2021年6月3-4日广西强降雨成因及模式预报性能分析

赵林 欧晔 潘田凤

摘要：利用常规天气资料和柳州雷达产品，通过对2021年6月3-4日广西强降雨天气过程进行分析，得到此次强降雨天气过程是由高空槽、低空切变线、地面冷锋等系统共同作用下形成的，具有影响时间长，累计雨量大，局地强度强等特点，属于较为典型的锋面暴雨过程。数值模式预报产品对此次过程时间段预报较准确，但预报落区出现一定的偏差，在一定程度上考验着预报员的主观订正能力。对2021年6月3-4日强降雨过程的天气发生机理、数值预报模式表现情况进行总结分析，有助于今后提高对此类天气的分析研判能力。

关键词：广西;强降雨;数值预报;性能

引言

对于华南地区，暴雨已成为最为常见的一种灾害性天气，尽管目前已经取得不少研究成果，对其气候特点和天气系统也进行了许多较为深入的分析，揭示出一些重要事实，弄清了一些科学问题，使人们对强降雨形成的物理机制有了一定的认识。然而，随着近年来气候发展变化，加上人为因素影响，强降水天气的发生发展出现与以往过程不同的特点。因此在新的气候背景下，有必要对近年来的强降水天气再作进一步分析研究。本文通过对2021年6月的一次大范围强降雨天气入手，希望能从中分析出一些强降雨天气发生时环流背景及数值预报模式性能特征，为今后预报此类天气提供有价值的思路。

1天气实况

受高空槽、切变线、冷空气共同影响，6月3-4日，广西出现强降雨并伴有短时雷暴大风等强对流天气过程（图1）。本次强降雨过程具有如下特点：一是强降雨区范围广。强降雨主要集中出現在桂中到桂南，分布在贺州、梧州、来宾、贵港、南宁、崇左等市。二是累计雨量大。据统计，6月3日08时至4日08时，贺州、梧州、贵港、南宁4市7个县（区）15个乡镇累计雨量超过100毫米，最大雨量出现在平南思界128.5毫米。三是局地强度强。最大1小时雨量高达88.6毫米（贵港思界官塘）。

2  天气形势配置分析

2.1 500hPa与850hPa形势特征

中高层天气形势上500hPa高度6月2日20时（图2）东亚大陆中高纬呈两槽一脊型，两槽分别位于乌拉尔山和蒙古，高压脊位于贝加尔湖一带，西太副高势力相对较强，副高脊线稳定在18°N附近，588线一直控制在广西中部附近，东北冷涡缓慢东移，引导华北冷槽加深东移，川西高原不断分裂短波槽东移南下影响华南地区，广西中北部正好处在短波槽东移影响之下，850hPa（图3）广西大部为低空急流区，广西北部为低空急流左侧，有利于中低层暖湿空气辐合抬升，200hPa南亚高压呈现出带状型分布（图略），广西上空位于南亚高压分流辐散区，高层的辐散流出形成强有力的抽吸作用，提供了有利的动力抬升条件。3日08时500hPa副高稳定维持，东北冷涡继续缓慢东移，华北冷槽加深东移，华北槽后西北气流十分强盛，冷空气开始大举南下影响我国中东部地区，南方500hPa上空气流仍维持多波动态势，四川盆地一带有高原小槽发展东移，华南短波槽开始加深发展，850hPa广西低空急流进一步加强，大部探空站风速达到12m/s以上，桂林站超过20m/s，露点温度显示水汽十分充足，温度露点差上看水汽接近饱和。3日20时，500hPa副高略有南落，588线退到大陆海岸线附近，南海热带气旋在南海东部海面上活动，大陆中高纬处仍然呈现出两槽一脊型式，但环流纬向型逐渐向经向型转变，表明中高层环流发展已经达到最盛时期，即将出现大的调整。南方地区高原槽和南支小槽发展也达到最盛时期，广西中北部地区仍然处在副高边缘控制之下，850hPa低空切变线明显南压，切变线从西部进入广西，到达广西北部一带，广西地区水汽条件进一步增强，温度露点差都在4度以下。4日08时，东北冷涡引导华北槽迅速东移，槽后盛行强盛的偏西北气流，广西上空的南支小槽也明显减弱，500hPa上空为偏西北气流控制，副高明显减弱，脊线南落到16°N以南，850hPa切变线南压至沿海地区。在触发条件出现后，低层和地面能量得到释放，高空环流的调整使得500hPa有利的抬升运动条件不复存在，降雨明显减弱，过程结束。

2.2 地面形势特征

从2日20时开始，地面开始呈现西高东低形势，地面低压在四川西部一带发展，暖低压槽建立，并向云南东部到贵州一带伸展，地面冷锋前锋到达河套地区，此次冷空气过程主要影响我国的东部地区;3日08时，地面冷高压中心位于川北，冷锋前锋到达湖南中部，广西大部地区仍处在锋前暖区;3日20时，伴随着冷高压中心向南扩张，冷空气主体大举南下，地面冷锋迅速南下进入广西，前锋压到广西中南部地区，广西地区斜压性加强;4日08时，广西受冷高压控制。

2.3 中尺度特征分析

通过中尺度分析（图略）发现，从2日夜间开始，500hPa副高控制桂南，副高北面有小波动东移，配合700hPa小槽及850hPa切变线在桂西北一带活动，我区大部受西南气流影响，温度脊从云南伸向桂西北，大部地区有强不稳定能量，有一定干层。3日08时，500hPa副高控制桂南，副高北面有小波动影响桂北，850hPa、925hPa切变位于桂中，地面锋面南压到广西中部，广西中南部处于高温高湿区，湿层深厚，能量和水汽充足，桂南、桂东等地CAPE值变大，K指数、SI指数表明，强对流天气有利于在桂中、桂南一带发展。3日20时，锋面和切变线继续南下影响广西中南部。4日08时，广西为槽后西北气流控制，850hPa和925hPa切变线已出海，低层为偏北气流。广西大部能量低，湿层厚，垂直风切弱，垂直温差小，层结稳定。

3  对流参数特征分析

3.1 温度对数压力图特征

（图5）资料显示3日20时，广西西南部（南宁作为代表站）湿层深厚，丰富的水汽层达300hPa高度，有利于强降水发生，其强对流特征不明显，广西东南部（梧州作为代表站）也具备较好的水汽条件，湿层厚度达到500hPa，且在400hPa高度附近存在干区，总体上有利于一定强度的降水产生，且具备一定强对流发生的条件。

3.2 重要参量特征

（图略）3日08时能量指标南宁站CAPE值达到1281.8，K指数38.4，SI指数-1.77，沙瓦特指数SWEAT达到342.3，对流抑制能量CIN为108.5，梧州站CAPE值62.1，K指数36.5，SI指数-1.09，沙瓦特指数SWEAT达到377.3，对流抑制能量CIN为0。但到了3日20时，广西南部能量条件迅速增强，能量指标南宁站CAPE值达到2933.6，K指数46.5，SI指数-5.19，沙瓦特指数SWEAT 302，对流抑制能量CIN为42.4，梧州站CAPE值3799.4，K指数42.4，SI指数-5.02，沙瓦特指数SWEAT300，对流抑制能量CIN为41.4。

各项指标的变化表明，3日08时到20时，位于锋前暖区的桂中到桂南一带地区的能量得到明显的补充和增强，层结不稳定性极大的增加，从湿度条件上看，08时的南宁和梧州的湿层只存在于中低层2公里以下，到20时，南宁和梧州的湿层迅速增厚，特别是南宁的湿层厚度达到9公里高度，具备明显的强降雨特征，因此在锋面到达桂中和桂南之前，广西中南部的水汽和能量条件得到了明显的改善，出现了明显的跃升，为广西中部和南部的强降水发生提供了有利的水汽和能量条件。

4、云图分析

3日14时广西大部云量较少，但湖南到广西东北部一带降雨云团开始发展;3日16时，在湖南发展的强降雨云系尾部向广西北部扩展延伸，广西中部也出现多个孤立对流云团开始发展加强;3日下午强降雨云团迅速发展，面积范围明显扩大形成大片的降雨云系，到了3日20时，强降雨云系几乎覆盖整个广西，并且不断有新生云团生成发展代替逐渐消散的云团，使得强降雨云系在广西上空长时间维持，4日06时以后，整个强降雨云系才逐渐南压沿海，迅速减弱消失。

5  雷达回波分析

雷达回波主要发展时段是在3日下午到夜间，从回波形态上看，3日下午15时到18时，桂西北的回波伴随着锋面南下而发展，在桂中暖区一带也有较强回波发展，虽然雷达回波比较分散，但局地性强，出现局地较强回波造成强的降水效率，3日20时开始，回波的组织性明显加强，回波呈现出东北-西南走向的回波形态，明显属于锋面造成的降水回波，并且与锋面配合得很好。3日23时回波继续向南移动，影响广西南部地区。

6  数值预报产品预报性能分析

图8  6月2日08时起报的各家数值预报模式3日08时到4日08时2雨量预报对比图（左上：欧洲中心  中上：GRAPES_3KM  右上：GRAPES_GFS 左下：GRAPES_MESO 中下：华南区域模式-HR 右下：华南区域模式-LR）

结合3日08时到4日08时广西雨量统计图不难看出，这次锋面暴雨过程显然欧洲中心和华南区域模式-HR表现明显优于其他数值预报模式产品，虽然其他数值预报模式产品大部分也报出了一次降雨过程，但在降级和落区上明显与实况相差较远，尤其是华南区域数值预报模式-HR预报落区更为准确，强降雨的量级、暴雨区的落区与实况更为接近。

7  結论

（1）此次2021年6月份影响广西的强降雨天气过程，具有降雨范围广，累计雨量大，局地强度强等特点，属于较为典型的锋面暴雨过程。

（2）此次强降雨天气主要由高空槽、低空切变和地面锋面共同作用所导致，具有锋面暴雨发生的典型背景特征：华北槽加深东移，引导华南短波槽、切变线南下，配合地面锋面南下。加上广西高温高湿，具备较好的能量条件，且广西中部到南部深厚的湿层，是形成强降雨的重要成因。

（3）对此次过程各家数值预报模式进行性能评估，发现欧洲中心和华南区域模式表现较好，能较准确把握降雨量级和暴雨落区。

参考文献：

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[2]韦春霞.2005年6月广西降水分布和大气环流分析[J].贵州气象，2006，30（增刊），27～28.

[3]欧徽宁，黄远盼，周渭等.2017年6月一次连续暴雨不同阶段对比分析[J].气象研究与应用，2017，38（3），49～52，60.

作者简介：赵林（1985—），男，汉族，学历学位：学士本科，职称：高级工程师，单位：来宾市气象局，研究方向：天气预报。