2020年7月7日南昌市强降水过程漏报分析

摘 要：【目的】对2020年7月7日南昌市各级主观预报和客观预报均出现漏报的一次大范围强降水过程进行分析，查明此次过程产生的原因。【方法】利用各类气象资料和数值预报产品等资料对此次过程的环流背景、不稳定条件、水汽条件、动力条件等进行分析和检验。【结果】此次强降水过程是发生在副高北抬转南落过程中，槽后的偏北气流与副高北侧强盛西南暖湿气流对峙的天气背景下的一次强降水天气过程。强盛西南暖湿气流提供了丰富的水汽，近地面层冷空气的楔入及能量锋区南压配合中高空高能区形成不稳定层结提供了动力条件和大量的不稳定能量。【结论】数值预报没有预报出7月7日副高由北抬转为南退转折，对槽后偏北气流南压的强度、速度和南压的位置的预报存在较大的偏差，同时数值预报降水产品指导性不强，是导致此次强降水过程漏报的主要原因。

关键词：强降水；诊断分析；检验评估

中图分类号：P457" " " 文献标志码：A" " "文章编号：1003-5168（2025）02-0101-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.02.020

Abstract：[Purposes] This paper aims to analyze the large-scale heavy rain process that was missed by all levels of subjective and objective forecasts in Nanchang City on July 7， 2020， and understand the causes of this process. [Methods] The circulation background， unstable conditions， water vapor conditions and dynamic conditions of the process were analyzed and tested by using various meteorological data and numerical forecast products. [Findings] This heavy precipitation process occurred in the process of the subtropical high lifting to the north and falling to the south. The northerly air flow behind the trough confronted the strong southwest warm and humid air flow to the north of the subtropical high. The strong southwest warm and humid air flow provided rich water vapor. The wedging of cold air near the surface layer and the formation of unstable stratification between the southern pressure of the energy front and the high energy region in the middle and high altitude provide dynamic conditions and a large amount of unstable energy. [Conclusions] The numerical forecast failed to predict the turning point of the subtropical high from north to south on July 7， and there were large deviations in the forecast of the strength and velocity of the southerly pressure of the northerly airflow behind the trough and the position of the southerly pressure， as well as the poor guidance of the numerical forecast precipitation products， which were the main reasons for the missing report of the heavy precipitation process.

Keywords： heavy rainfall; diagnostic analysis; examination

0 引言

强降水作为强对流天气的一种重要类型，具有降水强度大、突发性强和致灾严重等特点，易导致城市内涝、农田积水、泥石流、山洪滑坡等自然灾害。为尽可能减少国民经济和人民生命财产的损失，我国气象工作者对强降水的时空分布特征和极端性进行了相关研究。姚莉等［1］分析了全国各级别雨强的年平均发生频率、日变化和极端降水等问题。王国荣等［2］分析了北京地区夏季短时强降水过程高发区的地点和时间分布特征。熊明明等［3］根据天津地区小时降水数据分析了降水的空间分布和日变化特征。段鹤等［4］分析了不同类型短时强降水的特征，探讨了影响雨强的因子，并提出预警方法。李建等［5］对全国不同极端程度的小时降水强度阈值进行了分析。马锋敏等［6］对江西汛期极端降水事件的发生频次和时空分布特征进行分析，认为存在5个主要发生频次区域，并存在13 a的年代际变化周期。孙继松等［7］对强降水与暴雨之间的关系及其产生的成因进行了相关分析。2020年7月7日南昌市出现了一次大范围的强降水过程，造成了明显的城市内涝，但南昌市各级主观预报和客观预报均出现漏报，因此，有必要对此降水过程进行分析，查明产生漏报的原因。

1 过程概况

2020年7月7日08时—8日08时，南昌市出现大暴雨，局部特大暴雨。全市平均降水117.1 mm，有85站降水超过50 mm，有71站降水超过100 mm，有6站降水超过250 mm，以湾里一中269.0 mm为最大，湾里半岭255.8 mm次之；其间共有231站次小时雨量超过20 mm，12站次小时雨量超过50 mm，以安义乔乐61.6 mm/h为最大，新建西山茅岗小学60.8 mm/h次之。

2020年7月7日16：00—8日02：00小时降水量如图1所示。由图1可知，此次强降水过程从7月7日16时逐渐加强，此后主雨带在南昌维持发展，并于7日21—22时达到最强，最大小时雨强达50.7～56.2 mm/h，8日01—02时强降水明显减弱。

2 环流背景分析

2.1 环流背景

2020年7月7日08时500 hPa在欧亚上空环流维持一槽一脊形势，华北地区受大槽控制，配合高原东侧有小槽东移，槽后气流引导冷空气南下；华南江南则受不断北抬加强的副高控制，588线于7日20时达到最强位于江西北部地区，此后逐渐南压东退，其间副高西北侧强盛西南暖湿气流与槽后偏北气流在江西29°N附近形成对峙交汇，有利于西南急流将水汽和不稳定能量向江西北部地区输送，从而不断触发强降水的产生。700 hPa东西向的切变线位于安徽南部至湖北中部一带，切变线南侧出现12 m/s急流，在江西北部地区存在明显的风向和风速的辐合，到20时风速明显加强，在江西北部地区风速辐合也进一步加强，沿切变线发展的低涡位于湖北、江西交界处，切变线以南存在20 m/s的强盛西南风低空急流和16 m/s的边界层偏南风急流，温度锋区较为密集且有暖脊向东伸展；850 hPa比湿最大达到17～18 g/kg，明显高于同期暴雨阈值，同时地面还有准静止锋存在，这些均为强降水的发生提供了良好的动力和水汽条件。

2.2 不稳定条件

θse是综合反映大气温、压、湿状况的特征量，主要说明大气中的能量分布状况，θse 高值区为高能区，其中等值线的密集带反映了能量锋的位置，有利于强降水天气的发生和发展。为揭示强降水区上空不稳定能量的变化情况，通过强降水区116°E作θse经向剖面图可以发现，从2020年7月7日14—20时强对流区上空能量锋区从31°N附近移动至28°N附近，强度也随着锋区的移动逐渐减弱。强降水发生前的7日14时，密集θse等值线即能量锋区位于31°N附近，此时850 hPa以下南昌处于θse≥68 ℃的高值区，即低层聚集了大量的不稳定能量，为强降水提供有利的条件；7日20时能量锋区移动至28°N附近，低层低能区入侵配合中高空高能区形成不稳定层结，导致强降水产生。

2.3 水汽条件

2020年7月7日孟加拉湾存在一个完整的低值系统，其东部的水汽分两支通道进入我国，一支与南海的偏南风汇合北上，另一支水汽输送通道由中南半岛转从云贵高原经湖南到江西北部，两支水汽通道进入江西省后，在江西省北部形成了一条东北—西南走向的连续宽广的水汽通量辐合带，整个强降水过程中水汽高值轴位于赣北地区，并且轴线位置与低空急流较为一致。7月7日14时—8日08时南昌地区处于18～20 g·s-1·cm-1·hPa-1的水汽通量高值区，超过同期南昌暴雨的阈值。同时水汽通量散度分布上，受副高西北侧强盛西南暖湿气流与槽后偏北气流对峙交汇影响，在江西北部形成明显的水汽通量辐合带，强降水发生期间南昌处于水汽通量散度负值中心区，其中心最大值为-0.8×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，存在明显的水汽通量辐合带且与大暴雨带基本重合。

2.4 动力条件

沿116°E做过暴雨区的垂直速度和经向风的经向剖面如图2所示。由图2可知，7日20时在28°N附近存在深厚的上升运动区，在700 hPa存在一个-1.2 hPa·s-1大值区。同时在中低层存在自南向北倾斜的经向风垂直分布密集带，700 hPa以上存在一个12 m/s的中心，低层则存在一个-8 m/s的中心，向南侵入到29°N，这样在29°N形成一个v分量的密集带，并向北倾斜，表明冷暖空气在此强烈交汇。从上升运动和v分量的分布来看，暖湿气流在28°N上升，经偏南气流带到31°N附近下沉，再经低层偏北气流在28°N汇合，即上升气流与其北侧的下沉气流构成了次级环流圈。对应在低层，受次级环流下方支的驱动，气流由北侧向暴雨区汇合，辐合力量进一步加强；在高层，受次级环流的驱动，气流由暴雨区向外辐散，高层出现强辐散中心。由此可以看出，暴雨区上空存在高空强辐散、低空强辐散相互耦合的次级环流，对强降水的维持和加强起到了重要的作用。

3 数值预报模式产品性能检验评估

3.1 500 hPa高度场预报检验

从2020年7月5—6日起报的预报场可以看出，7月6日08时至7日20时500 hPa副高是逐渐加强北抬的过程，8日08—20时则是快速南退过程。7月5日的预报显示7月7日20时副高达到最强，副高北抬至九江北部沿江地区，南昌市受副高控制。7月6日的预报同样显示7月7日20时达到最强，但对比前一天的预报，副高北抬的位置则向南调整，仅北抬至九江南部地区，南昌市处副高边缘。

对2020年7月7日08—20时500 hPa的预报场与实况场进行对比分析，可以发现7月5—6日对7日08时的500 hPa高度场预报较为准确，均预报出副高北抬至赣北南部附近。而从7日20时的500 hPa的预报场与实况场对比分析来看，7月5—6日均对7日20时的副高位置预报较实际位置偏北，尤其7月5日还预报7日20时赣北为副高脊控制，而实际副高已南退至赣北南部。

3.2" 风场检验

从2020年7月7日08—20时EC500 hPa风场预报与实况对比分析可以发现，7日08—20时500 hPa预报场上切变位于安徽中部地区，而在实况场上槽后偏北气流却已经南压到安徽南部，因此，数值预报没有有效地预报出槽后偏北气流的南压，对槽后偏北气流南压的位置预报偏北，强度、速度也存在较大的偏差。

3.3" 降水检验评估

对7月5日08时、5日20时、6日08时、6日20时4个时次起报的EC、GRAPES-GFS、GRAPES-MESO、华东区域模式等不同模式关于7日08—20时、7日20时—8日08时2个时段的江西强降水预报进行检验（结果见表1、表2）。由表1、表2可知，EC4个时次对7日白天和晚上的暴雨TS评分均为0，全部漏报了此次强降水过程。

GRAPES-GFS 4个时次对7日白天的强降水TS评分也均为0，也全部漏报了7日白天的强降水。对7日晚上的预报虽然5日08时、6日20时起报的预报评分分别为29.17%和12.50%，但中间时次评分为0，不同时次评分存在起伏，说明不同时次的强降水预报准确率存在较大的起伏变化，强降水预报的稳定性和指导性不强。

GRAPES-MESO对于7日白天和晚上的强降水，在5日20时、6日08时起报的预报评分分别为23.53%、16.67%和31.03%、32.14%，但是其前后时次评分为0，同样不同时次强降水预报准确率存在较大的起伏变化，尤其临近时次最新预报评分为0，严重影响对强降水预报的指导性。

华东区域模式对于7日白天的强降水，虽然6日20时评分为0，但前3个时次评分成绩为10.00%、5.00%、33.33%，评分成绩呈增加趋势，对强降水预报具有一定的指导性。华东区域模式对于7日晚上强降水，后3个时次评分成绩达42.42%～51.52%，对强降水预报具有很好的指导性。

4 结论

本研究利用多元资料对2020年7月7日发生在南昌的一次大范围的强降水天气过程进行了分析，结论如下。

①此次强降水过程是发生在副高北抬转南落过程中，槽后的偏北气流与副高北侧强盛西南暖湿气流对峙的天气背景下的一次强降水天气过程。此次过程低层聚集了大量的不稳定能量和丰富的水汽，近地面层冷空气的楔入及能量锋区南压配合中高空高能区形成不稳定层结，为此次强降水提供了良好水汽、不稳定能量和动力条件。

②数值模式产品检验表明，由于对7日08—20时500 hap副高位置的预报存在误差，没有预报出副高将由北抬转为南退的转折，对槽后偏北气流南压的强度、速度和南压的位置的预报也存在较大的偏差，这是导致此次强降水漏报的重要原因。

③降水预报检验结果表明，EC完全漏报了此次强降水过程，GRAPES-GFS与GRAPES-MESO不同时次的强降水预报存在较大的起伏变化，强降水预报的指导性不强，华东区域模式对强降水预报具有一定的指导性。多家模式对此次强降水指导性不强也是导致此次强降水漏报的重要原因之一。

参考文献：

［1］ 姚莉，李小泉，张立梅.我国1小时雨强的时空分布特征［J］.气象， 2009， 35（2）： 80-87.

［2］ 王国荣，王令.北京地区夏季短时强降水时空分布特征［J］. 暴雨灾害， 2013， 32（3）：276-279.

［3］ 熊明明，徐姝，李明财，等.天津地区小时降水特征分析［J］.暴雨灾害， 2016， 35（1）：84-90.

［4］ 段鹤，夏文梅，苏晓力，等.短时强降水特征统计及临近预警［J］.气象，2014，40（10）：1194-1206.

［5］ 李建，宇如聪，孙溦.中国大陆地区小时极端降水阈值的计算与分析［J］.暴雨灾害，2013， 32（1）：11-16.

［6］ 马锋敏，章毅之，唐传师，等.近52年江西省汛期极端降水事件的时空变化［J］.长江流域资源与环境，2013，22（10）：1348-1355.

［7］ 孙继松.短时强降水和暴雨的区别与联系［J］. 暴雨灾害， 2017， 36（6）：498-506.