李婷，農(nóng)國(guó)傲，唐鶴云，鄧雅倩

（1.貴港市氣象局，廣西，貴港，537100；2.桂平市氣象局，廣西，桂平，537200；3.玉林市氣象局，廣西，玉林，537000）

廣西一次中層?xùn)|風(fēng)波強(qiáng)降雨過(guò)程診斷分析

李婷1，農(nóng)國(guó)傲2，唐鶴云1，鄧雅倩3

（1.貴港市氣象局，廣西，貴港，537100；2.桂平市氣象局，廣西，桂平，537200；3.玉林市氣象局，廣西，玉林，537000）

通過(guò)對(duì)2014年7月08-09日廣西東南地區(qū)強(qiáng)降雨天氣過(guò)程分析，得出此次過(guò)程的主要影響系統(tǒng)為：中層?xùn)|風(fēng)波、季風(fēng)槽前低層西南暖濕氣流。此次東風(fēng)波系統(tǒng)主要是受西太平洋副高和大陸副高之間的切變發(fā)展而成，東風(fēng)波槽前和波軸上利于上升運(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)，為強(qiáng)降雨提供了有利的動(dòng)力條件。季風(fēng)槽前低層西南氣流為強(qiáng)降雨提供了充沛的水汽。

中層?xùn)|風(fēng)波；暴雨；診斷分析

1 引言

進(jìn)入后汛期，廣西位于副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流中，除了臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的暴雨天氣過(guò)程，東風(fēng)波也常為廣西帶來(lái)不同程度的強(qiáng)降雨過(guò)程。東風(fēng)波暴雨發(fā)生的機(jī)理一直是氣象學(xué)者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在天氣學(xué)原理中［1］，東風(fēng)波的定義是：在副熱帶高壓帶南側(cè)對(duì)流層中、下層的東風(fēng)氣流里，常存在一個(gè)槽或氣旋性曲率最大區(qū)，呈波狀形勢(shì)自東向西移動(dòng)，這就是熱帶波動(dòng)，因?yàn)檫@種波動(dòng)出現(xiàn)，并活動(dòng)在東風(fēng)氣流里，因此泛稱東風(fēng)波。東風(fēng)波的經(jīng)典模式是在1940年代，Riehl根據(jù)加勒比海地區(qū)的氣象資料歸納出了東風(fēng)波的經(jīng)典模型。但根據(jù)我國(guó)氣象學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，影響我國(guó)的東風(fēng)波模式較為復(fù)雜，吳陽(yáng)［2］認(rèn)為影響我國(guó)的東風(fēng)波應(yīng)分為深厚東風(fēng)波、低層?xùn)|風(fēng)波和高層?xùn)|風(fēng)波三類。由于低層赤道西風(fēng)帶的存在，不同于加勒比地區(qū)典型東風(fēng)波模式，包澄瀾［3］認(rèn)為影響華南地區(qū)的高空東風(fēng)波主要表現(xiàn)在對(duì)流層的中、上層。同時(shí)關(guān)于東風(fēng)波的形成，東風(fēng)波不一定是穩(wěn)定持久而又深厚的東風(fēng)帶基本氣流中發(fā)展起來(lái)的，而可能是西風(fēng)小槽、冷鋒進(jìn)入ITCZ后發(fā)展起來(lái)的。顧強(qiáng)民［4］認(rèn)為當(dāng)熱帶低壓或臺(tái)風(fēng)北上后，東西兩環(huán)副高合并過(guò)程中，也可形成東風(fēng)波。而關(guān)于東風(fēng)波降雨的機(jī)制，許多學(xué)者通過(guò)各方面研究，也有不少成果。方法主要有統(tǒng)計(jì)分析、診斷分析、數(shù)值模擬等。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，林確略［5］發(fā)現(xiàn)影響廣西的東風(fēng)波以中高層最為常見(jiàn)，若配合低層南風(fēng)加大，可引起區(qū)域性或大范圍（大雨）暴雨天氣。

2014年7月08-09日在西太平洋副高和大陸副高合并過(guò)程中產(chǎn)生了中層?xùn)|風(fēng)波，并西移影響廣西。本文將對(duì)此次過(guò)程深入探討其暴雨的影響因素、天氣系統(tǒng)作用、動(dòng)力條件等，加深東風(fēng)波的認(rèn)識(shí)，找出預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，為今后監(jiān)測(cè)與防范此類東風(fēng)波暴雨提供參考。

2 資料選取

本文使用的資料為2014年7月08-09日常規(guī)探空和地面觀測(cè)資料、NCEP再分析資料、衛(wèi)星云圖、南寧和柳州新一代多普勒雷達(dá)圖、廣西區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)等資料。

3 強(qiáng)降雨實(shí)況

7月09日01-02時(shí)，在強(qiáng)降雨發(fā)展前期，廣西桂林、百色有局地的短歷時(shí)強(qiáng)降雨發(fā)展，但是大于20mm以上的站點(diǎn)少、分布分散。03時(shí)廣西的南部也開(kāi)始出現(xiàn)短歷時(shí)強(qiáng)降雨，其中玉林北流大容山600m站點(diǎn)出現(xiàn)小時(shí)雨強(qiáng)25.6mm的最強(qiáng)小時(shí)雨強(qiáng)，在北海市合浦也同時(shí)出現(xiàn)了小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)23.1mm的短歷時(shí)強(qiáng)降雨，另外兩個(gè)受上一個(gè)小時(shí)減弱后的強(qiáng)降雨影響，也同時(shí)出現(xiàn)較強(qiáng)的短歷時(shí)強(qiáng)降雨，出現(xiàn)在百色田林。04-06時(shí)小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)20mm以上的站點(diǎn)明顯增多，主要分布在玉林-欽州一帶，最強(qiáng)小時(shí)雨強(qiáng)還是在大容山，并在05時(shí)出現(xiàn)過(guò)程雨強(qiáng)最強(qiáng)的小時(shí)強(qiáng)降雨95.5mm。07時(shí)，玉林一帶的強(qiáng)降雨減弱，其中在柳州融水出現(xiàn)24.9mm的小時(shí)雨強(qiáng)，08-09時(shí)柳州的強(qiáng)降雨發(fā)展比玉林一帶的降雨強(qiáng)盛，主要的降雨是出現(xiàn)在柳州一帶，最強(qiáng)小時(shí)雨強(qiáng)是08時(shí)柳州融水永樂(lè)鄉(xiāng)達(dá)71.7mm，09時(shí)之后，強(qiáng)降雨的范圍減弱、強(qiáng)度減小，主要維持在廣西北部，12時(shí)強(qiáng)降雨明顯減弱。

圖1 2014年7月9日00時(shí)-12時(shí)廣西降雨分布

此次強(qiáng)降雨過(guò)程累積雨量在100mm以上的站點(diǎn)有8個(gè)，其中有2個(gè)是在柳州融水，其余都是出現(xiàn)在玉林，也就是說(shuō)有兩個(gè)主要的降雨帶，最明顯的是出現(xiàn)在廣西東南部一帶，另一個(gè)雨帶是分布在廣西的東北部。

此次強(qiáng)降雨過(guò)程主要是由中層?xùn)|風(fēng)波和西南氣流共同影響，具有小時(shí)雨強(qiáng)大、累積雨量強(qiáng)的特點(diǎn)，此次降雨機(jī)制進(jìn)行將是本文的分析重點(diǎn)。

4 環(huán)流形勢(shì)演變特征和主要影響系統(tǒng)

7月6日20時(shí)，500hPa高緯環(huán)流主要是兩槽一脊形勢(shì)為主，貝湖一帶為寬闊的脊區(qū)。500hPa中緯度地區(qū)多短波槽活動(dòng)，分別位于河套地區(qū)的西側(cè)和東海海面上。短波槽南側(cè)為兩個(gè)強(qiáng)大的副熱帶高壓，其中大陸副熱帶高壓中心位于四川盆地，而西太平洋副高也西伸到內(nèi)陸地區(qū)，控制長(zhǎng)江中下游地區(qū)。兩個(gè)高壓雖然發(fā)展強(qiáng)盛，但是并沒(méi)有打通連成帶狀。在西太平洋副高南側(cè)海面上130.3°E，19°N的是2014年第8號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“浣熊”。在北側(cè)短波槽和南側(cè)臺(tái)風(fēng)的夾擊作用下，7日08時(shí)副高斷裂為三段，分別位于日本島以南的洋面上、臺(tái)灣及其附近洋面上和湖南一帶。四川盆地上仍然是副高控制，直到200hPa，是南壓高壓的中心。中南半島上有季風(fēng)低壓，廣西受季風(fēng)槽前的西南氣流控制。影響此次降雨的中層重要系統(tǒng)則是，此時(shí)出現(xiàn)在大陸副高南側(cè)和西太平洋副高之間的氣旋式切變——東風(fēng)波，為此次強(qiáng)降雨提供了重要的中高層動(dòng)力條件。由于臺(tái)風(fēng)“浣熊”快速向北移動(dòng)，大陸副高合并加強(qiáng)，而此時(shí)西太平洋副高也加強(qiáng)西伸，東風(fēng)波隨著西太平洋副高的西伸逐漸西移，08日20時(shí)500hPa東風(fēng)波西移至廣東西部。由于西太平洋副高西伸的作用，西太平洋副高與季風(fēng)槽之間的氣壓梯度加大，導(dǎo)致季風(fēng)槽前的西南氣流加強(qiáng)，同時(shí)西太平洋副高西南側(cè)的西南氣流共同作用，700hPa-850hPa的西南氣流發(fā)展，為強(qiáng)降雨的發(fā)生提供了較好的水汽輸送條件。09日02時(shí)，500hPa東風(fēng)波移至梧州東部，同時(shí)低層出現(xiàn)水汽輻合，影響廣西東南部的強(qiáng)降雨開(kāi)始發(fā)展。09日08時(shí)500hPa東風(fēng)波向西北移動(dòng)，廣西東南部的降雨減弱，而廣西北側(cè)降雨發(fā)展，12時(shí)降雨減弱。

從地面形勢(shì)場(chǎng)來(lái)看，07日08時(shí)，云南西面有西南低壓控制，廣西氣壓梯度較弱，處于均勻場(chǎng)中。隨著低層暖濕氣流影響，廣西地區(qū)氣壓減弱，09日02-05時(shí)出現(xiàn)負(fù)的三小時(shí)負(fù)變壓，有利于地面的輻合，為此次降雨提供了地面的觸發(fā)條件。

5 低層水汽條件分析

低層水汽的表征主要是水汽通量和水汽通量散度兩個(gè)物理量，水汽通量可以表示強(qiáng)降雨區(qū)水汽的輸送情況，而水汽通量散度則可以更直觀的看出水汽的輻合輻散情況。以下將對(duì)7月8日-9日的水汽條件進(jìn)行詳細(xì)的診斷分析。

5.1 水汽通量場(chǎng)分析

利用NECP再分析資料，看到降雨發(fā)生前08日20時(shí)（圖略），850hPa在廣西西部至云南東南部地區(qū)為水汽通量大值區(qū)，并在南海北部有水汽通量脊凸起影響至北部灣海區(qū)；925hPa水汽通量有兩個(gè)大值中心，一個(gè)在廣西西部，一個(gè)在北部灣海面上。說(shuō)明降雨發(fā)生前，低層在南海北部有水汽輸送的大值。強(qiáng)降雨發(fā)生時(shí)，09日02時(shí)，925hPa水汽通量大值中心位于北海，且中心數(shù)值由08日20時(shí)的8g·cm-1· hPa-1·s-1升至14g·cm-1·hPa-1·s-1，水汽通量脊由桂南向桂北凸起；850hPa從北部灣海面上出現(xiàn)一個(gè)水汽通量脊，大值中心達(dá)12g·cm-1·hPa-1·s-1；700hPa雖然沒(méi)有明顯的水汽通量脊，但是廣西東南部的水汽通量值都在4g·cm-1·hPa-1·s-1以上，比廣西的西部北部水汽通量要大，說(shuō)明在廣西東南部的水汽條件比北部的條件好，也對(duì)應(yīng)強(qiáng)降雨的實(shí)況，強(qiáng)降雨暴雨點(diǎn)和雨量東南部比北部更明顯。降雨過(guò)后，廣西低層受西南氣流影響，水汽通量維持較大的值。從水汽通量的診斷分析，可以看出此次降雨在南海有兩個(gè)水汽通量大值中心，一個(gè)是在北部灣沿海，對(duì)應(yīng)高層季風(fēng)槽前西南氣流；另一個(gè)是中南半島以東的南海上的水汽通量大值中心，對(duì)應(yīng)西太平洋副高西南側(cè)的東南氣流。從水汽通量值來(lái)看，北部灣沿海上的水汽通量大值中心明顯高于南海上的大值中心，而南海上的水汽通量大值中心更偏東偏南，說(shuō)明此次強(qiáng)降雨的水汽輸送帶主要有兩支氣流影響，一個(gè)是季風(fēng)槽前的西南氣流，另一個(gè)是西太平洋副高的東南氣流，而從數(shù)值和位置來(lái)看，季風(fēng)槽的西南氣流是此次強(qiáng)降雨的主要水汽輸送系統(tǒng)。

利用NECP再分析資料計(jì)算整層可降水量分析，在南海北部到桂東南有一個(gè)可降水量的大值中心，與925hPa水汽通量大值中心正好配合，也對(duì)應(yīng)實(shí)際降雨的大值中心。

5.2 水汽通量散度分析

暴雨的出現(xiàn)僅僅有大的水汽通量還是不夠的，還必須有低層的水汽輻合。

從水汽通量散度來(lái)看，廣西東南部強(qiáng)降雨發(fā)生前，925hPa水汽通量散度由08日20時(shí)的-3.3g·cm-2·hpa-1·s-1降至-8.1g·cm-2·hpa-1·s-1，說(shuō)明隨著西南風(fēng)的發(fā)展，從南海北部往廣西南部的水汽通量加大的同時(shí)，而桂東南地區(qū)低層水汽輻合也在增加。而700hPa水汽通量散度也由輻散場(chǎng)轉(zhuǎn)為輻合。至09 日08時(shí)，雖廣西700hPa水汽通量散度雖然仍然是輻合場(chǎng)，但850-925hPa都轉(zhuǎn)為輻散場(chǎng)，僅850hPa在廣西東北部仍有水汽通量的輻合，根據(jù)此時(shí)的水汽輻合條件來(lái)看，廣西東南部的925-850hPa不利于低層水汽的輻合，此時(shí)廣西東南部降雨開(kāi)始逐漸減弱，而柳州-桂林一帶有強(qiáng)降雨的發(fā)生和發(fā)展，也是跟此時(shí)水汽通量散度情況相符，850-700hPa在這一帶仍然有水汽通量輻合，但是從量值上來(lái)看比前一個(gè)時(shí)次的水汽輻合弱，因而雖然08時(shí)后柳州一帶有強(qiáng)降雨的發(fā)生，但是暴雨點(diǎn)和雨量都較前一個(gè)時(shí)次偏弱。

6 東風(fēng)波發(fā)生發(fā)展及其熱力動(dòng)力結(jié)構(gòu)

影響此次降雨的中層主要系統(tǒng)是中層?xùn)|風(fēng)波，那么這個(gè)東風(fēng)波是如何發(fā)生發(fā)展以及系統(tǒng)的熱力動(dòng)力結(jié)構(gòu)都是影響此次強(qiáng)降雨的重要因素。

6.1 東風(fēng)波的發(fā)生發(fā)展

影響此次暴雨過(guò)程的主要中層天氣系統(tǒng)是東風(fēng)波，主要體現(xiàn)在400-500hPa高度上。06日20時(shí)500hPa，在廣東南部沿海出現(xiàn)中心值為5s-1的正渦度中心，其西側(cè)為大陸副高的東北氣流，東側(cè)為西太平洋副高的西南氣流，東風(fēng)波波動(dòng)開(kāi)始形成。07日08時(shí)，正渦度中心加強(qiáng)到10s-1，波動(dòng)位置停留在廣東東部，兩側(cè)的風(fēng)速較小，約6m·s-1。07日20時(shí)，正渦度中心繼續(xù)加強(qiáng)到15s-1，并從沿海略北跳至廣東深圳。07日20時(shí)之前400hPa華南地區(qū)主要以東北氣流為主。

08日08時(shí)東風(fēng)波開(kāi)始西移到廣東的中部，500hPa正渦度中心繼續(xù)加強(qiáng)到25s-1，此時(shí)500hPa東風(fēng)波動(dòng)的上空400hPa高度開(kāi)始出現(xiàn)東北風(fēng)和東南風(fēng)的切變。8日20時(shí)，500hPa渦度中心加強(qiáng)到35s-1，波動(dòng)移至廣東西部，東風(fēng)波動(dòng)?xùn)|側(cè)出現(xiàn)明顯的東北風(fēng)和東南風(fēng)的切變，兩測(cè)最大風(fēng)速也加大到8-10m·s-1。此時(shí)由于東風(fēng)波距離強(qiáng)降雨發(fā)生區(qū)域較遠(yuǎn)，而強(qiáng)降雨區(qū)700-850hPa層次主要是受弱的高壓環(huán)流影響，西南氣流主要影響的區(qū)域在北部灣沿海，強(qiáng)降雨區(qū)域水汽輸送條件弱，因而廣西主要是以午后的對(duì)流性天氣為主，20時(shí)全區(qū)的雨勢(shì)減弱為主。

09日 02時(shí)，400hPa東風(fēng)波渦度繼續(xù)增大到6s-1，東南風(fēng)開(kāi)始加強(qiáng)，波槽位置在廣東西部。500hPa東風(fēng)波槽的東側(cè)東南風(fēng)偏東的趨勢(shì)有所加強(qiáng)。配合此時(shí)廣西的降雨，主要是在東風(fēng)波槽前，廣西東南地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)降雨。到了9日08時(shí)，受大陸副高西移北抬的影響，配合波槽東側(cè)的東南風(fēng)發(fā)展，東風(fēng)波槽向西北方向移動(dòng)，09日08時(shí)500hPa東風(fēng)波移動(dòng)到廣西的中部，此時(shí)廣西東南部的強(qiáng)降雨開(kāi)始減弱，而廣西北部的降雨開(kāi)始發(fā)展。500hPa東風(fēng)波兩側(cè)的風(fēng)減小到6m·s-1，東北氣流逐漸轉(zhuǎn)為偏東氣流，配合的渦度中心值下降到20s-1，說(shuō)明此時(shí)東風(fēng)波動(dòng)開(kāi)始減弱。

6.2 東風(fēng)波的溫濕結(jié)構(gòu)

上文通過(guò)對(duì)東風(fēng)波的發(fā)生發(fā)展配合降雨情況進(jìn)行了剖析，可以得知東風(fēng)波是影響此次強(qiáng)降雨的重要的對(duì)流層中層天氣系統(tǒng)，它的動(dòng)力結(jié)構(gòu)會(huì)影響降雨，并且熱力結(jié)構(gòu)也是重要的影響因素。下文將對(duì)東風(fēng)波的溫度、濕度條件進(jìn)行仔細(xì)的分析。

從前文的分析可以得知，06日20時(shí)-08日14時(shí)前是東風(fēng)波的發(fā)展時(shí)期，8日20時(shí)-09日02時(shí)是東風(fēng)波的最強(qiáng)時(shí)期，而09日08時(shí)東風(fēng)波開(kāi)始減弱北抬。首先從溫度場(chǎng)對(duì)東風(fēng)波進(jìn)行分析，06日20 時(shí)500hPa出現(xiàn)東風(fēng)波擾動(dòng)，此時(shí)在東風(fēng)波波后的東南風(fēng)中氣溫是-3℃，略高于東風(fēng)波前東北風(fēng)中的氣溫。07日08時(shí)，東北風(fēng)中出現(xiàn)-4℃的氣溫，而東南風(fēng)中的氣溫略升到-2℃，此時(shí)低溫中心出現(xiàn)在東風(fēng)波波槽前的東北氣流中。07日20時(shí)東風(fēng)波波槽前的東北氣流中-4℃范圍增大，冷中心發(fā)展。08日08時(shí)，東風(fēng)波波后的氣溫也降低，此時(shí)冷中心不在偏向于波槽前，而是出現(xiàn)在東風(fēng)波的兩側(cè)，而最低氣溫降到-5℃。08日20時(shí)-09日08時(shí)，東風(fēng)波從盛期轉(zhuǎn)入減弱期，期間東風(fēng)波的冷中心溫度是-4℃。綜上，在東風(fēng)波整個(gè)發(fā)展時(shí)期都配合有冷中心的出現(xiàn)和發(fā)展，冷中心氣溫較外圍溫度略偏高1-3℃，波動(dòng)發(fā)展期間也配合冷中心的加強(qiáng)。

圖2 a、b、c、d分別為2014年7月9日08時(shí)和7月9日08時(shí)400-500hPa風(fēng)場(chǎng)疊加渦度場(chǎng)（矢量為風(fēng)，單位m·s-1；線條為渦度，單位S-1）

相對(duì)于溫度，假相當(dāng)位溫是即考慮了氣壓又考慮了潛熱對(duì)氣溫影響的物理量，從溫度分析此次東風(fēng)波過(guò)程，可以發(fā)現(xiàn)其冷心結(jié)構(gòu)，而從假相當(dāng)位溫可以尋找東風(fēng)波及其影響的氣層中的穩(wěn)定性。對(duì)08日20時(shí)沿東風(fēng)波軸做假相當(dāng)位溫的剖面，可以看到在500hPa高度有假相當(dāng)位溫的低值中心，從底層向500hPa假相當(dāng)位溫是降低趨勢(shì)，500hPa向上是升高趨勢(shì)?？梢?jiàn)在對(duì)流層中低層的大氣層結(jié)是靜力不穩(wěn)定的。對(duì)應(yīng)09日08時(shí)東風(fēng)波軸上的假相當(dāng)位溫剖面圖可以看見(jiàn)，假相當(dāng)位溫低值中心也是分布在500hPa高度，氣層屬于不穩(wěn)定層結(jié)。

由于影響此次強(qiáng)降雨的東風(fēng)波系統(tǒng)主要是存在對(duì)流層中層，水汽的絕對(duì)值較小，只能從水汽的飽和程度分析東風(fēng)波的濕度條件。表征相對(duì)濕度的物理量主要是溫度露點(diǎn)差。在東風(fēng)波的發(fā)展初期，07日08時(shí)僅在東北氣流中有一個(gè)溫度露點(diǎn)差為2℃的相對(duì)濕區(qū)，其他地方溫度露點(diǎn)差都在6℃以上。07日20時(shí)，東北氣流中溫度露點(diǎn)差都降到1-3℃，相對(duì)的濕區(qū)在東北氣流中發(fā)展。08日08時(shí)，東風(fēng)波軸槽后中相對(duì)濕區(qū)發(fā)展，出現(xiàn)一個(gè)站點(diǎn)溫度露點(diǎn)差為2℃的區(qū)域。08日20時(shí)，東風(fēng)波波軸兩側(cè)的都有相對(duì)濕區(qū)。09日08時(shí)，減弱的東風(fēng)波相對(duì)濕區(qū)溫度露點(diǎn)差升高到6℃以上，這個(gè)區(qū)域的相對(duì)濕區(qū)變?yōu)楦蓞^(qū)；而東北風(fēng)和東南風(fēng)之間切變的區(qū)域仍然保持著溫度露點(diǎn)差在2℃的相對(duì)濕區(qū)。

圖3 a、b、c分別為2014年7月8日20時(shí)、7月9日02時(shí)和7月9日08時(shí)100E-130E沿23N剖面圖（矢量為風(fēng)，線條為散度）

6.3 東風(fēng)波的動(dòng)力結(jié)構(gòu)

對(duì)08日08時(shí)沿著24°N做剖面 （圖略），在125°E，100-200hPa有強(qiáng)的輻散中心，對(duì)應(yīng)臺(tái)風(fēng)對(duì)流層頂?shù)妮椛⒔Y(jié)構(gòu)；116°E以西中高層為偏東氣流，在115°E500hPa高度出現(xiàn)東風(fēng)波，此時(shí)東風(fēng)波大約發(fā)展至300hPa高度，波軸垂直，波軸和波附近的散度場(chǎng)數(shù)值都比較小，說(shuō)明此時(shí)東風(fēng)波還處于發(fā)展階段。08日20時(shí)東風(fēng)波（如圖3a）向下發(fā)展到650hPa高度，此時(shí)波軸呈現(xiàn)略東傾結(jié)構(gòu)，并且在500-600hPa波軸上出現(xiàn)正散度中心。09日02時(shí)（如圖3b）東風(fēng)波西移至廣西雨區(qū)上空，整個(gè)波軸東傾明顯；配合低層的西南風(fēng)發(fā)展，此時(shí)在雨區(qū)附近600hPa以下出現(xiàn)水汽的輻合；500-300hPa中高層輻散層疊加低層的水汽輻合，降雨開(kāi)始發(fā)展。09日08時(shí)（如圖3c），東風(fēng)波槽底穩(wěn)定少動(dòng)，其高層略有西移，東傾結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)為垂直結(jié)構(gòu)，500hPa東風(fēng)波開(kāi)始減弱，波軸上輻散場(chǎng)轉(zhuǎn)為負(fù)值，雨區(qū)500hPa上空轉(zhuǎn)為輻合場(chǎng)，而650hPa以下為輻散場(chǎng)，此時(shí)廣西東南部的降雨趨于結(jié)束。

通過(guò)渦度平流分析中、高層動(dòng)力條件。從500-400hPa中層渦度場(chǎng)來(lái)看（圖略），在東風(fēng)波波槽附近有渦度大值中心，但由于風(fēng)速較小，因而渦度平流的數(shù)值偏小。但降雨發(fā)生前08日20時(shí)，從500hPa渦度平流場(chǎng)可以看到，此時(shí)東風(fēng)波槽和波軸上前有正渦度平流，至09日08時(shí)，500hPa廣西區(qū)域的渦度平流場(chǎng)均轉(zhuǎn)為正渦度平流，且桂南的正渦度平流數(shù)值增長(zhǎng)；400hPa的渦度平流場(chǎng)與500hPa類似，渦度平流值維持。300-200hPa雨區(qū)上空也是維持正渦度平流。說(shuō)明整個(gè)降雨期間，桂東南的雨區(qū)上空維持正渦度平流發(fā)展，高層的正渦度平流有利于維持上升氣流。

7 對(duì)流層高層輻散條件分析

影響此次強(qiáng)降雨過(guò)程的重要天氣系統(tǒng)分別是中層?xùn)|風(fēng)波，低層主要是季風(fēng)槽前的西南氣流發(fā)展，為降雨區(qū)提供了重要的低層條件。但是強(qiáng)降雨的發(fā)生發(fā)展離不開(kāi)對(duì)流層高層的影響系統(tǒng)。此下，將對(duì)對(duì)流層高層進(jìn)行詳細(xì)分析，尋找有利東風(fēng)波和暴雨發(fā)生發(fā)展的高層影響系統(tǒng)。300-200hPa雨區(qū)上空也是維持正渦度平流。

從200hPa環(huán)流形勢(shì)分析，對(duì)流層高層的系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，主要的系統(tǒng)是南亞高壓和西太平洋副高。南亞高壓高壓中心穩(wěn)定維持在四川盆地。南亞高壓中心強(qiáng)大而穩(wěn)定，沿著南亞高壓有大風(fēng)速帶自北向南移動(dòng)。西太平洋副高較弱，主要是在洋面上，華南地區(qū)在08日20時(shí)才受發(fā)展的西太平洋副高影響，從東北氣流轉(zhuǎn)為弱的西南-東南氣流。

07日08時(shí)在華南和長(zhǎng)江中下游地區(qū)是南亞高壓東側(cè)分流區(qū)，有利于對(duì)流層中層低層的低壓發(fā)展。07日20時(shí)-08日20時(shí)長(zhǎng)江中下游區(qū)域分流形勢(shì)轉(zhuǎn)受臺(tái)風(fēng)高層輻散環(huán)流影響。而由于臺(tái)風(fēng)高層環(huán)流和南亞高壓之間氣壓梯度加大的作用，南亞高壓東側(cè)的大風(fēng)速帶自兩湖地區(qū)向廣西發(fā)展，出口區(qū)正處在廣西。而08日20時(shí)由于臺(tái)風(fēng)環(huán)流的北移，西太平洋副熱帶的發(fā)展，華南南部地區(qū)也轉(zhuǎn)受西太平洋副高偏南氣流影響。配合渦度可以發(fā)現(xiàn)，高層的正渦度最大值是出現(xiàn)在大風(fēng)軸上，雖然在華南地區(qū)也有兩高之間的切變，但是其渦度值遠(yuǎn)小于大風(fēng)軸上的切變渦度。同樣的情形在300hPa也有體現(xiàn)。09日02 時(shí)200hPa切變渦度維持在桂東北地區(qū)，渦度從9S-1升到10S-1。正是這切變渦度為廣西降雨區(qū)上空提供了重要的動(dòng)力條件-正渦度平流，正是這正渦度平流維持中層?xùn)|風(fēng)波的發(fā)生和發(fā)展，也維持了暴雨區(qū)域強(qiáng)降雨上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)生和發(fā)展。09日08時(shí)，南亞高壓東北氣流略有北抬，而大風(fēng)區(qū)的切變渦度大值區(qū)也跟著北抬。對(duì)應(yīng)此時(shí)中層的大陸高壓也隨著北抬，東風(fēng)波隨著北抬，而隨著對(duì)流層高層的切變渦度大值區(qū)的北抬，主要雨區(qū)也從廣西東南部北抬到廣西北部。由于此時(shí)切變渦度較前一個(gè)時(shí)次減弱，正渦度平流值08時(shí)小于02時(shí)，對(duì)比兩個(gè)區(qū)域的強(qiáng)降雨也可以發(fā)現(xiàn)02時(shí)出現(xiàn)的降雨范圍更大強(qiáng)度更強(qiáng)。

綜上，南亞高壓的北抬引導(dǎo)中層大陸高壓隨著北抬，且西太平洋副高發(fā)展，是東風(fēng)波在09日08時(shí)北抬的重要原因。南亞高壓大風(fēng)軸上的風(fēng)切變對(duì)應(yīng)的正渦度平流也是對(duì)流層中層?xùn)|風(fēng)波和低層的系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展的重要原因。

8 強(qiáng)降雨的不穩(wěn)定能量特征

除了水汽條件和抬升條件，不穩(wěn)定能量也是強(qiáng)降雨發(fā)生的基本條件之一。

對(duì)08日20時(shí)的TLOP探空資料進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)廣西的自由對(duì)流高度都較低，都在700hPa以下，其中桂林、梧州兩個(gè)站的自由對(duì)流高度最低，梧州的自由對(duì)流高度與抬升凝結(jié)高度在同一高度。分析抬升凝結(jié)高度可見(jiàn)，桂林、北海、梧州三個(gè)站的抬升凝結(jié)高度基本在925hPa附近。廣西的東南部自由對(duì)流高度和抬升凝結(jié)高度都在925hPa附近，這意味著只需要較弱的擾動(dòng)或抬升，就可導(dǎo)致水汽凝結(jié)，并發(fā)生對(duì)流。

分析探空資料和溫度露點(diǎn)差，梧州站700hPa以下比較干燥，濕層主要是700hPa以上。梧州站在925hPa出現(xiàn)了逆溫，但是逆溫層厚度較薄。逆溫層附近溫度露點(diǎn)差也較大，說(shuō)明這個(gè)逆溫層具有暖、干的特性。廣東西部的也有著同樣的性質(zhì)。配合低層風(fēng)看，梧州站為偏東風(fēng)的影響，配合上游臺(tái)站的相同特性，說(shuō)明梧州站低層溫濕特性為由副高的下沉氣流造成干暖特性的影響。如果我們只注意偏東風(fēng)里暖干特性，很容易誤認(rèn)為降雨不容易產(chǎn)生，或者判斷降雨的性質(zhì)為副高外圍的不穩(wěn)定對(duì)流陣雨。

雖然梧州站的濕層厚度較高，低層較干，但廣西西部北部受低層西南風(fēng)影響的站點(diǎn)水汽都比較飽和?？梢灶A(yù)判，當(dāng)西南氣流發(fā)展，暖干的低層會(huì)產(chǎn)生增濕的過(guò)程。這從09日08時(shí)的探空資料（圖略）可以得到印證，桂東南雨區(qū)的低層是受西側(cè)的暖濕氣流影響而發(fā)生了增濕的過(guò)程。

梧州站低層的暖干特性對(duì)強(qiáng)降雨預(yù)報(bào)產(chǎn)生迷惑性作用，而這個(gè)表征穩(wěn)定的層結(jié)的逆溫層出現(xiàn)在近地面，抑制近地面氣層強(qiáng)烈亂流的發(fā)生，這種抑制也是對(duì)大氣低層不穩(wěn)定能量進(jìn)行儲(chǔ)存和積累，使得不穩(wěn)定能量不至于零散釋放，而是集中在具有觸發(fā)條件的時(shí)候釋放。

選取K指數(shù)進(jìn)行分析，K指數(shù)表征大氣穩(wěn)定度及中低層水汽含量和飽和程度。研究表明：當(dāng)K＞30℃可能出現(xiàn)分散雷雨或暴雨，K＞35℃則可能出現(xiàn)成片的雷雨或暴雨。配合08日20時(shí)K指數(shù)分布場(chǎng)也可以清晰的看到，廣西為K指數(shù)大值區(qū)。其中桂東南地區(qū)為K指數(shù)最大，綜合反映出該區(qū)域的氣團(tuán)較周圍大氣不穩(wěn)定，利于該區(qū)域產(chǎn)生較強(qiáng)對(duì)流及降水。

9 中尺度分析

天氣尺度系統(tǒng)的上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度是不能產(chǎn)生暴雨的，暴雨主要是在中小尺度系統(tǒng)中下降的。因而在強(qiáng)天氣分析中，正確而細(xì)致的中尺度分析是至關(guān)重要的。下面將對(duì)此次東風(fēng)波降雨進(jìn)行細(xì)致的分析，尋找有利的各種天氣系統(tǒng)影響下中尺度天氣系統(tǒng)的配置關(guān)系，尋找強(qiáng)降雨的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。

08日02-05時(shí)出現(xiàn)負(fù)的三小時(shí)變壓，三小時(shí)負(fù)變壓中心位于偏南氣流中，說(shuō)明此時(shí)地面有暖濕氣流影響；雖然地面出現(xiàn)變壓風(fēng)，有利于低層輻合作用，但是由于沒(méi)有中高層系統(tǒng)配合，此時(shí)降雨沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。至08日20時(shí)云南西面低壓繼續(xù)發(fā)展，中心氣壓值最低降至993hPa，廣西氣壓場(chǎng)雖仍然較弱，但是氣壓在997-999hPa，較前一日20時(shí)氣壓下降（07日20時(shí)氣壓在999-1001hPa之間），從氣壓場(chǎng)上預(yù)示西南氣流的發(fā)展，廣西夜間仍會(huì)受暖濕氣流影響，氣壓減弱，出現(xiàn)負(fù)的三小時(shí)變壓，出現(xiàn)變壓風(fēng)的輻合作用。08日23時(shí)從地面填圖的溫度露點(diǎn)差來(lái)看，廣西河池、來(lái)賓、南寧北部的溫度露點(diǎn)差都在5℃及以上，而其他地區(qū)溫度露點(diǎn)差都在2-3℃，說(shuō)明此刻在廣西低層的氣團(tuán)相對(duì)飽和，很容易受抬升的作用凝結(jié)出現(xiàn)降雨。

09日02時(shí)，受暖濕氣流影響，僅廣西南寧北部、來(lái)賓西部有5℃以上的相對(duì)干區(qū)，其他地方溫度露點(diǎn)差減小到2-3℃，與此同時(shí)桂南地區(qū)出現(xiàn)三小時(shí)負(fù)變壓。配合紅外云圖，發(fā)現(xiàn)在貴港北部山區(qū)以及玉林北部大容山地區(qū)出現(xiàn)三個(gè)對(duì)流云團(tuán)。說(shuō)明此時(shí)強(qiáng)降雨的地面觸發(fā)機(jī)制為地形作用對(duì)西南暖濕氣流的抬升作用。柳州雷達(dá)27號(hào)速度產(chǎn)品0.5°仰角上顯示，在桂東南強(qiáng)降雨上空，有正負(fù)速度的輻合區(qū)。此時(shí)降雨開(kāi)始發(fā)展。

09日03時(shí)從紅外云圖上看，在貴港北面和玉林北面三個(gè)小積雨云；從水汽圖上看，這三個(gè)云圖都是白亮的色調(diào)，說(shuō)明這三個(gè)云團(tuán)發(fā)展的高度較高；同一時(shí)刻的中紅外云圖上看，這三個(gè)積雨云都出現(xiàn)了灰黑色的暗區(qū)，說(shuō)明這個(gè)云團(tuán)有豐富的冰晶和水滴。從09日03時(shí)05分雷達(dá)反射率因子圖來(lái)看，三個(gè)云團(tuán)最強(qiáng)的反射率達(dá)了55dbz，發(fā)生強(qiáng)降雨的可能性較高。且降雨云團(tuán)移動(dòng)方向是自東南向東北移動(dòng)，此時(shí)三個(gè)降雨云團(tuán)系統(tǒng)性不強(qiáng)，處于發(fā)展加強(qiáng)階段。

04時(shí)的紅外云圖上顯示，貴港北部的兩個(gè)云團(tuán)逐漸發(fā)展合并，而玉林北部的云圖快速增長(zhǎng)，從形狀來(lái)看，玉林北部云團(tuán)呈圓形，而貴港北部的兩個(gè)合并的云團(tuán)則為細(xì)長(zhǎng)的帶狀，從色調(diào)來(lái)看，紅外和水汽云圖上，玉林北部云團(tuán)更為白亮，說(shuō)明玉林北部云團(tuán)比貴港北部云圖發(fā)展的高度更高。在中紅外云圖上看，玉林北部云團(tuán)較貴港北部合并云帶暗區(qū)更加明顯，范圍更大，說(shuō)明玉林北部云團(tuán)里有更多的水汽和冰晶。從邊界來(lái)看，玉林北部云圖邊界更光滑，說(shuō)明此時(shí)玉林北部云團(tuán)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟。從04時(shí)47分雷達(dá)反射率因子圖，貴港北部降水云團(tuán)已經(jīng)開(kāi)始減弱消散，但是玉林北部降雨云團(tuán)翻過(guò)貴港南部的大容山山脈，從反射率因子來(lái)看最強(qiáng)的反射率因子仍在55dbz，且呈細(xì)長(zhǎng)的帶狀西南東北向分布。柳州雷達(dá)27號(hào)速度產(chǎn)品0.5°仰角上顯示，三塊云團(tuán)所對(duì)應(yīng)的區(qū)域，為一片負(fù)速度區(qū)，在負(fù)速度區(qū)北側(cè)都有正負(fù)速度的輻合區(qū)，配合玉林北部云團(tuán)北移，說(shuō)明在云團(tuán)的北部仍然可能有對(duì)流的產(chǎn)生。

05時(shí)桂西降至999hPa，最大負(fù)變壓為1.0hPa，降雨發(fā)展到最大，此時(shí)從桂平降雨時(shí)間序列圖來(lái)看，05時(shí)桂平降雨最大。

05時(shí)從紅外、水汽、中紅外云圖上都可以看見(jiàn)（三個(gè)降雨云團(tuán)已經(jīng)合并發(fā)展，柳州雷達(dá)27號(hào)速度產(chǎn)品0.5°仰角上顯示，南部?jī)善茍F(tuán)相接，且云團(tuán)的負(fù)速度區(qū)中的逆風(fēng)區(qū)逐漸合并。到了06時(shí)，這個(gè)合并的云團(tuán)發(fā)展至最強(qiáng)，合并的云團(tuán)呈現(xiàn)光滑的圓形，紅外和水汽云圖上的色調(diào)白亮，中紅外暗區(qū)更明顯，且范圍更大。柳州雷達(dá)速度產(chǎn)品圖上，負(fù)速度區(qū)中的逆風(fēng)區(qū)發(fā)展到最大，也就是說(shuō)輻合最強(qiáng)。根據(jù)自動(dòng)站資料顯示，整個(gè)過(guò)程小時(shí)雨量最大值為09日05時(shí)玉林興業(yè)賣酒鎮(zhèn)達(dá)95.5mm。從雷達(dá)反射率因子圖上可以看出來(lái)降雨云團(tuán)合并再次發(fā)展，反射率因子最強(qiáng)值（最強(qiáng)達(dá)dbz55）從細(xì)長(zhǎng)的帶狀擴(kuò)散片狀，降雨再次發(fā)展起來(lái)。

08時(shí)，受減弱的東風(fēng)波影響，廣西東南地區(qū)的中尺度降雨云團(tuán)開(kāi)始減弱，此時(shí)廣西東南地區(qū)降雨趨于減弱。

10 小結(jié)

（1）影響此次強(qiáng)降雨過(guò)程的東風(fēng)波系統(tǒng)主要表現(xiàn)在400-500hPa，出現(xiàn)的原因是兩高之間的切變，而前期主要表現(xiàn)為東北風(fēng)和西南風(fēng)之間的切變，到了廣西東部，轉(zhuǎn)為經(jīng)典的東風(fēng)波形勢(shì)，即槽前東北風(fēng)槽后東南風(fēng)。

（2）表征東風(fēng)波生成發(fā)展的物理量是渦度，伴隨東風(fēng)波的發(fā)展，渦度也逐漸變大過(guò)程，其冷中心的強(qiáng)度和范圍也隨著發(fā)展擴(kuò)大。東風(fēng)波影響的氣層在東風(fēng)波活動(dòng)的區(qū)域也表現(xiàn)為一個(gè)假相當(dāng)位溫的低值中心，因而在對(duì)流層中下層氣層是不穩(wěn)定的。

（3）由于中南半島季風(fēng)槽的維持和發(fā)展，此次降雨過(guò)程主要有兩個(gè)水汽的輸送帶，一個(gè)是季風(fēng)槽，另一個(gè)是西太平洋副高西側(cè)的東南氣流，降雨的主要水汽輸送來(lái)著西南氣流的水汽輸送。

（4）中層?xùn)|風(fēng)波的移動(dòng)受200hPa急流的北抬的影響，在影響廣西的時(shí)候出現(xiàn)了北抬的現(xiàn)象。

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Diagnostic Analysis of mid-level easterly waves heavy rain in Guangxi

Li ting1，Nong guoao2Tangheyun1Dengyaqian3
（1.Guigang Municipal Meteorological Service；2.Guiping Municipal Meteorological Service；3.Yulin Meteorological Service）

Based on the analysis on the heavy rain occurred in the southeast of Guangxi on 8th-9th，July，2014，it is found that the main affecting systems for this process are the mid-level easterly waves and southwest warm moist air before the low-level monsoon trough.This easterly waves is mainly affected by the shear by the western Pacific subtropical high and the mainland subtropical high.There is divergence between the wave axis and the front of easterly waves trough，which benefits to the heavy rain.The convergence of the low-level southwest air bring the adequate vapor for heavy rain.

mid-level easterly waves；heavy rain；diagnostic analysis

P458.1+21

A

1673-8411（2015）04-0064-08

2014-12-18

廣西西江黃金水道主要?dú)庀鬄?zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究

李婷（1987—），女，廣西貴港市人，貴港市氣象局助理工程師，學(xué)士，現(xiàn)主要從事天氣預(yù)報(bào)與服務(wù)工作。