2020年7月9日闽北强降水过程分析

王涵彧，林晶晶

（1.南平市气象局，福建 南平 353000；2.光泽县气象局，福建 光泽 354100）

暴雨是南平市（简称闽北）最常见的灾害性天气之一，尤其是在武夷山脉附近的暴雨，具有突发性、局地性、强度强、易成灾等特点[1]，容易造成人员伤亡和经济损失。因此，加强对暴雨特别是短历时暴雨的预报能力对保障人民群众的生产生活很有必要。近年来，许多学者和预报员对闽北暴雨进行研究，统计表明对南平市暴雨有利的水汽条件是水汽通量、水汽通量散度、比湿、相对湿度等4个物理量，并且都集中在700 hPa及以下层次；而高层辐散及低层辐合有利于垂直上升运动，最能反应南平市暴雨的上升运动层是500 hPa，有利于南平市出现暴雨的K指数都要在35℃以上,特别是6月都要在37℃以上[2]。

本文利用常规气象观测资料、区域自动站资料、多普勒天气雷达资料、欧洲中心数值预报资料，对2020年7月9日发生在南平市中北部的一次强降水天气过程进行分析。

1 实况概述

1.1 天气实况

2020年7月8日20时—9日20时，南平市中北部县市普降暴雨或大暴雨，少数乡镇特大暴雨。其中，单日最大降水为光泽县止马镇降水373.4 mm，光泽城区降水231.4 mm（单日降水量历史第3位），主要的降水时段发生在9日06时—20时，1 h最大降水量为止马镇93.2 mm，出现在9日10时。本次强降水天气过程对农林业、基础设施、房屋企业等均有不同程度的损毁，对经济社会和人民群众财产带来严重的不利影响。

1.2 对流系统演变过程

分析9日05时开始的福建雷达组合反射率拼图（图1），显示在5时左右有带状降水回波位于武夷山脉附近并向南发展，此后长时间维持在闽北地区。回波结构紧密，移动缓慢，在南压的过程中仍不断发展生成新的降水回波，导致雨带始终维持在武夷山脉南侧，小时雨强大、持续时间长，造成持续性的强降水。直到20时后回波南压至福建省中部并逐渐减弱，闽北降水才逐渐停止。

2 环流形势分析

2.1 环流背景分析

大尺度的环流背景能够提供中尺度对流系统发生的触发条件，也能为中尺度系统的维持提供能量，对于一次强降水天气过程，首先需要分析其大尺度的环流背景[3]。7月8日20时，闽北地区在在500 hPa上处于西太平洋副热带高压北侧和高空槽后偏西气流控制，在低层700 hPa和850 hPa上处于低涡切变南侧西南急流控制，在地面处于静止锋南侧。500 hPa高空槽在700 hPa和850 hPa切变前侧，具有前倾槽的结构，有利于对流性降水的发生发展；地面锋面、850 hPa切变和700 hPa切变三者的位置相当接近，都位于浙江西北部到江西中北部，在静止锋前可形成对流雨。同时在江西中部到福建西北部的武夷山脉附近有风速辐合，有利于对流性降水的形成与维持。从温度场看，850 hPa的暖脊与急流轴走向一致，说明在闽北地区存在明显的暖平流，有利于不稳定能量的输送，形成降水。到9日08时，低涡切变南压并靠近武夷山脉，700 hPa切变位于850 hPa切变前，850 hPa切变又在地面静止锋前，是典型的前倾槽结构，导致对流降水进一步增强。

2.2 垂直探空分析

分析8日20时和9日08时邵武探空图可知，8日20时邵武探空的K=39.2℃，SI=-0.9℃，T85=22.7℃，存在一定的不稳定能量，同时湿层深厚，水汽条件好，有利于产生对流性降水。以500 hPa高度为界，500 hPa以上为偏北气流且风向随高度逆转，500 hPa以下为偏南气流且风向随高度顺转，意味着500 hPa以上的中高层有冷平流，以下的低层有暖平流；在9日08时的邵武探空层结曲线上表现得更加明显，500 hPa处的层结有明显的逆温，意味着中高层有冷空气南下，但是低层仍处于较强且暖的西南急流控制中，上冷下暖的不稳定结构加剧了对流的发展。同时由于冷暖气流势均力敌，静止锋和低涡切变移动缓慢，使得雨带长时间维持在闽北地区，直到9日20时之后西南急流减弱，雨带才南压至福建中部，闽北降水减弱。

2.3 物理量条件分析

分析8日20时和9日08时200 hPa和850 hPa的散度场（图3）可知，在闽北地区200 hPa上2个时次均为强烈的辐散场，对其下层的大气有明显的抽吸作用，可加剧该地的上升运动，增强对流。850 hPa在8日20时尚处于辐散与辐合交界处，随后在9日08时转为完全的辐合场，与实况的8日夜里已经开始降水，9日凌晨降水加强相对应。高层的强辐散中心和低层的强辐合中心相对应，促进了气流的上升运动，使得闽北地区对流强烈发展，也是本次降水小时雨强大的一个重要原因。8日20时和9日08时850 hPa在闽北地区的比湿都在14 g/kg以上，水汽条件充沛，有利于对流性降水的形成，同时2个时次的850 hPa水汽通量散度场在闽北地区均为辐合，保障了水汽的供应，使得降水能够长久维持。

图3 8日20时和9日08时散度场Fig.3 The divergence field at 20:00 on the 8th and 08:00 on the 9th

3 主观预报与反思

对比7月7日20时和7月8日20时起报的欧洲中心模式单站时间剖面（见图4）。2张剖面图都预报出9日500 hPa以下为西南急流，500 hPa以上为偏北气流，具有前倾槽结构，通常认为夏季的前倾槽结构有利于产生对流性降水。此外，在中层500~600 hPa有明显的温度脊，通常温度脊对降水有抑制作用，但如果能量足够强盛突破抑制，反而能使降水加强。因此在7日20时起报时，已经可以预报出9日闽北地区将出现强降水，但从当时的剖面图分析，9日中低层还有较强的抑制作用，因此预报的降水量级仅为暴雨，局地大暴雨。到了8日20时起报时，从剖面图上可以明显看出，在9日模式预报已经订正为从低到高一致的上升运动，预报的降水量级也随即上调为大暴雨，局地特大暴雨，小时雨强50~80 mm。此时的预报结论与后续出现的降水实况已经很接近了，只是最终部分乡镇站点的降水量和小时雨强还是超出了预报范围，所以后续利用预警信号和短时强天气报告等手段作为补充，及时跟踪预报，有效减少损失。

图4 7月7日20时和7月8日20时起报的欧洲中心模式单站时间剖面Fig.4 The singlestation timeprofile of eurocenter mode reported from 20:00 on July 7 and 20:00 on July 8

4 结语

通过对形势场、探空图、物理量场及剖面图的综合分析，可以得出结论：7月9日闽北地区强降水是前倾槽、静止锋、高层辐散低层辐合、高层冷平流低层暖平流等动力和热力条件共同作用的结果。多种有利条件在闽北地区叠加，使得此次对流性降水进一步增强，造成了此次降水量级大、强度强、维持久。在事前的预报中，预报员通过剖面图所示的前倾槽和暖脊等条件已经预报出此次降水可达暴雨以上量级，但由于模式对上升运动预报偏弱，使得预报量级仍比实际量级偏小。特别是夏季的对流性降水形成原因复杂且发展迅速，仅凭模式预报及预报员主观经验订正容易造成偏差，仍需依靠预警信号和短时强天气报告等手段作为补充，才能保证更好的预报服务效果。