2021年2次初夏强降水过程对比分析

吴君涛 魏杰平

摘要 利用常规观测资料、卫星观测资料和雷达资料，对孝感市2021年5月10日和5月14—15日2次强对流天气进行对比诊断分析，并结合预报服务情况进行简要回顾，旨在提高暴雨预报预警水平，提高防灾减灾能力。结果表明：2次过程前期的环流背景均有利于能量累积，同时高空槽线、中底层西南急流和切变线的存在也有助于不稳定能量的触发，形成强降水过程。但是，10日强对流天气局地性更强，强对流天气以大风为主，雨带落区有明显向北移动的轨迹;14—15日强对流天气以短时强降水为主，在雷达回波上出现了明显的列车效应，形成14日夜间持续性的强降水过程。

关键词 暴雨过程;环流形势;动力条件;对流云团;对比

中图分类号：P426.62 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）10–0042–03

近年来，我国极端降水、干旱、高温等异常天气事件频发，孝感市位于湖北中东部，暴雨是孝感市主要灾害性天气之一。在全球变暖的背景下，极端气候事件频繁发生，暴雨造成的灾害性损失也越来越重。孝感市暴雨、大暴雨主要集中在梅雨期（6—7月），但是春末夏初的暴雨过程与农业生产的关系更加紧密。孝感气象站自1957年建站以来，多年1—5月平均降水量437 mm，历史上<300 mm和>600 mm的年份均有7年，降水量最少的是2011年175 mm，最多的是1993年727.3 mm。降水量过多或过少均会对春末夏初农业生产造成不利影响，在这种情况下，春末夏初的强降水必然会引起社会公众的特别关注[1-4]。

1 天气实况

2021年5月10日，受中低层切变线影响，孝感市出现一次较强降水过程，大部地区风力较大，同时伴有雷电、短时强降水等强对流天气。全市大部分地区出现7～8级大风，局部出现9～10级的阵风，极大风速25.9 m/s（10级），15：42出现在双峰山景区。全市自动气象站累计雨量有6站暴雨，最大过程累计降水量为孝昌双峰山景区站63.2 mm，最大小时雨强出现在孝南西河站53.2 mm（10日15：00～16：00），强降水中心位于孝感市东部，主要出现在14：00～17：00。

5月14—15日，受高空槽东移和中低层切变线共同影响，孝感市出现一次较强降水过程，大部分地区大到暴雨，局地大暴雨，并伴有雷电、大风、短时强降水等强对流天气。最强降水时段出现在14日夜间。全市自动气象站累计雨量有40站大暴雨，66站大雨，最大过程累计降水量为孝感站168.6 mm，小时雨强56 mm（05：00～06：00），导致孝感市城区严重积水，最大小时雨强出现在郑家河站71.7 mm（14日22：00～23：00），强降水主要时段发生在14日20：00～15日08：00。在此次强降水过程中，孝感累计受灾人口86 269人。紧急避险11人，紧急转移安置24人，其中集中安置11人，分散安置13人，需紧急救助3人，需过渡性救助3人;农作物受灾面积4 709 hm2，成灾面积1 713 hm2，绝收面积117 hm2;倒塌房屋8户18间，严重损房15户29间，一般损房24户32间;直接经济损失3 321万元，其中农业损失2 493万元，工贸损失5万元，基础设施损失361万元，公共服务损失65万元，家庭财产损失357万元，其他损失40万元。

2 成因分析

2.1 环流形势与影响系统

有研究分析夏季极端降水事件指出，极端降水事件与副热带高压异常密切相关。在500 hPa形势场图上（图1），10日08：00中纬度地区有明显的阶梯槽向东移动，同时重庆西部有气旋性环流生成东移，高纬度地区以西偏北气流为主，副高边缘在华南沿海一带对孝感没有明显影响。此时，孝感上空受西南风控制，有明显的暖平流促进能量的累积。14日20：00中纬度至低纬度地区南支槽东移，槽底暖平流使其加深发展。副高较14日略有北抬，使西南气流变得更为强劲。孝感受西南气流控制，同时位于暖脊顶部，较强的暖平流使孝感的水汽、能量累积变得更强。

在850 hPa形势场图（图2）上，10日08：00重慶西部的西南涡位置较高层稍稍向东偏移，东侧配合有切变线引导西南涡向东移动，孝感受其影响。同时，该西南涡前侧有一个明显的暖中心，暖中心位置较切变线偏北，两相结合引导西南涡向东偏北的方向移动。另外，华南至华中一带有西南急流输送水汽和能量，至孝感有一定的风速切变。不稳定能量的累积和后侧的西南涡沿切变东移为强对流的触发提供条件。14日20：00西南涡中心在重庆南侧，但切变线和引导气流较10日偏北，因此该西南涡仍然向东偏北方向移动。华南至华中一带的西南急流明显强于10日，孝感位于急流出口处附近，风速达16 m/s左右，更强的水汽能量输送也给孝感带来了更强的能量累积和更好的触发条件，使得14日比10日更易产生短时强降水。

2.2 变高

从10日08：00和14日20：00 850 hPa变高图（图3）上对比可以看出，2个时次上孝感均受到负变高的控制，变高中心均在孝感以西的位置。从强度上看，10日08：00达到-4.6 gpm，强于14日20：00，更强的变高也能体现出10日受到雷暴大风的影响。另外，10日08：00河套地区有一正变高中心迅速向南移动发展，它切断了孝感与负变高中心的联系，也使得降水过程很快趋于结束。14日20：00的正变高中心在河套西侧呈东北西南向，它向东南移动时，也使得孝感在较长时间内受到负变高的控制，降水过程时间延长，累计降水量更大。

2.3 对流有效位能

5月10日08：00湖北中东部地区对流有效位能在600～900之间，孝感大部分地区在900以上，局部达到1 200以上。白天气流明显上升，有助于对流有效位能的累积和增加。此时，850 hPa温度为6℃，温度露点差在14℃左右，整体湿度条件一般。经过午后强对流天气的能量释放后，孝感的对流有效位能降至0左右，仅北部在300以下，降水天气基本结束。

5月14日20：00湖北中東部地区对流有效位能在1 200以上，部分地区在2 100以上，孝感大部分地区也达到了1 200，局部1 500以上。同时，850 hPa温度为17℃，温度露点差仅有3℃左右，中低层具有较好的湿度条件。经过夜间强降水过程，15日08：00孝感对流有效位能仍在300左右，降水天气趋于结束。

对比2次过程，14—15日具有更强的对流有效位能、更好的湿度条件，以及更长时间的维持和缓慢的释放过程。因此，此次过程表现为长时间的强降水，局部有大风雷电的强对流天气。10日虽然也有较强的能量累积，但整体湿度条件偏弱，能量释放较快，因此主要表现为大风，伴有雷电强降水的强对流天气。

3 结论

（1）通过对环流形式分析表明，2次过程有相似的环流形式，但是5月14—15日的副高更强，使得此次过程有更强的急流输送水汽。同时，西南涡也更强，影响范围也更广，两相叠加使得此次过程持续时间更长，从而产生更大范围的降水。

（2）通过对2次过程局地的变高、变温分析表明，短时间内更为强烈的变高和变温容易形成较强的对流性天气，但持续时间较短，而持续性的能量补充才能形成持续时间较长的大范围降水。

（3）短期的热力不稳定与对流不稳定触发机制易产生局地性较强的强对流天气，但持续时间更长的系统产生的列车效应，更易形成持续时间长和影响范围广的降水天气过程。

参考文献

[1] 陈怀亮，张红卫，薛昌颖.中国极端天气事件与农业气象服务[J].气象与环境科学，2010，33（3）：67-77.

[2] 胡顺起，曹张驰，刘婷婷.华北地区极端干旱事件的变化特征[J].气象与环境科学，2017，40（4）：121-125.

[3] 张照玺，胡彩虹，李世豪，等.黄河流域1961—2010年极端气温指数的时空变化特征[J].气象与环境科学，2015，38（2）：48-53.

[4] 韩雪云，赵丽，张倩，等.西北干旱区极端高温时空变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2019，13（4）：17-23.

责任编辑：黄艳飞

Comparative Analysis of Two Heavy Precipitation Processes in Early Summer in 2021

WU Jun-tao et al（Xiaogan Meteorol-ogical Bureau， Xiaogan， Hubei 432300）

Abstract Based on conventional obser-vation data， satellite observation data and radar data， two severe convective weather events in Xiaogan city on May 10 and May 14-15， 2021 were compared and analyzed. The results show that the circulation background in the early stage of the two processes was conducive to the energy accumulation， and the existence of upper trough line， mid-bottom southwest jet and shear line also contributes to the triggering of unstable energy and the formation of heavy precipitation process. However， the severe convective weather on October 10 was more localized， with strong winds as the main feature， and the rain belt moved northward obviously. From 14th to 15th， the severe convective weather was mainly short-time heavy precipitation， and obvious train effect appeared on radar echo， forming a continuous heavy precipitation process on the night of 14th.

Key words Heavy rain process; Circulation situation; Dynamic conditions; Convective cloud clusters; Comparative