副热带高压控制下三清山两次局地对流的分析

范从文

摘 要：副热带高压内部通常是晴朗多云的天气，但在特殊地形或天气条件下局部也会出现降水。本文分析了2017年两次副高控制下的三清山局地对流，结果发现，局地对流发生前，中低层水汽和不稳定能量已经较强，在三清山特殊地形的热力和抬升作用后发展迅速，形成较明显的短时降水。从雷达回波可以发现，雷达回波形状与三清山地形完全相符，而且发展迅速，回波强度大，造成短时较强降水。

关键词：副热带高压;局地对流;地形

中图分类号：P426.6 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）19-0156-03

Abstract： The subtropical high is usually sunny and cloudy in the interior， but precipitation may also occur locally under special topography or weather conditions. This paper analyzed the local convection in Sanqingshan under the control of two subtropical high in 2017. It is found that before the local convection occurs， the middle and lower layers of water vapor and unstable energy are already strong， and they develop rapidly after the heat and uplift of the special terrain of Sanqing Mountain， forming a relatively short-term precipitation. From the radar echo， it can be found that the shape of the radar echo is completely consistent with the Sanqingshan terrain， and it develops rapidly， and the echo intensity is large， resulting in short-term strong precipitation.

Keywords： subtropical high;local convection;topography

传统气候观点认为，副热带高压（以下简称“副高”）控制区特别是副高中心区域应该为一致的下沉气流，人们以此来解释副高控制区常见的少云晴热天气现象[1]。根据老预报员的经验，副高中心都是很稳定的区域，人们很难预报到局地强降水。实际上，副高控制下也会产生大雨甚至暴雨天气。本文分析了2017年7月12日和7月14日三清山迅速发展起来的局地对流过程。12日19：00引浆村1h降水23.6mm，14日三清山西北侧引浆村1h降水9.7mm。产生此次局地对流的天气类型少见，预报难度大。本文试分析导致三清山局地对流迅速发展的原因，为今后的预报提供一定的参考依据。

1 副高控制下的天气形势分析

1.1 形势场分析

在7月12日的局地对流过程中，11日588线位于湖南东部，12日副高明显加强，延伸至河南—云南一带，如图1所示，副高中心592线就在三清山南部，三清山位于590线内，并持续加强。中低层及地面三清山均由西南气流控制，无明显的辐合。

在7月14日的局地对流过程中上饶市由副高控制，三清山由590线控制，天气形势稳定。中低层及地面上，三清山均由弱西南气流控制。

两次过程均由副高控制，中低层无明显影响系統，天气形势较好，无明显不同。

1.2 湿度场分析

在7月12日的局地对流过程中，14：00三清宫地面空气湿度小于60%，18：00湿度急剧增加至93%，同时浆水村湿度也急剧增加至92%，20：00已达到99%。7月14日过程中，14：00三清宫空气湿度约60%，18：00湿度急剧增加至96，并且在三清山形成明显的大值湿度中心，20：00已达到99%，湿度中心扩大至三清山北部。两次过程中，三清山湿度在对流发生前均有一个急剧增加的过程，而三清山周边的湿度却远远低于80%。从湿度配合来分析，高层500hPa以上湿度较小，低层湿度在对流发展前明显增加，从午后到傍晚逐渐达到近饱和状态，上干下湿的湿度环境条件造成了三清山局地性的对流天气。

1.3 稳定度分析

根据有关气象资料，7月12日20：00整层湿度并不大，沙氏指数达到-4.41℃，[K]指数达到43℃，指示大气层有较强的不稳定性。而7月14日20：00整层湿度也不大，沙氏指数达到-0.31℃，[K]指数达到32℃，表明大气层也有较强的不稳定性。两次过程中，从沙氏指数和[K]指数可以指示大气层有较强的不稳定性。

从形势场分析可以看出，三清山受副高控制，高层湿度也不大，中低层湿度也是在局地对流发展前1～2h才急剧增加，最终超过90，所以有弱降水很正常，可是实况是对流发展迅速，有明显的区域性。所以本文着重从雷达回波的发展和减弱角度，分析三清山地形对局地对流的作用。

2 地形对局地对流的作用

2.1 三清山主要地形

三清山位于江西省上饶市玉山县和德兴市境内，地理坐标为东经117°58′20″～118°08′28″，北纬28°48′22″～29°00′45″，面积为229.5km2。三清山地处怀玉山脉腹地，地形是东、南、西三面陡峻，北面稍缓，如图2所示。从山脚至山顶，水平距离5km，海拔由200m陡增至1 816m，地势高差很大。主峰玉京峰海拔为1 816.9m，其是怀玉山脉的最高峰。三清山地处中亚热带，东距东海约340km，故受海洋性气候影响，属中亚热带季风气候类型，兼具山地气候特征。中尺度对流系统导致的雷暴和短时强降水发生时，西太平洋副热带高压异常强盛，控制了中国东南部大部分地区[2]。三清山地形复杂多样，有着独特的区域环流特征，尤其是受怀玉峰山脉陡峭复杂的地形影响，中小尺度天气系统活跃，天气变化极具地方特色。

2.2 地形的热力作用

受太阳辐射的直接加热作用影响，山区地表的温度直减率小于周边自由大气。例如，三清宫（1 533m）与山下引浆村（437m）高度相差1 096m。关于两次过程的平均气温，两个站点相差-4.8℃。若以大气温度直减率0.6℃/100m计算，同高度自由大气温度是-6.6℃，则三清宫和引浆村两点的水平温差为1.8℃。显然，山上相对于同高度周围大气来说是热源，这种温差有利于形成局地热力环流，即山区为上升运动，四周为下沉气流，而上升空气可以触发对流发展。热量这种不均匀分布也影响大气稳定度，使不稳定能量增加。热力抬升作用比系统性上升作用要弱，只能形成强度不大的局地性降水，而且时间短，平均降水量不大。下垫面的热力差异使三清山山区的局地热对流发展起来。

2.3 地形的抬升作用

气流遇到山脉被迫抬升，使得气流的上升作用增强，从而触发不稳定能量的释放，形成对流天气。同时，地形的抬升也有助于将底层的水汽集中向上输送，使水汽辐合层增厚，产生阵性弱降水。由于特殊的山脉地形作用，三清山南侧多为东北西南向的气流，不容易形成迎风坡气流。而三清山西北侧呈喇叭口地形，经常遇到西北向的迎风坡气流，故三清山西北侧的局地对流较容易发展起来。

3 雷达资料分析

在7月12日的局地对流过程中，17：48三清山西北侧有回波明显生成与发展，同时根据图2可以看出，雷达回波的生成与三清山地形刚好相同。由风向可以看出，西北侧有明显的地形辐合。当西北气流遇到三清山山体时，迎风坡地形的强迫抬升使得垂直气流增强，形成对流单体。对流单体由于山脉阻挡在山坡前维持，并且山前多个单体逐渐向山体靠近;同时，降水蒸发冷却与摩擦拖曳产生的下沉气流紧贴迎风坡地表下泄（由三清宫和引浆村东南气流可以看出），与西北气流对冲辐合引起对流区域由山坡向山前扩展，引起对流发展。在18：00，对流云团发展迅速，强度增大至60dBz，并且移速缓慢，长时间停留在三清山西北侧迎风坡，维持少动。此时，沿三清山最强回拨中心作剖面，人们可以发现回波生长高度达18km，大于40dBz的回波中心也伸展到13km，表示云层非常深厚。在19：00，回波减弱，降水明显减弱，此次局地对流减弱并逐渐消失。7月12日三个时次的雷达图如图3所示。

在7月14日的局地对流过程中，16：12，回波也在三清山西北侧发展，由引浆村和三清宫风向看出，地形引起的弱风速辐合开始生成。回波在17：18时明显增加到60dBz，同时回波单体分成两块，其一在怀玉峰附近，另外一块回波维持在三清山。此时沿三清山最强回拨中心作剖面，人们可以发现回波生长高度达19km，云层很深厚。在17：36之后，回波迅速减弱，三清山局地对流结束。7月14日三个时次的雷达图如图4所示。

两次局地对流过程都是在三清山的西北侧发展起来的，发展期间，山脚引浆村为西北气流，而山腰的三清宫站点为东南气流，由于地形作用，山体西北侧形成弱的风速辐合。在局地对流发展最强时，从回波中心的剖面可以发现，对流云发展高度较高，云层发展深厚，对流较强。局地对流回波形状与三清山地形完全相符，并且两次局地对流发展迅速，回波强度大，位置少动，但是持续时间较短，只形成短时较強降水。

4 结论

在副高控制下，三清山天气形势较好，高层湿度较低，而中低层湿度从午后到傍晚逐渐达到近饱和状态，在对流发生前急剧增加，而且大气不稳定性较强，比较容易形成局地对流天气。在三清山特殊地形的热力和抬升作用下，局地对流发展迅速，形成较大的短时降水。从雷达回波可以发现，三清山局地降水有发展迅速、回波强度大、位置少动、持续时间较短等特点，而且雷达回波形状与三清山地形形状完全相符，通常都是从三清山西北侧发展起来的，迎风坡形成弱的地形风速辐合。

参考文献：

[1]严红梅，黄艳.金华地区一次副热带高压控制下强对流天气过程诊断分析[J].大气科学研究与应用，2013（1）：125-131.

[2]李强，王中，白莹莹，等.一次区域性大暴雨过程中尺度诊断分析[J].气象科技，2011（4）：435-441.