郑卡妮,马中元,陈鲍发
(1.江西省气象科学研究所,南昌 330046;2.乐平市气象局,乐平 333300;3.景德镇市气象局,景德镇 333000)
汛期大暴雨是造成大范围洪涝灾害的元凶,也是气象部门一年之中最重要的预警预报任务[1-3]。2020年6-7月,江西发生了多次大暴雨天气,尤其是7月上旬,多地暴雨强度超历史同期数值。通过分析大暴雨产生原因,提出预报着眼点,能够更好地为开展大暴雨的预报服务工作总结经验与教训。
部分学者对江西大暴雨进行了研究,并取得了一定成果,这些成果为文章提供了理论依据和参考依据[4-6]。
文章使用江西气象站数据和MICAPS卫星云图等资料,对2020年6-7月江西大暴雨过程的降水特点和云图特征进行分析,为江西大暴雨天气的预警预报与服务提供分析依据。
根据国家有关规定,暴雨过程分为3个等级标准:1)降水量≥50 mm且<100 mm为暴雨;2)降水量≥100 mm且<250 mm为大暴雨;3)降水量≥250 mm为特大暴雨。结合业务实际,江西大暴雨过程定义为:1)24 h江西境内出现≥3站降水量在100~249.9 mm,称为降水;2)出现≥1站大暴雨且周围出现≥3站降水量在55~99.9 mm,称为1次大暴雨过程;3)连续2 d或以上天数出现大暴雨过程称为连续性大暴雨过程;4)大暴雨站数≥5站且<10站为较强大暴雨过程,大暴雨站数≥10站且<20站为特强大暴雨过程,大暴雨站数≥20站为罕见大暴雨过程。
统计数据分析表明:2020年6-7月江西出现15次大暴雨日,有3次没有达到大暴雨过程标准,将其剔除;剔除后共有12次大暴雨过程,大暴雨选取的时段为:08:00-次日08:00(北京时)。
在12次大暴雨过程中,2020年7月上旬是江西汛期大暴雨最为集中的时段,其中7月2-3日连续2 d出现大暴雨过程,为连续性大暴雨过程;7月7-10日连续4 d出现大暴雨过程,且7月7日、8日、9日的大暴雨站数分别达18站、24站、19站,即为罕见的连续大暴雨过程。
江西大暴雨过程均伴有7级以上大风,这可能与强降水的拖曳作用有关。其中有7次大暴雨过程伴有8级大风,大暴雨过程的大风强度很少达到9级或以上。
暴雨的形成依赖于降水强度与持续时间,而大范围的暴雨过程在云图上主要表现为:带状云系、絮团状云系和絮带状云系3种形式。带状云系即在云图上多个暴雨云团紧密排列成对流云带,云带的长宽比达3∶1或以上;絮带状云系即多个暴雨云团呈絮状分布,但整体排列成带状;絮团状云系即有多个暴雨云团呈絮状分布,或多个暴雨云团结合成一个尺度较大的、覆盖范围较广的团状暴雨云系。根据暴雨云团的形态分布特征,对2020年6-7月江西汛期12次大暴雨过程的云图特征进行分类分析(表1)。文章从每类中列举1次代表个例进行分析。
表1 2020年6-7月江西汛期大暴雨过程云图分类统计
2020-07-02是一次典型的带状云系大暴雨个例(图1)。20:00,从黄海经浙北、赣北至湖南有明显的降水云系,云系的东北方向呈明显的与锋面系统相关的“盾”状云系分布特征,赣北至湖南有多个对流云团排列成带状;21:00,带上对流云团进一步发展,灰黑色上冲云顶面积增大,强度增强,江西中北部有3个对流云团旺盛发展,云顶达灰色,且有一定面积;22:00,江西、湖南的对流云团继续发展,面积进一步扩大,强对流云团的边界逐渐靠近,带状云系特征更加明显;23:00,对流云团进一步连成一线,在湖南至江西中部、上饶南部形成东西向的带状云系,云系上有多个对流云团紧密排列成一线。
图1 2020-07-02带状云系红外卫星云图:(a)20:00;(b)21:00;(c)22:00;(d)23:00
带状云系即在云图上多个暴雨云团紧密排列成一个对流云带,云带的长度较宽度的比例大,暴雨云团沿对流云带自东向西移动,由于受锋面、切变线、地面辐合线等辐合系统稳定维持影响,云带的位置相对固定,导致暴雨云团反复经过一地,造成对流云带上出现大范围的大暴雨。
2020-07-07是一次典型的絮带状云系大暴雨个例(图2)。20:00,湖南西北部、江西中北部、浙江大部至东海有多个絮状对流云发展,呈东西向排列,在湖南与江西交界处对流云团发展最为旺盛;21:00,湖南西北部的对流云团发展,湘赣交界的强对流云团稳定少动,江西境内自西向东有多个灰黑的上冲云顶点,表明有多个强对流系统东移;22:00-23:00,湖南西北部的对流云团与湘赣交界的对流云团之间出现小块对流,湘赣交界的对流云团略向东移,其江西中部的对流发展旺盛,灰黑色上冲云顶面积扩大,降水强度达到顶峰。此时,从湖南至江西到东海有一个明显东西向排列的云系,云系上有多个絮状对流云团,云系的宽度很宽,总体呈带状分布,为絮带状云系。
图2 2020-07-07絮带状云系红外卫星云图:(a)20:00;(b)21:00;(c)22:00;(d)23:00
絮带状云系与带状云系相似的是云系均呈带状分布,但絮带状云系宽度更宽,云系内的对流云团之间排列松散,不如带状云系紧密;絮带状云系长期稳定维持,多个暴雨云团不断发展导致大暴雨。
2020-07-09是1次典型的絮团状云系大暴雨个例(图3)。18:00,在湖南东南部、江西中南部、福建与广东大部有一个范围较大的团状云系,云系呈椭圆形分布,云系内有多个絮状对流上冲云顶;19:00,团状云系内江西中部对流发展,黑色上冲云顶面积明显增大,云系北部边界清晰,呈弧状分布,而东部、南部边界模糊,表明在江西中部强对流发展旺盛;20:00-21:00,该絮团状云系稳定维持,江西中南部对流云顶仍呈灰黑色,即对流仍发展旺盛,同时粤北、闽西也出现灰色对流云顶,表明强暴雨略有东移、南压趋势。
图3 2020-07-09絮团状云系红外卫星云图:(a)18:00;(b)19:00;(c)21:00;(d)22:00
絮团状云系多与中低层的低涡系统相关,表现为覆盖范围与尺度较大的对流云团或多个絮状云团组合而成。云团内有多个絮状上冲云顶,稳定少动,暴雨在一定范围内持续产生,或缓慢东移南压,造成云系内大暴雨或特大暴雨的产生。
文章统计分析了2020年6-7月江西的大暴雨过程,并对大暴雨过程的云图特征进行了总结。
江西汛期大暴雨是每年汛期预警预报最重要的预报对象,需要根据多种资料综合分析才能取得较准确的分析依据,卫星云图特征对监测大暴雨过程提供直观、清晰和可靠的依据,配合其他资料的应用,对提高江西汛期大暴雨的监测水平十分有利。