一次梅雨锋大暴雨过程的初步分析

钱宏超，马中元，何 文，苏俐敏，钟思奕，王立志

(1.江西省气象科学研究所，南昌 330046；2.宜春市气象局，宜春 336000；3.中国科学院大气物理研究所，北京 100029)

0 引言

江西省地处中国长江中下游地区，每年的6月中旬到7月上旬为江淮梅雨期，梅雨锋是主要的降水系统，可带来丰富水资源的同时也经常引发暴雨灾害，是江西省汛期的主要防御对象，其特点是尺度大、影响时间长、降雨量大，非常容易造成洪涝及各类次生衍生灾害。陶诗言[1，2]等研究表明，梅雨与大气环流形势的突变相联系。除了天气尺度的背景形势，暴雨的产生更是直接由各种中小尺度系统造成，天气尺度和中小尺度系统的相互作用是大暴雨产生的根本机制。尹洁[3]等对2010-06-19梅雨锋特大暴雨的研究指出，梅雨锋暴雨是由中α、中β和中γ等多种尺度组合造成。倪允琪[4]等研究给出了梅雨锋暴雨的多尺度物理模型，提出了梅雨锋上α中尺度和β中尺度天气系统的特征和配置关系。郑婧[5]等研究表明多尺度系统的协同作用和稳定维持，使西南急流异常强盛，暴雨区上空强垂直上升运动、高空强辐散、低空强辐合与中尺度系统的发展互相耦合，导致梅雨锋上出现大暴雨。苟阿宁[6]等研究则强调了列车效应在梅雨锋大暴雨中的重要作用，回波上的带状对流对强暴雨的产生十分关键。这些研究表明在梅雨锋上存在多种尺度组合的暴雨，江淮梅雨期出现的频繁暴雨过程也一直受到国内外气象学者的特别关注[7-13]。

文章将利用常规观测资料、Micaps形势场资料、FY4云图产品资料和雷达回波拼图产品资料对此次大暴雨过程展开初步分析，以期为今后梅雨锋暴雨的预报服务工作提供参考。

1 实况及灾情

从宜春市实况降雨来看：8日主降雨带位于宜春北部，9日略有南压，10日则以东部分散的强降水为特点。3 d累计宜春降水量均在100 mm以上，东部局部超过350 mm，降雨持续时间长，短时强降水明显，累积雨量大。

以高安站逐小时降雨量来看，降雨主要分为3个阶段：一是7日14：00～8日17：00；二是9日05：00～11：00；三是10日07：00～15：00。其中8日夜间和10日中午前后对流性最强，短时强降水明显，以20：00为日界，出现连续3 d大暴雨天气。逐小时平均降水量6.19 mm，逐小时最大降水量为10日13：00—14：00的45.7 mm。

根据灾情统计，宜春市7月6-11日，暴雨洪涝及伴随强对流天气共造成585，709人受灾，因雷击死亡1人，转移人口14，337人，直接经济损失达到6.27亿元。其中灾害最严重的是高安市，受灾人口265，339人，因雷击死亡1人，转移安置7375人，直接经济损失23，919万元，超过宜春总值的1/3。

2 天气形势演变分析

从7日08：00的中尺度分析场可以看出(图1a)，湖南西部有浅槽东移，整个赣北处于中低层切变的南侧，赣东北为急流的出口区，长江以北有冷空气南下，此时赣北处于850 hPa比湿大于15 g/kg的广阔显著湿区中，湿区的南侧中低层有明显的西南风大风速带，700 hPa为12～16 m/s，850 hPa为12～18 m/s，925 hPa为12～18 m/s，均达到急流的标准。至7日20：00，赣北依然处于南支槽前的位置，随着冷锋进一步南下，925 hPa切变南压至赣中北部，与南压的850 hPa急流出口区重叠，所以雨带随之南压至赣北一带，此时赣北850 hPa比湿为17 g/kg，500 hPa比湿为7 g/kg，表明整层水汽充沛，非常有利于大暴雨的发生发展，南昌对流有效位能CAPE为112.7 J/kg，比08：00减少了600 J/kg以上，说明能量释放的过程剧烈。

8日08：00(图1b)，随着一个短波槽东移和西南急流加强，南面的雨带略有东移北抬，在赣东北形成准静止锋，赣北850 hPa比湿为15 g/kg，南昌对流有效位能CAPE为509.6 J/kg，是个能量积累的过程。至8日20：00整个赣北一直处于槽后偏西北气流中，伴随着冷空气进一步南下，赣北九江处的雨带逐渐南压，途经宜春直到赣中的吉安，由于赣东北持续处于急流的出口区，所以此处雨带一直维持，江西全境比湿大于14 g/kg，南昌对流有效位能CAPE为586.2 J/kg。

图1 2020-07-07—2020-07-10T08：00天气系统配置中尺度分析(a)7日08：00；(b)8日08：00；(c)9日08：00；(d)10日08：00

9日08：00(图1c)，中低层切变东移南压至吉安、抚州、上饶一线，高空槽东移，槽线位于九江、吉安、赣州一线，宜春西部位于槽后切变的北侧，宜春东部位于槽前切变线的北侧，所以此时宜春强降水发生在东南部，赣北850 hPa比湿为14 g/kg，南昌对流有效位能CAPE为302.2 J/kg。9日20：00槽线位于湖南南部，赣南处于槽前，冷空气也南压至赣州，中低层切变略有东移南压，500 hPa赣北为偏北风，雨带南压至赣州，江西整体比湿大于15 g/kg，南昌对流有效位能CAPE为393 J/kg。

10日08：00(图1d)，长沙12 m/s的西南风与南昌2 m/s的东北风形成对吹，造成了宜春地区14 m/s的风速辐合，此时宜春东南部为冷暖交汇的准静止锋区，江西整体比湿大于15 g/kg，在午后又触发了强对流降雨的发生。

3 云图及MCS特征

从云图(-32 ℃过滤)演变来看，梅雨锋云系经历了缓慢南压的过程。07日08:00在东亚大槽底部切变线附近有3个MCS系统在急流出口加强合并，南支短波槽前有MCS东移，随后在12：00形成系统性的梅雨锋云系，梅雨锋上有多个MCC发展并有向急流汇合区的主体MCS靠拢的趋势。同时在梅雨锋云系主体南侧，有小块的中小尺度对流云系开始发展。由于副高压东退，短波槽也在东移过程中汇入大槽，因此西侧的MCC均向主体MCS合并，并在17:00左右形成云顶亮温最低、主体范围最大的MCS主体云团。主体MCS的少动造成降雨的持续，不断有MCC在主体中移动，造成局地发生短时强降水并形成列车效应，造成8日发生大暴雨。10日08：00梅雨锋位置偏南，但随着西南急流的脉动，MCS再度加强北抬，北抬过程较为缓慢，MCS的合并新生加强仍是造成宜春东部短时大暴雨天气的关键。

4 回波特征及地面中尺度辐合线

从选取的4个整体回波强度最强的时刻组合反射率CR产品来看(图2)，梅雨锋雨带回波是典型的絮状结构，大片的30 dBz以上的强降水区中有大量点状、块状或带状45 dBz以上的强回波中心，表明大片层云降雨云系中中尺度对流系统发展强盛。强回波剖面呈现明显的低质心结构，强回波区或回波带上有多个中尺度对流单体密集排列。带状回波的方向在7-9日以南压为主，与移动方向有一定夹角，其短时强降水强度中等，而10日14:00虽然带状回波规模较小，但与北抬移动方向一致，列车效应更加明显，造成高安更强的短时大暴雨。

图2 2020-07-07—2020-07-10雷达拼图组合反射率与垂直剖面特征

从对应图2时次地面瞬时风场分析(图3)，中尺度辐合线与强回波区有较好的对应关系，且在梅雨锋影响的时间里，江西中北部地区一直有地面中尺度辐合线存在。中尺度辐合线的维持是中小尺度系统发生发展的关键触发条件，配合低空急流的脉动发展，江淮切变线的南北摆动，高空南支低槽的东移等系统进行多尺度系统耦合作用，形成了此次连续大暴雨过程。

图3 2020-07-07—2020-07-10江西地面风场及中尺度辐合线特征

5 结束语

文章利用常规观测资料、Micaps形势场资料、FY4云图产品资料和雷达回波拼图产品资料等，对2020-07-08—2020-07-10日江西持续大暴雨过程进行了初步分析，主要结论如下：

1)此次大暴雨过程降雨持续时间长，累积雨量大，造成的灾害明显，是一次典型的梅雨锋暴雨天气过程。强降水存在明显的日变化，上午前后开始加强，并持续到下午，傍晚到第2日早上降水相对减弱；降水日变化与中低层西南急流白天加强、晚上减弱的日变化关系密切，中低层西南急流对大暴雨的发生发展起到非常重要的作用。

2)在天气形势上表现为地面梅雨锋和低层江淮切变线稳定，低空西南急流强盛且伴有一定脉动，湿度环境十分优越，多个南支短波槽东移触发槽前梅雨锋上对流系统发展造成连续大暴雨天气。

3)云图上表现为快速发展的MCS，南侧不断有MCC触发合并从而增强MCS，MCS移动演变过程中多次经过南昌附近，形成列车效应，造成连续大暴雨的发生。

4)强降水回波表现为大面积的30 dBz以上回波区域中镶嵌多个块状或带状且强度超过45 dBz强回波的絮状结构，在剖面上表现为低质心的多个中尺度对流单体密集排列，当单体排列方向与回波移动方向一致时，造成了50 mm/h以上的超强短时强降水。