江西省2018年4月12日大暴雨过程水汽条件分析

钟思奕 袁冬关 李倩 郭水连

摘要：利用气象再分析资料、常规气象观测资料等，对2018年4月12日江西省出现的大暴雨天气过程中的水汽输送情况进行分析。结果表明，此次过程是暖区降水转为锋面降水，水汽主要来自于南海，通过西南气流输送;强降水的发生不仅要求暴雨区有较强水汽通量，而且暴雨区也必须是强水汽通量辐合区，暴雨中心位于水汽通量大值中心及水汽通量辐合中心，短时强降水出现的地区位于水汽通量的水平梯度最大处;此次暴雨850hpa12g/kg、925hpa14g/kg等比湿线对强降水的发生和结束具有很好的指示意义，且低层的指示时间优先于高层;强降水的发生、加强、减弱和消亡与水汽的局地变化联系紧密，可降水量的大小主要取决于水平水汽通量辐合的情况，水汽输送带的演变直接影响到暴雨发展过程。

关键词：暴雨;水汽输送;江西

中图分类号：P458 文献标识码：A DOI编号：10.14025/j.cnki.jlny.2019.15.076

2018年4月12日至14日，江西省出现了一次中北部大范围的大暴雨天气过程，其中13日08时～14日08时有52个县（市）出现暴雨，26个县（市）出现大暴雨，24h最大降水量为213.8mm。暴雨是我国常见、多发的重大灾害性天气，由其引发的泥石流、洪涝等自然灾害时有发生，造成国家社会经济和人民生命财产的损失都非常巨大，因此暴雨的预报与研究受到了高度重视。大气中充足的水汽是形成暴雨的必要条件之一。我国南方、北方暴雨的水汽通道不同，北方暴雨的水汽主要是由西南急流、偏东急流或二者共同作用完成的，南方暴雨的水汽主要是由低空急流或高风速带输送。肖安等对2012年4月江西一次大暴雨过程的水汽输送进行分析，并用WRF数值模式对过程水汽输送条件进行中尺度数值模拟，指出此次暴雨过程的水汽主要来自南海地区。当整层水汽输送值较小时，水汽输送主要集中在中低层，但当整层水汽输送值较大时，水汽输送的高度高度超过500hPa高度层。吴凡等分析了2014年5月江西一次暴雨过程的水汽输送特征，得出来自西南、东南和东北方向的气流在我国南方上空辐合，辐合中心值高达300×10⁶kg/s，且辐合趋于纬向型;单磊等对一次台风远距离暴雨水汽条件及输送过程进行了研究，表明产生暴雨的水汽来自黄海上空，水汽输送高度主要在700 hPa以下，强降水发生时水汽净流入较大，而降水发生前和降水结束后均呈现净流出。

本文在了解此次特大暴雨各尺度基本特征的基础上，对影响此次强降水过程的主要水汽输送特征进行定性分析，以期加深对此次大暴雨过程发生机制的认知。

1暴雨过程概况

2018年4月12日08时～14日08时，受高空低槽，中低层切变和强盛西南急流影响，江西省出现了一次中北部大范围的大暴雨天气过程，其中，13日08时～14日08时先后有52个县（市）出现暴雨，26个县（市）出现大暴雨，24h最大降水量为213.8mm，最大降水强度为上饶市鄱阳县古县渡站点53mm/h、110.93mm/3h。暴雨过程中有142个测站降水量达到lOOmm以上。另外，上饶、南昌、鹰潭三市有11个站点3 h雨量超过70 mm。

这次暴雨过程的独特性主要表现在：以对流性降水为主;强暴雨区空间范围大，覆盖江西中北部区域;经过了暖切转冷切的过程。

2环流形势分析

这是一次暖区降水转为锋面降水的暴雨天气过程，500hpa形势场上中低纬地区短波槽东移，中低层存在暖湿的强盛西南急流。700hpa形势图上强度达到16-18m/s的西南急流在江西境内维持近24小时。850hpa形势图上12日白天切变位于长江流域，随着西南急流加強，切变北抬，13日白天受冷空气南下影响，偏北风力加大，切变南压，13日晚彻底转为冷切控制，切变在暴雨过程中始终维持，上游赣南风速始终维持在14～18m/s，下游赣东北风速始终维持在8m/s，这种强风速辐合是造成江西省中北部大范围暴雨天气的重要原因之一。925hpa高度上存在强超低空急流，这种强超低空急流一方面为暴雨提供了充足的水汽条件，另一方面有利于暴雨区不稳定层结的建立和触发。江西省处于地面倒槽中，13日02～14时锋面位于赣北。13日20时850hpa与500hpa温差，以南昌站为例，达到27～C，从12日20时南昌站tlogp图上看出整层大气处于水汽饱和状态，s1值为-1.56，K值为38。14日白天锋面迅速南压，雨势减小，暴雨天气过程结束。如图1给出了700hpa、850hpa、925hpa地面形势图。

3水汽输送的大尺度分析

3.1水汽来源

水汽通量能反映水汽路径及大小，从图2可以看出，12-13目的水汽供应主要是南海水汽输送带，经华南地区影响江西。

3.2比湿

由12日08时、12日20时、13日08时、13日20时850hpa、925hpa比湿分布（图略）可以看出，12日暖区降水与13日锋面降水过程中江西地区850hpa比湿始终为12g/kg以上，925hpa比湿始终为14g/kg以上，大值区基本覆盖赣南北部、赣中和赣北地区。比湿最大值接近江西省出现暴雨的比湿阈值。对比分析暴雨区比湿与逐时降水。结果表明，此次暴雨850hpal2g/kg、925hpal4g/kg等比湿线对强降水的发生和结束具有很好的指示意义，且低层的指示时间优先较高层。例如，12日08：00江西省处于lOg/kg与12g/kg等比湿线之间，到12日20：00增加至13g/kg，强降水开始;13目08：00～20：0012g/kg等比湿线一直覆盖江西省，赣中北部降水增强;14日08：00比湿减小至8～lOg/kg，而925hpa的等比湿线变化则先于850hpa，江西境内13日20：00等比湿线已经由14g/kg降至12g/kg，14日08：00比湿减小至8～9g/kg，与850hpa相当。

3.3水汽通量

始终有一条强盛的水汽通量大值区在整个降水期间，经两广和贵州一直延伸到湖南、江西两省，西南气流强盛，水汽通量大值区域沿西南气流呈东北一西南向分布，为此次暴雨过程提供了充足的水汽供应。

12日08时～20时，水汽通量大值区位于华南地区（图2a、2b），夜间随着西南急流加强，13日08时切变北抬，水汽通量大值区往东北向移动（图2c），13日白天由于北方冷空气南下，在冷暖空气交汇的切变区域也有较大的水汽输送，偏北风力加大，切变南压，转为锋面降水。13日20时，水汽通量大值区在江西境内（图2d）。且13日08：00～20：00，水汽通量等值线在赣北有一个明显加密的过程，即梯度增加，暴雨降水集中区时次在13日14-17时，暴雨过程中3小时雨量最强的两个站点均出现在该时次，分别为110.9mm与84.2mm，且最强降水落区为南昌、上饶、鹰潭，这与水汽通量梯度最大处相吻合，水汽输送带的演变直接影响到暴雨发展过程。14日08时江西境内水汽通量迅速减小为4g/（cm·hPa·s）（图2e）。对比500hpa水汽通量2g/（cm·h Pa·s），是明显的上千下湿层结。

3.4水汽通量散度

4月12日08：00，在贵州、湖南、湖北、陕西存在较大值中心，图略。此时江西省西部处于水汽聚集区，没有水汽通量散度的大值区，与降水实况对比可知，接下来的6h湖南中北部、湖北、陕西、河南南部一带出现了大范围的中等强度降水，湘东与赣西交界处局部有短时强降水，其他地区均无明显降水相符合。12日20：00与13日08：00水汽通量散度大值中心在不断发展并逐渐南压，12日20：00南压至湖北、湖南交界处，在湖南、湖北、江西北部建立一个水汽通量散度大值区，13日08：00大值中心继续南压至湖南境内。12日晚江西中北部开始出现大范围降水。13日20：00，北方冷空气南下，冷暖空气对峙，水汽通量散度大值带由西南一东北走向转为东一西走向，江西省处于水汽积聚中心和水汽通量散度的大值区。对应降水实况，13日14：00到17：00在赣北和赣中北部出现了过程最大雨強，大范围的短时强降水，落区位置与水汽通量散度非常吻合。13日20：00，在江西、湖南、贵州有一条东北、西南向的水汽通量散度大值带，如图2（d）所示，为江西暴雨的持续提供了充足的水汽供应。到14日08时，水汽通量散度大值区已经减弱，水汽积聚消散，对比实况，雨自北向南逐渐停止。

4结论

此次过程是暖区降水转为锋面降水的大暴雨天气过程，此次降水时水汽主要来自于南海，通过西南气流输送。

从实况分析可知，此次暴雨过程是由两次强降水天气过程组成：一次是12日暖切中的暴雨;一次是13日冷空气南下，暖切转冷切造成大范围暴雨。

强降水的发生不仅要求暴雨区有较强水汽通量，而且暴雨区也必须是强水汽通量辐合区，暴雨中心位于水汽通量大值中心及水汽通量辐合中心，短时强降水出现的地区位于水汽通量的水平梯度最大处。

此次暴雨850hpal2g/kg、925hpal4g/kg等比湿线对强降水的发生和结束具有很好的指示意义，且低层的指示时间优先于高层。

强降水的发生、加强、减弱和消亡与水汽的局地变化联系紧密，可降水量的大小主要取决于水平水汽通量辐合的情况，水汽输送带的演变直接影响到暴雨发展过程。