长沙6月22日暴雨天气探空资料分析及应对措施

摘 要：采用6月22日07：00长沙站及邻近探空数据、天气图、雷达图等分析资料，对暴雨天气进行分析，得出结论：（1）07：00探空受到降水的影响，气压降幅最大为132 hPa，升速最小为188 m/min，最多降低223 m/min。（2）07：00近地面至286 hPa湿度保持在100%，露温差为0，厚度达10 km，外部环境输送了大量水汽至长沙地区，具有良好的、持久的降水条件。（3）07：00存在地面东北风经875 hPa东南风最终至795 hPa西南风的高低风向切变，且风速在500 hPa以下基本小于10 m/s，保持水汽维持在长沙。（4）07：00探空过程是在500 hPa高空槽前、700 hPa切变南侧、850 hPa低涡切变共同影响下进行的。降水量02：00～13：00累计102 mm，达到大暴雨级别。探空前，结合地面降水量、雷达回波图判断充气量，保证业务质量。

关键词：暴雨；探空；L波段雷达

中图分类号：P458.121.1 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）08–0-03

暴雨是一种常见的气象灾害天气，具有持续时间长、影响范围广、突发性强等特点，易导致城市内涝、山体滑坡、泥石流等，对农业生产、交通运输、生命财产等造成严重危害[1-4]。在业务上，若探空观测遇到降雨，常在雨势开始减弱时施放气球，若遭遇持续暴雨时，则无法判断雨势减弱的时间，从而影响正常释放气球，对降雨强度估计得不充分，会导致气球动力不足、无法突破降雨层、达不到500 hPa，导致重新放球、观测质量降低[5-6]。长沙站2023年6月22日02：00～13：00

出现暴雨，致使07：00的探空观测在暴雨区展开。采用07：00及邻近2次探空观测资料，配合天气系统、雷达图等进行对比分析，找出暴雨对探空观测的影响，为气象服务、科学研究等提供一定的信息保障。

1 资料来源与分析方法

采用的数据来自长沙国家基本气象站的地面观测资料、长沙高空探测站的L波段雷达探空资料，气象系统图与雷达资料来自长沙市气象台。探空仪采用上海长望气象科技股份有限公司的GTS14型数字式探空仪。探空资料在数据处理软件上采用1 min等时间、标准等压面2种方式处理。

2 结果与分析

2.1 探空基本资料

由图1a观察到2次19：00的气压在起始3 min内无明显偏差，随着观测时间的延长，直至32 min时才出现略小偏差，这表明，探空观测并未受到天气形势的显著影响。22日07：00气压在2 min内呈较均匀的下降趋势，无明显偏差，随后缓慢脱离正常趋势，显著降低，气压偏差不断扩大，在19 min降幅最大、为

132 hPa，再缓慢降至与19：00平行。显然07：00探空受到明显的降水作用影响，但终止气压小于500 hPa，符合探空业务规范，无须重新放球。

由于气压变化范围较大、偏差较小不明显，对探空升速进行分析。21日19：00探空初始升速323 m/min，波动幅度较小，随观测时间增长逐渐增长，最大升速为371 m/min。翌日07：00初始升速280 m/min，随时间增长先呈阶梯式下降趋势，07：06降至233 m/min，再在07：13降至188 m/min，持续18 min，然后在07：00大幅升高至411 m/min，显然此时已冲出降雨层，至终止观测呈波浪式变化。

22日19：00初始升速314 m/min，在19：03小幅降至282 m/min，维持至19：05后呈阶梯式上涨。显然07：00探空初始升速受降水影响降低约38 m/min，在降雨层最大降低223 m/min；若探空气球充气量不足，无法克服降水的重量、穿不过降水下沉层，导致重新探测，业务质量下降。

由图1b可知，21日19：00湿度在地面至889、761、598～348 hPa均大于90%，仅在921、550～482 hPa处为100%，属于下干上湿，具有较好的水汽条件，有利于湿度输送。翌日07：00湿度从近地面至286 hPa保持在100%，再随气压降低呈均匀下降趋势，此时湿度层厚度达10 km，属于下湿上干，明显外部环境输送了大量水汽至长沙地区，有利于持续降水；22日19：00湿度在923～776 hPa稳定在100 %，随气压降低仅在694、647、526 hPa保持在100%，仍具有继续降雨的趋势但降水量不及07：00。

露点温度差的趋势图和湿度规律相似，21日19：00露温差为0的气压范围最小，不具备立刻降水条件，需要外地输送水汽；22日07：00露温差从近地面至286 hPa均为0，具有良好、持久的降水条件；而19：00露温差仅在923～776 hPa内，降水条件明显变弱。

在图1c风向中，21日19：00风向在近地面为南风，随高度升高，先转至890 hPa东北风，再经825 hPa东风、793 hPa东南风、761 hPa南风，最后至730 hPa后维持在西南风，出现明显的切变线，具有预示降水的作用；翌日07：00从地面东北风转至875 hPa东南风，最后回归至795 hPa西南风，是明显的高低风向切变，且此时正值降雨，预示降雨持续进行；22日19：00从地面北风先转至892 hPa东风，再转至836 hPa南风，最后转至806 hPa西风，由于水汽减少，降雨量明显减小。

在图1d风速中，21日19：00地面风速仅为1.1 m/s，

且随高度升高，风速变化呈波浪式升高至700 hPa的10.6 m/s，一直维持至256 hPa，最后持续升高，为降水输送水汽；翌日07：00风速仅在960～902 hPa内大于8.5 m/s，但近地面、875～712 hPa小于7 m/s，相对较小，再随高度升高持续升高至10 m/s左右，保持水汽在长沙站附近持续降雨；22日19：00风速在500 hPa以下，最大为6.8 m/s，输送水汽量有限且明显降低，导致降水量下降。

2.2 天气系统分析

由图2可知，500 hPa高空槽自21日20：00至翌日08：00一直停滞在重庆—四川贵州交界区域，向东缓慢移动，使水汽不断向长沙地区移动，能印证图1b湿度层高达10 km；700 hPa低涡位于重庆—贵州交界处、500 hPa高空槽前，其切变位于湖南北部与湖北交界地带，长沙位于该切变南侧；850 hPa低涡中心位于湖南中部，其东段切变呈东西向，一直延伸至江西鄱阳湖区域，长沙位于该低涡移动右前侧，有利于持续降水；

700 hPa急流位于广西—广东、指向江西，850 hPa急流位于湖南南部区域，与低涡中心距离较远、影响有限，导致低涡缓慢移动，切变线影响时间长，有利于降水持续。表明07：00探空过程受到500 hPa高空槽、700 hPa切变线、850 hPa低涡切变的共同影响。

黑色实线为500 hPa海平面气压场，棕色实线为500 hPa槽线，风向杆为850 hPa风场，棕色双实线为700 hPa切变线，红色双实线为850 hPa切变线，棕色箭头为700 hPa急流，红色箭头为850 hPa急流

2.3 雷达回波

在图3的雷达回波中，除了宁乡西部，长沙地区均处在降雨区域。探空气球在升空19 min内均处于积雨云内，先向西飞行，再略向北飞行，最后向东北飞行。结合轨迹图，本站附近雷达回波30 dBz，向西飞行后回波强度升高至35 dBz，造成升速降低，后遇到回波

45 dBz，升速继续降低。表明在探空动力气球充气前，可根据雷达回波强度判定充气量多少，保证探空观测不受天气情况的影响。

2.4 长沙站降水强度及影响

在长沙站降水强度中（图5），21日19：00探空观测前仅有少量间歇性降水1.5 mm，观测过程中无降水，造成图1d中仅有地面、674 hPa内湿度为100%。22日07：00探空观测前，从02：00起至观测时持续性降水75.3 mm，观测过程中降水14.0 mm。结合图3雷达回波、图4探空球轨迹，探空过程在降雨区进行，湿度100%持续至200 hPa，堆积了大量水汽，具备持续降雨条件，同时造成探空初始升速持续下降，直至冲出降雨层。22日19：00探空观测中仅有0.1 mm的降水，可忽略降水的影响。22日02：00～13：00持续降水，最大分钟雨量1.2 mm，总共102 mm，为大暴雨。

3 暴雨天气探空应对措施

为了减轻暴雨天气对探空观测的不利影响，建议采取以下措施：第一，提高对暴雨预报的警惕性。积极关注预报降水天气变化趋势，判断探空观测时段是否遇到降水、降水强度如何，挖掘气球升速受影响的变化趋势。第二，提高暴雨应急能力。遇到暴雨时，在探空气球充气前关注地面站降水情况、降水持续时间、1 min最大降水量，结合天气雷达等先进设备预判充气量，保证业务正常、有序开展。放球时，尽量选择雨势减小时施放气球；若暴雨持续较长无法判断雨势时，尽量多充氢气。放球后，关注探空仪探测情况能否冲过500 hPa。

4 结论

采用6月22日07：00长沙站及邻近探空数据与对应的天气图、雷达图等进行对比，得出以下结论：

（1）22日07：00探空受到明显的降水影响，气压降幅最大为132 hPa，升速最小为188 m/min，升速初始降幅约38 m/min、在空中最多降低223 m/min，终止气压小于500 hPa，符合探空业务规范。22日07：00近地面至286 hPa湿度保持在100%、露温差为0，厚度达

10 km，属于下湿上干，外部环境输送了大量水汽至长沙地区，具有良好的、持久的降水条件。22日07：00从地面东北风转至875 hPa东南风，最后回归至795 hPa西南风，是明显的高低风向切变，且此时正值降雨，预示降雨持续进行；其风速仅在960～902 hPa内大于8.5 m/s，但近地面、875～712 hPa小于7 m/s，随后持续升高至10 m/s左右，保持水汽持续输送至在长沙。

（2）22日07：00探空过程是在500 hPa高空槽前、700 hPa切变南侧、850 hPa低涡切变共同作用下进行的。整个探空过程在积雨云和降雨区展开，致使探空升速降低。22日02：00～13：00持续降水，最大分钟雨量1.2 mm，降水量累计102 mm，达到大暴雨级别。

（3）暴雨天气观测时，结合地面降水量、天气雷达图判断氢气充气量，保障业务质量。

参考文献

[1] 张秀娟.暴雨的危害及其防御对策探讨[J].农业灾害研究， 2021，11（6）：125-126.

[2] 熊德方，孙淑清，彭京备，等.2020年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究[J].大气科学，2023，47（4）：1007-1023.

[3] 蒙军，徐良军，王冉熙，等.安顺市一次局地大暴雨天气漏报原因分析[J].气象科技进展，2023，13（3）：41-51.

[4] 杨林泉，杨群.2010—2021年铜仁市暴雨分布特征分析[J].农业灾害研究，2023，13（8）：211-213，226.

[5] 刘清芳，乔玉新.特殊天气高空探测应对方法与技巧[J].气象水文海洋仪器，2017，34（1）：34-36.

[6] 赵浩阳，刘芬，夏明，等.长沙站一次雷雨天气探空资料分析[J].内蒙古科技与经济，2024（1）：113-116.