.1.3.2     动力条件

观察19日20：00 850Hpa和700Hpa涡度场，娄底市均处于正涡度区中，且随着时间的推移略有增大，有利于扰动的生成和发展。

从19日20：00散度场看到，娄底市处于明显的水平辐合区，不过辐合强度随着时间却略有减弱。

1.1.3.3     热力条件

马晓刚等指出南方地区24h强降水量与K指数呈弱正相关，且与K2正相关系统达0.987，可能出现暴雨及大暴雨K指数临界值分别为：29.1℃、33.4℃[2]，19日20：00娄底市K指数高达41，且之后一直维持在40左右，非常有利于暴雨及大暴雨的产生。在暴雨发生前 ，地面能量特征线或“Ω”高能舌比地面气压场反映的更明显 [3]。分析19日20：00 850hpa假相当位温场，在黔桂和湖南省交界处有一条能量峰区发展并指向湘中偏南位置，此后娄底市假相当位温一直维持在81～80左右，非常有利于暴雨及大暴雨出现。

1.1.4     卫星云图和雷达回波演变分析

1.1.4.1     卫星云图分析

19日下午娄底市曾下过一阵雷阵雨，之后系统消散，19日19：00开始，卫星云图上又有新的云团发展，到20：00时3个大的云团已经发展旺盛，中心分别位于怀化中部、娄底中部、湘潭和株洲交界处;到22：00，几个云团已经发展成片，形成了一个横跨湘中的东北西南向对流云带，且维持在这些地区。

1.1.4.2     雷达回波演变

整个过程雷达回波基本如下图所示，不断有强回波自怀化南部及邵阳西部生产，大片的东北-西南向积层混合云回波带向东略偏北方向移动（如图所示）与卫星云图云带对应，大量强度约50dbz的强回波镶嵌在较弱的回波中，新回波从产生到移出我省路径和旧回波基本一致，强度不一的降水回波不断的经过娄底市南部，造成明显的列车效应。

1.1.5     模式检验

1.1.5.1     风场检验

19日20：00 EC模式各层风场与实况对比，风速基本一致，差异主要是：20：00EC预报场850hpa切变位于益阳北部，而且直至20日08：00才刚刚南压到娄底西北部，而实况显示19日20：00 850hpa切变就已经压到了湘中，700hpa EC模式为偏西风，实况风向为西北风。

1.1.5.2     降水量预报与实况对比

EC和T639都报了大暴雨中心但是位置不对且EC总体报的偏小，GFS基本上没有报出这次过程。

1.2     6月22日晚暴雨过程分析

1.2.1     降水实况

22日20：00—23日08：00娄底市出现暴雨27站。大暴雨1站，最大降水杏子100.1mm，最大雨强76.7mm。暴雨区比较分散，各区域暴雨出现的时间有明显差异，主要的降水时段是20：00—21：00，4：00—5：00，在23日8：00前降水就明显减弱。

1.2.2     环流形势分析

22日白天，娄底市位于一个减弱北推的降水系统内，阴天为主，南风加强，全市有微量降水，最高气温30～31℃，20：00气温还有26～27℃。

22日20：00，娄底市位于200Hpa气流的辐散区，500Hpa上位于584线与588线之间，700Hpa在娄底市北面有偏北风和偏南风的辐合，但是切变表现得不明显，850Hpa娄底市北面有冷式切变线，而且整体还在北移，925Hpa有暖切在发展，且附近出现了地面辐合线。22日晚的暴雨落区与地面辐合线并不是十分对应，它们分散的出现在925Hpa暖切附近的西南气流中。

1.2.3     降水環境条件分析

1.2.3.1     水汽条件

分析22日20：00上下层高空资料发现，700～925Hpa分别为6m/s、10m/s、4～6m/s的西南气流，都没有达到急流标准。

分析20：00、02：00、08：00水汽通量散度场，850Hpa和925Hpa都有大范围的强水汽辐合区在，且强度总体强于6.19暴雨，中间有减弱时段，然后又加强，同6.19暴雨，700Hpa的水汽辐合也比较弱。

1.2.3.2     动力条件

22日20：00850hpa和700hpa涡度场，娄底市均处于正涡度区中，且低层涡度较于19日晚明显更大。

从22日20时散度场看到，娄底市处于明显的水平辐合区，辐合强度较19日晚也明显更强。这使得22日晚的对流性降水较19日晚更明显。

1.2.3.3     热力条件

22日20：00娄底市K指数高达40，之后下降到35，23日08：00又上升到39左右，是一个先降后升的过程，恰好当日强降水的发生中间有间歇，两者表现较为一致。 分析22日20：00 850hpa假相当位温场，在黔湘交界处有一条能量峰区指向湘中，娄底市恰好位于高能脊顶，此后娄底市假相当位温一直维持在79～77左右，具备较高的能量条件。

1.2.4      卫星云图和雷达回波演变分析

1.2.4.1     卫星云图分析

从卫星云图上看，22日晚整个降水过程中强降水云团的产生总体上沿着925hpa切变发展方向生成，但并不连续，相邻的强降水云团也不一定是依次生成的，整个过程表现的非常分散;每个生成的降水云团降水都很强，而且移动缓慢，经过的区域很少重复，图11中，娄底市21：00东南角的云团在杏子站1h下了76.7 mm，占总降水量77%，05：00娄底市西部的细小云团，在游家站1h下了50.5mm的降水，占总降水量65%，1h极端降水特征非常明显。

1.2.4.2     雷达回波演变

从雷达回波上看，22日晚强降水过程中，降水回波常呈东西向分布，总体向北缓慢移动，1h内会明显减弱或消失，数小时之后才有新的降水回波经过原区域，大部分地区整个暴雨过程只有2块强降水回波经过。

从雷达图垂直剖面来看，22日晚50dbz以上的强降水回波可以扩展到6km及以上，对流发展旺盛，虽然经过同一区域的云团很少，但是几乎所有产生的强风暴都造成了强降水。

1.2.5      模式检验

1.2.5.1     风场检验

检验EC 20：00和08：00各层模式风场与实况不管是风向和风速上都基本一致。

1.2.5.2     降水量预报与实况对比

从面雨量上看，22日晚的降水量不及19日晚，不过湖南省还是出现了3个大暴雨中心，EC、GFS、T639对这次过程都有明显的漏报，T639虽然报出1个大暴雨中心但位置也有所偏差。

2     结论与讨论

通常预报员预报暴雨或大暴雨，会比较在意是否有低空急流的建立，但是这2次大暴雨过程虽然成因迥异，但是各层都没有低空急流，尤其是700hpa的水汽输送和水汽辐合都特别弱，其中19日晚还是4～6m/s的西北风，这说明这个时段暴雨及大暴雨天气的出现，低空急流并非必要条件，而且暴雨区并不是特别依赖700hpa的水汽输送，其水汽来主要来源可以是850Hpa及其以下。

19日晚的大暴雨过程由冷式切变线触发，虽然有着充足的能量条件，但其水汽条件一般，动力抬升作用也不是很强，绝大部分暴雨点的最大小时雨强只有20～30mm，极个别的40～50mm，但最终产生了大范围的暴雨到大暴雨，这完全是降水系统稳定少动，上下游降水云团反复经过同一区域造成的结果，说明列车效应可将总降水量放大2～3倍以上。

22日晚的大暴雨过程由暖式切变触发，有着与19日晚相近的能量条件，同样水汽条件一般，但是动力较好，最终发展起来的强对流风暴影响到了娄底市绝大部分地区，造成5个暴雨中心，1个大暴雨中心，最大小时雨强超过19日晚，这次过程动力条件和能量条件都较好，利于对流云团的产生，但是水汽条件较差，没有明显的水汽通道，不利于云团的维持发展及新云团的生成，强降水的产生完全是因为强对流云团小时雨强大且移动缓慢在原地停留时间较长导致，因而在水汽条件一般的情况下，慢的环境风场更利于极端降水的产生;从模式降水降水预报与实况对比可以看出，目前模式对于暖切附近的强对流降水预报能力还非常弱。

参考文献

[1]李崇银.大气中的季节内振荡[J].大气科学，1990，14（1）：325.

[2]马晓刚，李月安，李丽光，等.K指数和低空急流在暴雨过程中的预报特征分析[J] .安徽农业科学，2010，38（34）：19619-

19622.

[3]雷雨顺.能量天气学[M].北京：气象出版社，2008：92-93.