張 淵，盧 瑩，戴 玥，張 波，白 楊

(江蘇省揚州市氣象臺，江蘇揚州225009)

每年夏季各地頻遭暴雨洪澇災(zāi)害襲擊，作為主要的災(zāi)害性天氣之一，暴雨的預(yù)報與研究一直是氣象學(xué)者的關(guān)注重點［1－3］。2011年7月25～26日揚州出現(xiàn)了一次區(qū)域性暴雨天氣過程，給揚州市帶來了城市內(nèi)澇等災(zāi)害。筆者利用常規(guī)觀測資料和NCEP再分析資料，從環(huán)流背景、水汽條件、動力條件等方面對這次暴雨天氣過程進行了分析，以期提高對此類暴雨過程的認(rèn)識，為今后出現(xiàn)此類暴雨過程提供一些有用的參考。

1 天氣實況

2011年7月25日夜里到26日上午，受高空低槽和副高邊緣西南暖濕氣流共同影響，揚州市大部分地區(qū)出現(xiàn)強雷電、雷雨大風(fēng)和短時強降水等強對流天氣，揚州市中南部地區(qū)普降暴雨，局部地區(qū)大暴雨，大暴雨主要集中在高郵和江都北部，主要降水時段出現(xiàn)在26日凌晨到上午。全市71個氣象觀測站點中有43個站降雨量達(dá)暴雨，其中9個自動站達(dá)到大暴雨，最大的降水出現(xiàn)在高郵郭集，降水量為150.4 mm。

2 大尺度天氣背景特征

東亞地區(qū)為兩槽一脊，500 hPa揚州市位于副高588 dagpm線邊緣。副熱帶高壓勢力較強，低槽攜帶冷空氣南下，高空的西南暖濕氣流也比較旺盛，500 hPa副熱帶高壓邊緣有冷空氣擴散南下，中低層西南氣流旺盛，這種上冷下暖的形勢，導(dǎo)致了這次暴雨的發(fā)生。

從高空環(huán)流形勢來看，25日08:00高空500 hPa副熱帶高壓588 dagpm線位于江淮之間北部，低槽位于河套地區(qū)，中低層均有西南風(fēng)急流。從25日20:00～26日08:00高空500 hPa低槽東移，由于低槽東移，副高588 dagpm線略有南落，位于長江以南地區(qū)，江蘇省鹽城吹西北風(fēng)，說明有冷空氣擴散，云圖上也可以看出由于有冷空氣的擴散，江蘇省江淮之間有對流云團出現(xiàn)。25～26日期間中低層一直有個西南風(fēng)急流維持，且7月25日20:00的700 hPa可以看到鹽城站上空的西南氣流風(fēng)速達(dá)24 m/s，在江淮之間形成一個急流核。這次天氣過程主要是由于高空有冷空氣擴散、中低層有西南風(fēng)急流維持、冷暖空氣交匯產(chǎn)生的強對流天氣，導(dǎo)致了短時強降水、雷暴等對流性天氣的發(fā)生，從而導(dǎo)致了這次區(qū)域性暴雨過程。

3 物理量場分析

3.1 強烈的水汽輸送和輻合 分析500、700、850 hPa的風(fēng)場可知，25日08:00～20:00江蘇省沿江一帶三層為一致的西南氣流，尤其500、700 hPa風(fēng)速均在16 m/s以上，在沿江一帶有一個大的比濕中心維持，證明了在此時段沿江一帶的水汽條件非常的充足，說明在700、850 hPa出現(xiàn)西南風(fēng)急流時，對于暴雨的出現(xiàn)十分有利，正是由于西南急流的存在為這次降水過程提供了充足的水汽條件。這也驗證了在長期的預(yù)報總結(jié)中得出的一個經(jīng)驗，即在副高邊緣中低層出現(xiàn)西南風(fēng)急流時，有利于暴雨加強，暴雨帶常位于急流軸的左前方。

同時分析水汽通量散度可知，在25日08:00～26日12:00，在沿江一帶始終維持一條強的水汽輻合帶。從25日08:00開始，江蘇西部的水汽輻合帶逐漸形成并增大，到26日08:00逐漸減弱，這與整個降水時間也是一致的。在25日20:00～26日08:00，在沿江地區(qū)700、850 hPa強輻合帶一直維持在江淮地區(qū)，其中在26日02:00的700 hPa強輻合帶的中心值達(dá)－80×10－8g/(cm2·hPa·s)(圖1)。對照降水實況，發(fā)現(xiàn)強輻合中心和實況也有很好的對應(yīng)，在26日02:00～20:00正是發(fā)生這次強對流天氣的時間。整個過程中，江蘇中西部沿江地區(qū)30°～34°N水汽通量值很大，江蘇省沿江地區(qū)上空維持旺盛的偏南氣流輸送，而北部則維持偏北氣流輸送，產(chǎn)生風(fēng)向和風(fēng)速的輻合。

綜上分析可知，副高邊緣的中低層西南風(fēng)急流為短時強降水的發(fā)生提供了很好的水汽條件，短時強降水發(fā)生的落區(qū)也與急流有比較好的對應(yīng)，暴雨區(qū)出現(xiàn)在急流軸的左前方。水汽通量散度場中的輻合區(qū)基本呈帶狀，與降水區(qū)相對應(yīng)，強輻合中心與強降水中心分布也非常一致。整個降水過程中，水汽條件和輸送均非常充沛。

圖1 2011年7月26日02:00 700 hPa水汽通量散度

3.2 動力條件

3.2.1 渦度。分析各層的渦度發(fā)現(xiàn)，從25日08:00開始700、850 hPa層次上正渦度中心由安徽地區(qū)逐漸東移，渦度中心值也在增大。26日02:00，長江中下游地區(qū)上空500 hPa以下低層為正渦度，最大值出現(xiàn)在700～850 hPa，在江淮之間有一個中心值達(dá)6×10－5s－1的正渦度中心，從500 hPa層向上開始轉(zhuǎn)為負(fù)渦度;700、850 hPa渦度圖上，沿長江中下游地區(qū)為正渦度帶。這種低層正渦度、高層負(fù)渦度的配置也非常有利于在暴雨發(fā)生區(qū)上空形成強的上升運動區(qū)，為暴雨發(fā)生發(fā)展提供其所需的動力條件。

3.2.2 垂直速度。分析沿119°E的垂直速度剖面圖可知，25日20:00～26日08:00，31°～33°N 上空的垂直上升運動非常強，在26日02:00在119°E 、31°～33°N 為一致的上升氣流，尤其500～850 hPa垂直速度達(dá)到最大值(圖2)，達(dá)－1.9 hPa/s的中心，且在33°～34°N 有一個0.4 hPa/s的正中心，有一個比較明顯的下沉氣流與之配合，這樣強烈的上升運動對短時強降水的產(chǎn)生非常有利。在31°～33°N這個區(qū)域的南北兩側(cè)下沉運動將低層水汽輸送到暴雨區(qū)，同時產(chǎn)生了持續(xù)的上升運動。

圖2 2011年7月26日02:00沿119°E的垂直速度剖面(單位:10－1 hPa/s)

3.3 穩(wěn)定度及熱力條件分析 分析700、850 hPa層的θse可以看出(圖3a)，從25日開始江淮之間有一個大的不穩(wěn)定能量區(qū)維持，江淮地區(qū)在這段時間內(nèi)700、850 hPa均在350 K的控制范圍以內(nèi)，說明長江中下游地區(qū)的中低層為高能暖濕氣團;在淮河流域一帶上空存在θse高密集帶，可見能量鋒區(qū)正是位于這個位置，且700、850 hPa的能量鋒區(qū)均與風(fēng)場切變線和急流的位置較為配合，暴雨區(qū)也位于鋒前的高能量區(qū)內(nèi)。分析△θse圖可知，25日08:00開始，江蘇沿江地區(qū)上空△θse均為負(fù)值，說明大氣已開始處于位勢不穩(wěn)定狀態(tài);25日14:00在沿江地區(qū)逐漸形成△θse等值線密集帶，說明不穩(wěn)定能量不斷增強;26日02:00(圖3b)，△θse等值線密集帶繼續(xù)增強且仍維持在沿江地區(qū)，這段時間也正是強降水時段。隨著能量的釋放，△θse高密集帶逐漸減弱，26日08:00△θse等值線密集程度開始減弱，此時強降水時段也基本結(jié)束。以上分析可見，這次暴雨天氣發(fā)生在強的位勢不穩(wěn)定層結(jié)背景下，強降水區(qū)域與能量鋒區(qū)有很好的對應(yīng);△θse高密集帶與強降水區(qū)有很好的對應(yīng)。

圖3 2011年7月25日20:00 700 hPaθse(a)和26日02:00△θse(θse 500－θse 850)(b)(單位:K)

4 小結(jié)

(1)從大環(huán)流形勢看，這次天氣過程是一次副高邊緣型暴雨過程，上冷下暖的形勢導(dǎo)致了這次暴雨的發(fā)生。

(2)副高邊緣的中低層西南風(fēng)急流為此次天氣過程提供了很好的水汽條件，強天氣發(fā)生的落區(qū)也與急流有比較好的對應(yīng)，天氣區(qū)出現(xiàn)在急流軸的左前方。水汽通量散度場中的輻合區(qū)基本呈帶狀，與降水區(qū)相對應(yīng)，強輻合中心與強降水中心分布也非常一致。整個降水過程中，水汽條件和輸送均非常充沛。

(3)θse反映大氣的溫濕狀況，θse的水平分布反映了大氣能量場的分布特征。而△θse=θse500－θse850是表征大氣位勢穩(wěn)定度的一個參數(shù)，當(dāng)△θse為負(fù)值時，大氣處于位勢不穩(wěn)定狀態(tài)。通過分析可以得出，這次天氣過程發(fā)生在強的位勢不穩(wěn)定層結(jié)背景下，強天氣區(qū)域與能量鋒區(qū)有很好的對應(yīng)，△θse高密集帶與強天氣區(qū)有很好的對應(yīng)。

(4)分析動力條件可知，這次暴雨過程是有著強烈輻合和上升運動，輻合中心和上升運動大值中心與強降水也有著很好的對應(yīng)。

［1］朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理與方法［M］.3版.北京:氣象出版社，2000.

［2］江蘇省氣象局預(yù)報課題組.江蘇重要天氣分析和預(yù)報［M］.北京:氣象出版社，1989.

［3］張艷玲，廖勝石，壽紹文.2003年7月4－6日江淮特大暴雨診斷分析［C］//新世紀(jì)氣象科技創(chuàng)新與大氣科學(xué)發(fā)展——中國氣象學(xué)會2003年年會“03.7淮河大水的水文氣象問題”分會論文集.中國氣象學(xué)會，2003.