2022年7月5日平和县暴雨过程分析

卓丽容，蔡艺友，林志斌，张凌艺，林晓隆

1.福建省平和县气象局，福建平和 363700；2.漳州市气象局，福建漳州 363000；3.福建省龙文区气象局，福建龙文 363005

暴雨是指降雨强度和降雨量相当大的雨。我国除个别地区外，统一规定24 h降水量≥50 mm的降雨称为暴雨。暴雨往往容易造成洪涝灾害和严重的水土流失，导致工程失事、堤防溃决和农作物被淹等，造成一定的人员伤亡和经济损失。

暴雨一直是我国广大气象工作者研究的热点。胡畔等[1]通过对中国气象灾情普查数据的分析，并结合小时降水数据、统计年鉴等资料，研究了1984—2007年间中国极端降水和暴雨洪涝灾情的时空分布特征以及影响因素，结果表明：极端降水在中国东南和中东部区域有显著增加的趋势。福建省位于中国东南沿海，强对流天气是福建的主要灾害性天气之一，一年四季均可发生。江清华等[2]基于自然灾害系统理论，选取灾情的主要指标：暴雨灾害频次、死亡人口和农田淹没面积，探讨了1950—2000年福建省暴雨灾害的灾情时空分布及趋势特征，结果表明：在气候变化（如台风）和人类活动（如快速城镇化）的双重影响下，福建面临越来越大的气象灾害风险，防灾减灾部门应给予密切关注。陈家金等[3]通过对福建省66个站近44年的历年降水资料分析，阐述暴雨、大暴雨、特大暴雨的时空分布特点及对农业生产的影响，结果表明：福建各类型暴雨主要发生在雨季和夏季，雨季为暴雨的第1高峰期，夏季为大暴雨和特大暴雨第1高峰期，暴雨的地理分布相对均衡，而大、特大暴雨的高发区在沿海地区，各类型暴雨以暴雨为主，但给农业生产造成严重损失的通常是大、特大暴雨。

暴雨危害大，一直受到气象工作者的重视，是气象部门科研研究以及各级气象台预报服务的工作重点。暴雨事件是多尺度天气系统和宏微观物理过程相互作用的结果，在全球大气科学研究领域是热点，也是难点。大气运动的混沌性决定了天气预报必然会有一定程度的误差。暴雨具有局地性、突发性和活动规律多变等特点，其形成机制迄今尚未被研究透彻[4-5]，在日常短期业务中，气象部门难以对其做出相对准确的预报，因此强对流天气监测和临近预报、预警已成为气象业务部门最为关心的问题。当前很多地方的暴雨预报准确率还难以满足地方政府部门决策和民众防灾需求，这就要求气象工作者加强研究暴雨发生发展的大气物理机制，提升暴雨预报准确率。

笔者以2022年7月5日发生在福建省漳州市平和县的一次暴雨过程为例，利用多种观测资料，从多个角度探析了本次暴雨天气过程的发生发展机理，加强对平和县暴雨天气成因的认知，期望进一步提高平和县的暴雨预报预测水平，为今后相似背景下强降水预报提供参考。

1 降水实况及特点

受台风“暹芭”外围环流和低空西南气流的共同影响，2022年7月5日平和县普降中到大雨，部分乡镇暴雨，局部大暴雨。据气象资料统计显示，4日20:00—5日20:00，24 h累 积 降 水量中，平和县有29个自动站雨量超过25 mm，其中18个自动站雨量超过50 mm，6个自动站雨量超过100 mm，以大溪镇灵通山135.9 mm为最大。此次暴雨过程的主要特点为强降水时段集中、夜雨特征明显、雨强大、局地性明显、南北差异大，降水时段主要集中在5日00:00～04:00（北京时间，下同），小时雨强以大溪镇灵通山的41 mm为最大，短时强降水区域主要集中在平和县南部。偏北气流入侵暖低压，随着低压逐渐北移，系统斜压性增强，中高纬西风槽不断有短波槽东移，有利于强对流天气的产生；700、850、925 hPa平和县均位于低压环流东南侧、暖式切变南侧的西南气流中，4日夜间—5日凌晨风速加大，且850 hPa风速增强为急流，低层风速大，西南气流源源不断地向平和输送水汽和能量，有利于强对流的发展和低压环流的维持；地面场上，平和县位于辐合带南侧，触发了强对流天气的发生。

2 环流背景形势场与影响系统的分析

从7月4日20:00和5日08:00 各层形势场来看（图略），7月5日平和县处于200 hPa大陆高压东侧气流辐散区域，高层抽吸作用有利于对流的发展；500 hPa副高略有西伸，平和县处于副高西北部边缘的暖湿不稳定区域，西风槽并入减弱后的“暹芭”低压环流系统，槽后

3 物理量要素场的诊断分析

3.1 水汽条件

强降水的发生通常要有较充沛的水汽源源不断地供应，而水汽通常由对流层底层提供，水汽不断通过低层输送到降水区，然后在降水区辐合，才能导致较强的降水，充分的水汽供应是产生暴雨的必要条件。从沿117.25°E的比湿剖面图（图1）中可以看出，平和县上空2022年7月4日20:00—5日8:00 850 hPa以下比湿q都达到了14 g/kg以上，湿层较为深厚，水汽充沛。从7月4日20:00～5日8:00 925 hPa的水汽通量场和水汽通量散度场来看（图略），平和县的水汽通量大于20 g/(s·hPa·cm)，位属水汽通量大值区，且存在较明显的水汽辐合，源源不断的水汽输送和水汽的辐合有利于短时强降水的发生以及维持。

图1 沿117.25°E的比湿剖面图

3.2 动力条件

从沿117.25°E垂直速度剖面图中可 以 看 出（图2），7月4日20:00—5日8:00，平和县上空从低层到高层都有上升运动，5日2:00上升运动最为明显，8:00上升运动较弱，表明强降水时段主要集中在5日2:00左右，白天降水趋于减弱，高层上升运动大于低层上升运动，即高层对低层有抽吸作用，使低层上升运动得以维持，为暴雨的产生提供了动力条件。

图2 沿117.25°E的垂直速度剖面图

3.3 不稳定条件

大气不稳定是产生暴雨的条件之一。K指数可以反映大气的层结稳定情况，K指数越大，层结越不稳定；沙氏指数SI可以用来判断大气稳定度，SI＜0表示大气不稳定，负值越大，不稳定程度也越大。选取距离最近的厦门探空资料（平和县无探空资料）作为参考，从2022年7月4日20:00和5日8:00厦门站的T-logP图（图略）来看，2个时次的T-logP图均为细长型，且850 hPa的低层风速都达到了12 m/s以上，850 hPa以下的相对湿度也都≥80%，湿层深厚；抬升凝结高度（LCL）和自由对流高度（CCL）都较低，有利于对流云的生成和发展。4日20:00厦门站K指数达到36.9℃，沙式指数SI低至-0.13℃，CAPE值为1 521 J/kg，说明4日20:00闽南上空层结不稳定，热力条件较好，有利于短时强降水的产生；5日8:00厦门站K指数为31.9℃，沙式指数SI为0.05℃，均没有4日20:00的热力条件好，降水也主要集中在夜间，白天降水趋于减弱。

假相当位温是表征温度、气压、湿度的一个综合物理量，假相当位温越大，表明大气状态越不稳定，通常暴雨发生在假相当位温大值区或是等值线较密集区[6]。从850 hPa 假相当位温的分布看（图略），7月4日20:00假相当位温大值区在闽浙交界处及其附近，平和县处于假相当位温等值线较密集区，假相当位温在78℃以上，5日8:00平和县假相当位温在76℃以上，表明平和县上空大气较不稳定，有利于对流云团的发展，从而导致地面暴雨的发生。

4 雷达资料分析

从2022年7月4—5日的雷达回波图（图略）中可以看出，2022年7月4日23:48强回波出现在平和县大溪镇南部，随后在一致的西南风气流引导下，雷达回波东北传特征明显。雷达回波持续经过平和南部地区，直到7月5日3:48才趋于减弱，列车效应明显，导致平和的南部地区出现了持续较高效率的降水。

从雷达回波的剖面图可以看出（图3），反射率因子基本都在45～50 dBz，局地达到了50～55 dBz，回波的质心较低，低于5 km，最强回波中心在2.5 km左右，属于暖云降水，降水效率高。

图3 雷达回波剖面图

从2022年7月5日1:00 925 hPa的风廓线雷达水平风图可以看出（图略），漳州市南部风速较大，中部风速较小，存在风速辐合和偏南风与西南风的风向辐合，平和县正好位于辐合线附近，风向风速的辐合触发了此次强对流天气的发生；且850 hPa左右的风速达到了14 m/s左右，西南急流源源不断地向平和输送水汽和能量并推动雷达回波向东北方向移动，形成列车效应，造成平和县南部累积雨量较大。

5 结论

（1）此次暴雨过程是在台风“暹芭”外围环流、副高西北侧边缘不稳定区域以及风的辐合等多个条件的共同影响下产生的。低层西南急流源源不断输送水汽，上升运动的维持和大气层结的不稳定，是暴雨发展的重要因素。

（2）从环境物理量场分析可以看出，4日夜间—5日凌晨平和处于不稳定能量加强阶段，特别是850 hPa西南气流的加强，有利于平和强对流发展，出现短时强降水等强对流天气。

（3）雷达回波的移向在短临预报中对降水的落区具有一定的指示意义，气象部门在短临预报业务中需加强对雷达资料的应用。