某市暴雨过程分析

2005.6**地区暴雨过程分析

【摘要】受西风槽，切变线，西南季风及副高北抬的影响，6月20日到25日广东地区普降暴雨，其中**地区全区大雨，局部暴雨甚至大暴雨，本文着重从高低层环流形势，卫星云图，雷达回波图，及物理量的变化分析了这次暴雨过程，并结合此次暴雨过程分析一下如何利用T213等数值预报产品来进行天气预报。

【关键词】西风槽切变线卫星云图雷达回波图

一、概况

2005年6月20日到6月25日，广东省出现了大范围持续性降水，河源地区更是遇到百年一遇的特大暴雨，北江西江水位上涨，超过警戒水位很多，给沿岸地区造成了巨大的损失。**市处于西江流域下游，由于上游地区及本市连续几天的大雨，西江水位上涨超出警戒水位许多，对本市造成了巨大的经济损失。纵观这次暴雨过程，最大降水落区不在

**，其全区五天降水累积总量不算很大，较往年同期还略偏少。降水从20日开始到25日结束，日降水量在23日达到最大。个别单站在23日前后降水强度很大，达到暴雨甚至大暴雨，强度最大的23日有四个站达到了暴雨级别，一个达到了大暴雨级别。最大日降雨量在上川，为171.5mm。（详见表1）但就整个广东而言，降水却是在22日范围达到最大，强度达到最强。

二、环流形势

华南前汛期暴雨是在低纬和中高纬有利高空环流形势下产生的，在这种形势下，北方下来的冷空气和西南输送的暖湿空气在华南一带相交，形成一条强烈的降水带。因此对高空环流形势的分析，有助于加深对这次暴雨发生发展过程的认识。

1、前期环流形势

图

3：20日08时地面低槽

500hpa 天气图，六月中旬后期，中高纬地区两槽一脊形势形成（图1），这对于北方的冷空气南下是有利的。孟加拉湾上空南支槽开始活动，有利于加强西南暖湿气流的输送。副高此时强度较弱，脊线位于16°-18°N 左右，副高分裂为两个单体，一个位于菲律宾以东洋面，另一个则在南海上空，

后者与南支槽相配合，已形成一条较强的西南水汽输送带。这一点在850hpa 天气图上表现得较为明显。由于北方下来的冷空气还比较弱，无法与西南暖湿形成对峙，故未能形成大范围的强降水。 2、降水过程环流形势

6月20日开始，副热带高压加强西伸，但还是分裂为两个单体，位于南海上空的单体加强较多，脊线位置少动。青藏高原上空开始有西风带短波小槽活动，并缓慢东移。中高纬两槽一脊形势为短波小槽所取代，不断有冷空气向南输送，而东亚大槽的加深则加剧了冷空气的南下，这对于加强冷空气的强度有很重要的作用。与此相适应，850hpa

上，长江以南，江西、湖南、贵州北部出现了较强的切变线（图2），但对广东地区的影

响较小。此时两广地区主要受地面低槽的影响（图3），已开始出现较大范围的降水，特别是北部湾及粤北、粤西、珠江口以东地区。**市此时降水强度不是很大，大部小到中雨，局部大雨。

6月21日，500hpa 高空图上副高强度略有增强，主体位置少动；东亚大槽进一步加深，冷空气

南下进一步增强，使得850hpa 上切变线南压至赣 湘黔的南部，开始影响广东北部地区；青藏高原上空

的西风带短波小槽东移至川西一带上空。受地面低槽加深东移及切变线南压的影响，广东境内降水范围进一步扩大，强度加强。**出现全区性大雨，其中鹤山降水达到90.2mm,接近大暴雨级别.

图1：18日08时500hpa 天气形势图

图2：20日08时850hpa 天气

6月22日，西风带短波小槽移到贵州湖南上空。东亚大槽东移到黄海上空，从而在河套地区上空形成一个闭合的高压中心（图4），使得冷空气强烈南下；而此时副高脊线位置基本不变，但主体退到了120°E 以东，西南低空急流轴南移，位于广东上空。两者在武夷山脉至南岭一带交绥，形成一条很强的切变线（图5）。地面低槽继续加深东移，槽底位于海南岛上空，也开始强烈的影响广东沿海特别是珠江口附近地区。在这两者的共同影响之下，广东出现最大范围，最大强度的降水。但**市的最强降水却是在23日。

6月23日，东亚大槽移出南海，河套地区上空闭合高压中心消失，冷空气南下减弱。短波槽活动亦减弱。副高加强西伸，位于110°E 以东，孟加拉湾及中南半岛上空形成闭合的高压中心，使得西南低空急流北移，输送减弱。虽然切变线仍存在但切变强度及其造成的辐合开始减弱。地面低槽进一步加深并趋于闭合（图6），

槽底东移至海南岛以东开始强烈影响珠江口附近沿海地区。从雷达回波图上看，广东省内降水范围减小，主要集中在沿海地区但强度增强。这一点在**地区就有明显反映，出现全区性暴雨，其中恩平日降水量达到145.6mm 。（详见表1）

6月24日，东亚大槽减弱消失，中高纬出现弱的两脊一槽形式，冷空气南下很微弱。南亚高压初现端倪，西风槽活动减弱消失。副高主体强度急剧减弱，并东退到菲律宾以东洋面，只在南海上存在一个闭合小高压。孟加拉湾上空南支槽又开始活动，虽然可以与西南季风配合加强西南

低空急流的输送，但由于副高主体过于偏东，无

法形成急流入口。850hpa 天气图上切变线消失，西南低涡开始形成。广东境内降水主要集中在沿海一带，且强度开始减弱。地面低槽减弱西退，但却是影响当日降水的主要系统。

图4：22日08时500hpa 天气图

图5：22日08时850hpa 天气图

图6：23日地面低槽

图7：24日08时500hpa 天气图

到了25日，副高又重新加强西伸，地面低槽影响进一步减弱。广东境内降水普遍偏减弱，只有达到小雨。**地区基本无雨。

三、卫星云图分析

从卫星云图上可以清楚地看到天气系统的发展以及移动状况。从6月19日10时的红

外云图中，我们看到一条清晰的云带从日本东南侧延伸到我国华南沿海，但是在我省上空较为分散，该云带主要是由于强烈的西南低空急流输送大量的水汽，与北方的冷空气在西太平洋副高北缘相汇形成的。6月20日，由于强劲的西南季风源源不断地输送水汽，该云

带的南支有所加强。从6月21日17点的云图我们看到广西上空的云团不断发展壮大， 云团延伸至粤中粤西地区。6月22日云团已覆盖广东大部分地区,且降水云系主要位于我省以及桂东地区，**地区受强降水云系影响，五邑各市普降暴雨。23日，云系持续影响广东大部分地区。24日开始造成广东持续暴雨的强云系逐渐减弱消散为大片分散云系。25

日，广东除沿海部分地区对流云系较为旺盛，雨势持续外，其他地区天气开始转好。

图8：19日10时红外云图

图9：21日17时红外云图

图10：22日10时红外云图 图11：24日00时红外云图

四、雷达回波图分析

我省由于受西风槽和切变线的影响，

盛行西南风，水汽输送充足，为未来华南

前汛期暴雨提供了充分的水汽条件。在强

劲西南风场的作用下，大片云区在我省上

空自西向东发展。20号到25号的雷达回波

云图资料显示了这次华南前汛期暴雨的发

生，发展以及结束的过程。从20号开始，

可以看到大片云区从广西进入我省，在粤

北，粤西，粤中地区雷达回波范围很大。

而在**上空也已经有一片云区雷达回波，

但还没有形成大范围暴雨。21号，西风加

强，水汽输送更旺盛，整个粤北地区出现

一片黄色和红色回波，江门各市也都下了

大雨，其中鹤山市就下了90mm的强降水,

但主要的暴雨降水过程是从22号开始的。

22号，云带继续向东发展推进，几乎全省

都在云区的覆盖之下。从07时的雷达回波

云图可以看到**上空的云区云层变厚，强

度变强，范围也在不段扩大，出现了大范

围的黄色和红色回波，覆盖了**各市，22

号**各市下了大到暴雨，其中，上川岛就

下了超过170mm的大暴雨。23号，西南风

场维持加强。**上空云图回波强度又有所

加强，红色回波范围扩大，特别是在沿海

一带。降水持续时间长，降水量进一步增大，降水强度达到最大。**五邑地区除鹤山市之外都下了暴雨，恩平地区还下了大暴雨，降水量达到145.6mm。24号，雷达回波云图上只剩下一些零碎的小块回波，强度也变弱了很多，**各市下了中到大雨，上川岛只下了小雨。25号只有一些零散回波，基本无雨，26号就天晴了。暴雨过程结束

五、物理量分析

降水的形成大致有三个过程，首先是由水汽不断输送到降水区，这是水汽条件；其次是水汽在降水区辐合上升，在上升中绝热膨胀冷却凝结成云，这就是垂直运动条件；最后是云低增长变为雨滴而下降，这就是云滴增长的条件。前两个是宏观条件，后一个是微观条件。一般情况下，认为微观条件是满足的，考虑的只是宏观条件。

1、水汽条件

(1)水汽压与相对湿度

表2：6月21日到25日****区地面水汽压与相对湿度变化表

一般来说，相对湿度大于90%作为饱和区，有利于暴雨的形成。由上表可知，22日到23日新会区相对湿度均大于90，其中24日08时相对湿度更高达99%，其水汽条件十分充分。从表1可知，这三天**全区降雨量都很大，尤其是23日基本上达到了全区性的暴雨。而21日及25日相对湿度小于90%，水汽条件不是很充分，**地区只有局部出现了大雨，鹤山、上川等地基本无雨。至于水汽压，早上08时都比较湿润，因而都比较高，其变化规律不是很明显，但中午14时则比较明显地出现一个高峰，相应这三天降雨都比较大。

(2) 温度露点差（T-Td）

表3：**地区温度露点差变化表（单位：°C）

鉴于**与**接壤，这里采用**高空三层的温度露点差来反映**地区的水汽条件。温度露点差（T—Td ）值可反映高空的水汽变化情况，一般而言T—Td值越小，对应的水汽越充足，以T—Td ≤2°C作为饱和区，以 T—Td ≤4～5°C作为湿区。从高空三层图的T—Td值情况来看（见表3），6月19日20日两天**上空的T—Td值较大，水汽条件不充分，因而这两天只有基本无雨。 21日到23日，由于强西南风输送来暖湿空气，温度露点差降低，高空三层的T—Td值一致，暴雨落区上空已达到准饱和状态，我市这三天出现大范围强降水。24日，T—Td值虽然较前三天更小，但由于垂直运动条件不充分（这可以从后面的大气稳定度层结看出），因而没有出现强降水。

综上所述，要形成一次强的持续暴雨过程，水汽的充分与否，以及水汽能否得到源源不断的供应至关重要。作为水汽源的印度洋，其对华南前汛期暴雨有着十分重要的作用，而西南季风则可以说是二者联系的纽带。

2、垂直运动条件

当水汽条件具备后，还必须有使水汽冷却凝结的条件，才能形成降水。大气中的冷却过程很多，而对降水来说，促使水汽冷却凝结的主要条件就是上升运动，其主要作用就是使空气上升冷却达到饱和甚至过饱和，进而凝结成水滴降落下来。造成上升运动的因素有很多，与此次强降水过程相联系的上升运动主要有如下种

(1) 低层辐合流场

此次低层辐合流场的形成主要是由三种辐合型场共同叠加形成的。

一是气流辐合区，为切变线型，是静止锋型切变，这种切变易造成持续性降水，局地

对流旺盛，能够形成强降水，达到暴雨甚至大暴雨、特大暴雨。（见图5）

二是负变（压）高区。在低层负变高（压）区，多为辐合上升区。西风带系统一般是向东移动的，故在低压东部，高压西部为负变压区，因而有上升运动。低压加强，高压减弱时为负变压，有上升运动。从表4可以很明显地看出这点。在强降水开始前四天**各台站都出现了降压，逐日都降了1个百

表4：**市各台站24小时变压值（单位：hpa）

帕，有利于气流的辐合和西南急流的加强。当降水开始时，降压停止气压开始回升，而此时降水加强并逐步达到最大。25日之后降压又

开始，为下次的降水过程做准备。

三是地面低槽与高空槽的配合。地面低槽槽前有利于空气的辐合上升，而高空槽前，特别是槽前等高线呈散开形状，正涡度平流最强，辐散也最强。二者配合，加强了空气的上升运动。

(2) 锋面的抬升作用

强降水出现地区大多与锋面活动有关，这是由于锋面能抬升大量的暖湿空气上升，暖空气被抬升的速度正比于锋面的坡度以及空气相对于锋面的运动。影响这次华南前汛期降水的锋面为华南准静止锋，在它影响之下，华南出现了大范围持续性降水。这点在日本传真来的地面实况图上有明显反映，但其影响较之前面的那些天气系统显得更弱。

(3) 地形的影响

地形对于降水的作用主要在于当一个降水天气系统移近山区时，可以使原来没有降水的天气系统开始出现降水，因为山地可以产生地形性辐合和上升运动。南岭山脉对于粤北降水的影响特别明显。

3、K指数所反映的稳定度分析

K=(T

850-T

500

)+Td

850

-(T-Td)

700

天气学原理和方法指出，K值的大小对应稳定度的大小，K>30有分散雷雨，K>35有成片雷雨。从表5可以看出，三个地方的K指数连续几天都大于35，说明华南地区这几天大气极不稳定，十分有利于降水的形成。K指数反映最明显的是阳江，说明附近存在着高能区与位势极不稳定区。随着西风槽东移及地面低槽的加深，不稳定区自西向东移动，对应雨区自西向东移动；而且随着切变线的南移，雨区也逐渐南移。对照表1及表5可知，阳江的K指数变化与**地区的降水时间变化有比较好的对应关系，位相上略提前，这与**处于阳江下游地区有关。

以上通过水汽条件及动力（垂直运动）条件分析了这次降水过程。由此易看出两者的相互配合促使这次华南前汛期暴雨的形成。缺乏其中的任何一个条件都不可能造成这么大范围、持续性的暴雨过程。

六、数值预报产品的应用

在如今的天气预报中，数值预报产品起着十分重要的作用。在台站中，Micaps是很重要的一个天气预报应用软件，里面集成了实况资料及数值预报产品，后者包括了T213数值预、，欧洲数值预报及日本数值预报。**市气象台除了这些资料外，还有日本的各种实况分析资料及预报资料传真图。在这么多资料里，如何化繁就简，筛选出好的数值预报产品，并据此进行天气预报十分重要。通过这次暴雨过程分析中对这些资料的使用及判断，得出了一些体会。

（1）在三种数值预报产品中，使用较多的是T213数值预报产品。它是采用欧洲数值预报模式，利用我国实况资料作为初始资料而得出的数值预报结果，因而更符合我国实际情况，具有相对更好预报准确度。

（2）不管哪种数值预报产品，其对未来天气大体形势的预报相对准确，主要包括

500hpa亚洲位势高度场，850hpa风场，K指数等。而对于降水落区及降水量等的预报则失真较多，尤其是降水量普遍偏少。

（3）在一般的预报中，以T213数值预报为主，欧洲数值、日本数值预报作为参考，再结合过去和现在的实况资料、卫星云图、雷达回波图以及自己的经验来进行分析。另外雷达回波图对于监测短时间内天气变化有很重要的作用。

七、小结

此次**地区强降水过程的产生是切变线、地面低槽、西风带短波槽、西南低空急流等多个系统相互作用的结果。切变线南压，地面低槽加深东进及其与高空槽前辐散场的配合是造成这次强降水的主要动力条件；而副高加强西伸，初始阶段南支槽的波动对于西南低空急流的加强有重要作用，从而保证了这次降水过程的水汽供应。

处于华南前汛期，降水的预报至关重要，而其中暴雨、大暴雨甚至特大暴雨的预报更是重中之重，它对于防范洪涝灾害，保护人民生命财产安全具有十分重要的指导作用。而要报好这些，除了对各种数值预报产品与实况资料的对应的好坏有个深入的了解外，还要注意结合过去和现在的实况资料，对产生降水的天气形势、影响系统及物理参数等有较全面的了解和分析，并结合以往的个例和预报经验做出综合的判断。

注释：

[1]文中所用数据、雷达回波图及卫星云图均来源于**市气象局

参考文献：

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