江西西部一次局地对流性暴雨过程诊断分析

周永生

摘要 利用Micaps常规资料、多普勒雷达资料、地面加密自动站点资料，从环流形势、物理量场、回波特征方面，诊断分析了2014年5月24日08∶00—25日08∶00江西西部局地对流性暴雨天气过程。结果表明，这次对流性暴雨是在亚欧中高纬度环流经向度较大及副热带高压边缘扰动气流的背景下，中低层低槽和切变线共同影响下发生的；西南低空急流的建立、西南暖湿气流的增强，为这次对流性暴雨的产生提供了丰富的水汽、动力和热力条件。低层辐合、高层辐散和强烈的上升运动是产生这次对流性暴雨的重要动力条件；中低层有大的水汽积聚和水汽输送是产生这次对流性暴雨的重要水汽条件；大气层结不稳定、存在产生较强对流的有利条件、高能量区与中低层湿区和急流配合是产生这次对流性暴雨的重要热力条件。这次暴雨过程在雷达回波上以对流性回波为特征，出现2个主要降水时段（24日20∶00—25日01∶14、25日01∶24—09∶00），其中第2个降水时段维持降水时间长、降水强度大，是这次对流性暴雨的主要降水时段。

关键词 局地对流性暴雨；环流特征；物理量；雷达回波

中图分类号 S165 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）07-0163-05

Diagnostic Analysis of a Local Convective Rainstorm in Western Jiangxi

ZHOU Yong-sheng

（Jian Meteorological Observatory， Jian， Jiangxi 343000）

Abstract Using Micaps data， doppler radar， ground encrypted automatic station data， a local convective rainstorm in Western Jiangxi during 08∶00 May 24-08∶00 May 25 in 2014 was analyzed from aspects of circulation situation， physical quantity， echo characteristics. The results showed that the rainstorm was under the influence of the middle and low trough and shear line； the establishment of southwest low level jet， enhancement of the southwest warm and humid air， provided abundant water vapor， dynamic and thermal conditions for the generation of convective rainstorm. Low level convergence and upper level divergence and strong ascending motion were important driving conditions of the convective rainstorm； in the middle and lower layers， the water vapor accumulation and water vapor transport were the important water vapor conditions； unstable atmospheric stratification， favorable conditions for the existence of strong convection， and the high energy zone and the middle and low wet zone and jet flow were the important thermodynamic conditions for the convective rainstorm. The rainstorm process was reflected by convective radar echo， which is characterized by two main precipitation periods （20∶00 May 24-01∶24 May 25，01∶24-09∶00 May 25）. The second precipitation period maintained long time and high intensity， which is the main precipitation period of the rainstorm.

Key words Local convective rainstorm；Circulation characteristics；Physical quantity；Radar echo

暴雨的產生是各种天气尺度系统共同作用的结果，许多学者对此进行过深入研究[1-5]。朱乾根等[1]描述了暴雨发生的大尺度环流背景及产生暴雨的天气系统基本原理，给出了暴雨及强对流发生的基本条件；林确略等[6]基于对锋面、锋前暖区及高压后部暴雨进行了大尺度环流背景和中尺度特征对比分析，探讨了在天气形势、中尺度系统发生对暴雨发展机制等方面的差异及原因。从以往的暴雨研究成果来看，由于局地对流性暴雨在时间尺度和空间尺度分布较小，对局地对流性暴雨的研究还是一个难点。因此，笔者采用Micaps常规资料、多普勒雷达资料、地面加密自动站点资料，从环流形势、物理量场、回波特征方面，分析了2014年5月24日08∶00—25日08∶00江西西部局地對流性暴雨天气过程，探讨产生局地对流性暴雨形成的机理，为今后暴雨预报提供依据。

1 暴雨降水实况

受中低层低槽和切变线及西南低空急流共同影响，2014年5月24日08∶00—25日08∶00江西西部出现了一次对流性暴雨、部分大暴雨的天气过程。暴雨落区主要出现在宜春的中西部、萍乡、新余的西部到吉安的西部，即27.10°～28.50° N、113.50°～114.80° E。江西西部国家站有4个暴雨、4个大暴雨，最大出现在萍乡市上栗县（180.3 mm/d）；中尺度站出现63个暴雨、64个大暴雨，24 h最大降水出现在萍乡市上栗縣枣木乡（245.5 mm），吉安市安福县章庄乡24 h降雨量为135.4 mm；最大降水时段分别出现在24日19∶00—25日01∶00和25日04∶00—07∶00。章庄乡24日23∶00—25日00∶00最大雨强为53.5 mm/h，枣木乡25日05∶00—06∶00最大雨强为83.2 mm/h。

这次对流性暴雨天气过程给江西西部造成了较大灾情。据安福县灾情统计，安福县受这次暴雨影响，25日07∶30左右，安福县东谷电站（水库）发生溢洪道附属的消力池与泄槽底板被洪水冲坏，引发泄洪险情；该县受灾人口11 240人，转移安置人数255人，农业受灾面积747 hm2，絕收面积15 hm2，经济损失598万元。

2 环流形势

2.1 500 hPa

5月24日08∶00—25日20∶00（图1），亚欧中高纬度为一槽一脊型，中高纬度环流经向度较大；在贝加尔湖以西到我国新疆北部为一低槽，朝鲜半岛经我国中北到贝加尔湖以东为一暖脊；中低纬度西风带多小槽东移。随着中高纬度低槽东移，到25日20∶00，中高纬度低槽在我国中北地区形成一个东北低涡，我国新疆至贝加尔湖地区产生一暖性高压脊，中纬度不断有从东北低涡西侧分裂出的小槽东移。

24日08∶00—25日20∶00，副热带高压位于南太平洋稳定少动，588 dagpm线从东海经杭州、南昌、长沙、贵阳到广西一线，控制整个江南至华南地区，江西西部处在副热带高压边缘扰动气流中。

2.2 700 hPa

24日08∶00，我国内蒙古东南部、河套以东、长江中上游到西南地区为低槽区，槽线位于宣化、石家庄、郑州、南阳至西昌一线，江西处在西南气流中。低槽中北段快速东移，低槽南段移动较缓慢，逐渐呈东西向。24日20∶00（图2），槽线位于沈阳、合肥、长沙至古澜一线；江西西部处在西南气流中，位于槽线附近；长沙、南昌两站西南风速增大至12 m/s，江西西部降水开始明显加大。

25日08∶00，低槽向北收缩并逐渐移至东海到长江下游；长沙站由偏南风转变为西北风，风速达14 m/s，南昌转变为偏西风，风速达8 m/s，江西西部降水明显减弱。25日20∶00，低槽移过江西境内，到达黄海到东海沿海一线，江西西部降水已经结束。

2.3 850 hPa

24日08∶00，我国内蒙古东南部、河套以东、长江中上游到西南地区为低槽区，槽线位于宣化、石家庄、郑州、宜昌到贵阳一线，槽线的中北段与700 hPa槽线基本重叠；槽线以东地区为西南气流，华南到长江流域建立低

空西南急流。西南急流轴位于南宁、长沙、南昌到安庆一线，最大西南风速达16 m/s；郴州、赣县、长沙、南昌西南风速均达12 m/s，江西西部位于西南急流轴上。24日20∶00（图3），槽线在长江以北快速东移北缩，槽线南段移速缓慢，并形成东北—西南向的切变线，切变线位于昆明、贵阳至武汉一线；切变线以东仍为西南气流，但风速减弱，郴州、长沙、南昌西南风速减弱至10 m/s，赣县西南风速仍为12 m/s；南宁至桂林仍存在12 m/s的低空急流；江西西部处在低空急流前端的辐合区中，降水开始明显加大。25日08∶00，切变线逐渐东移南压至江西的武宁、万载、萍乡至湖南衡阳一线，西南低空急流南移至桂林、郴州、赣县附近；长沙已转为西北风，风速为6 m/s；至此江西西部降水开始明显减弱。25日20∶00切变线南压至江西南部，急流消失，这时江西西部降水已经结束。

3 物理量诊断

3.1 动力条件

3.1.1 散度场（div）。

分析23—26日散度时间剖面（图4a）发现，24日20∶00—25日08∶00近地层到400 hPa为一辐合区，其中在850 hPa形成一个辐合中心，中心最大值≤-1.2×10-8；400～150 hPa为一辐散区，其中在200 hPa有一个辐散中心，中心最大值≥1.6×10-8。这与江西西部局地对流性暴雨产生的时间段正好重合。

24日20∶00散度场空间剖面（图4b）显示，在27.5° N、114.1° E 附近的近地层到600 hPa为辐合区，其中在850 hPa附近有一个≤-1.0×10-8的辐合中心，在100 hPa附近出现一个≥3.0×10-8的强辐散中心，这个位置正好与江西西部产生对流性暴雨的地方一致。

3.1.2 垂直上升运动（ω）。

分析23—26日垂直速度场时间剖面（图5a）发现，24日08∶00—25日08∶00有一个深厚的上升运动区，其中24日20∶00—25日08∶00在400 hPa高度附近有一个≤-300×10-3 hPa/s的上升动力中心。这与江西西部局地对流性暴雨产生的时间段正好重合。

24日20∶00垂直速度场空间剖面（图5b）显示，在27.5° N、114.0° E 附近的近地面到100 hPa高空为一个深厚的上升运动区，其中在600和150 hPa附近分别有一个上升运动中心，中心值分别为≤-120×10-3和≤-180×10-3 hPa/s，这个位置正是江西西部产生对流性暴雨的地方。

3.2 水汽条件

3.2.1 水汽通量（qflux）。

分析23—26日水汽通量场时间剖面（图6a）发现，24日08∶00—20∶00 850 hPa附近有一个水汽通量最大中心，中心值达≥20 g/（cm·hPa·s），低层较大的水汽通量成为江西西部局地对流性暴雨产生前的水汽积聚，是产生江西西部局地对流性暴雨重要的水汽来源。

24日20∶00水汽通量场空间剖面（图6b）显示，在25.0°～28.5° N、114.0° E 附近有一个湿舌由近地层伸向500 hPa，其中在25.0°～27.5° N、114.0°E 850 hPa有一个≥16 g/（cm·hPa·s）的水汽通量中心，為产生重大降水前提供了重要的水汽积聚。这个位置与江西西部产生对流性暴雨的地方一致。

3.2.2 水汽通量散度（qfdiv）。

分析23—26日水汽通量场时间剖面（图7a）发现，24日20∶00—25日08∶00在850 hPa附近有一个水汽通量散度辐合中心，中心最大值≤-18 g/（cm2·hPa·s），这与江西西部局地对流性暴雨产生的时间段正好重合。

24日20∶00水汽通量散度场空间剖面（图7b）显示，在27.5° N、114.0° E 附近850 hPa有一个水汽通量散度辐合中心，中心最大值≤-18 g/（cm2·hPa·s），这个位置正是江西西部产生对流性暴雨的地方。

3.3 热力条件

3.3.1 K指数和SI指数。

分析24日20∶00 K指数（图8a）发现，在江南至华南大片区域K指数≥36 ℃，其中在湖南衡阳到江西吉安之间即江西西部有一个K指数≥39 ℃的大值中心，表明大气层结极不稳定，极容易产生强对流天气。

24日20∶00 SI指数（图8b）显示，在江南至华南大片区域SI指数≤-2.0 ℃，其中在湖南衡阳到江西吉安西部之间有一个SI指数大值中心，最大值≤-3.7 ℃，表明这个区域极容易出现很强的对流天气，这正是江西西部产生强对流暴雨的地方。

3.3.2 假相当位温（θse）。

分析23—26日θse时间剖面（图9a）发现，24日08∶00—25日08∶00近地层到700 hPa存在一明显的高能量区。在24日20∶00 925 hPa附近有一个θse值≥80 ℃的中心值，θse高能量值与中低层湿区和急流配合，容易产生对流性暴雨，正好与江西西部局地对流性暴雨产生的时间段重合。

24日20∶00 θse空间剖面（图9b）显示，在27.5° N、114.0° E 附近925 hPa有一个θse值≥80℃的高能量值，并伸向500 hPa，这个位置正好与江西西部产生对流性暴雨的地方一致。

4 降水回波特征

24日20∶00开始，从湖南浏阳到宜春之间有分散性的积状混合型降水回波，最大强度40 dBz，并逐渐东移南压，移速为30 km/h。到23∶18（图10a），降水回波前沿移至丰城、峡江、安福至永新一线，降水回波覆盖江西西部的宜春、新余、萍乡的东部和吉安的西部，这时降水回波发展较强，强中心位于萍乡东部至吉安西部区域，中心强度≥45 dBz，此时江西西部第一波降水强度最大。25日01∶14，降水回波强度面积减少，形成分散性层状混合型降水回波，形成2个回波中心，一个位于安福西部到永新北部呈块状，另一个位于宜春至浏阳以东呈线状，最大强度≤35 dBz，降水强度趋于减弱。

25日01∶24，从湖南浏阳开始不断有新的对流回波东移至江西西部，并且强度逐渐增强，覆盖面积迅速增大。到25日08∶00已經全部覆盖宜春、新余、萍乡和吉安西部，其中25日04∶31—05∶15是降水回波强度达45 dBz的对流性降水回波（图10b），是江西西部第二波降水强度最大时段。到25日08∶39回波强度开始逐渐减弱，回波覆盖面积开始缩小，降水强度明显减弱。

5 小结

（1）5月24日08∶00—25日08∶00江西西部出现对流性暴雨天气过程，是在亚欧中高纬度环流经向度较大及副热带高压边缘扰动气流的背景下，中低层低槽和切变线共同影响下发生的；西南低空急流的建立、西南暖湿气流的增强，为这次对流性暴雨的发生提供了丰富的水汽、动力和热力条件。

（2）物理量场诊断分析表明，低层水平辐合（div≤-1×10-8）、高层辐散（div≥3×10-8）和强烈的上升运动（ω≤-300×10-3 hPa/s）是产生这次对流性暴雨的重要的动力条件。

中低层有大量水汽积聚[qflux ≥20 g/（cm·hPa·s）]和水汽输送辐合[qfdiv≤-18 g/（cm2·hPa·s）]是产生这次对流性暴雨的重要的水汽条件。

大气层结不稳定（K指数≥39 ℃）、存在产生较强对流的有利条件（SI指数≤-3.7 ℃）、高能量区（θse≥80 ℃）与中低层湿区和急流配合是产生这次对流性暴雨的重要的热力条件。

（3）5月24日08∶00—25日08∶00江西西部局地对流性暴雨在雷达回波上以对流性回波为特征，有2个主要降水时段：第1个降水时段出现在24日20∶00—25日01∶14，第2个降水时段出现在25日01∶24—09∶00。第2个降水时段维持降水时间长、降水强度最大，是这次对流性暴雨的主要降水时段。

参考文献

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