鄭清，梁道藝，周曉，吳長(zhǎng)春

（陽(yáng)江市氣象局，廣東陽(yáng)江 529500）

2012年陽(yáng)江市兩場(chǎng)罕見(jiàn)深秋暴雨成因的對(duì)比分析

鄭清，梁道藝，周曉，吳長(zhǎng)春

（陽(yáng)江市氣象局，廣東陽(yáng)江 529500）

利用常規(guī)觀測(cè)資料、NECP/NCAR（1°×1°）再分析資料、多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品以及地面自動(dòng)氣象站等資料，對(duì)比分析了2012年11月下旬陽(yáng)江市的2次暴雨過(guò)程。結(jié)果表明：11月20日的暴雨屬于暖區(qū)暴雨，降雨主要集中在陽(yáng)江南部地區(qū)；11月26日的暴雨屬于鋒面暴雨，降雨主要分布在陽(yáng)江北部山區(qū)。2012年11月印度洋和南海海溫偏高，導(dǎo)致暖濕氣流旺盛，配合副熱帶高壓的階段性加強(qiáng)和西伸，使得西南水汽輸送異常偏強(qiáng)。2次降雨過(guò)程由于影響系統(tǒng)的熱力差異和地形影響，使得降雨趨勢(shì)呈反位相分布。

天氣學(xué)；暖區(qū)暴雨；鋒面暴雨；陽(yáng)江市

11月在陽(yáng)江屬于深秋時(shí)節(jié)，是一年中降雨最少的月份之一（11月—次年1月），絕大部分暴雨或以上量級(jí)的降雨發(fā)生在汛期（4—9月）［1］。陽(yáng)江汛期暴雨與南支槽、切變線、西南急流和鋒面活動(dòng)等關(guān)系密切［1］。影響陽(yáng)江地區(qū)的暴雨主要有暖區(qū)、鋒面和臺(tái)風(fēng)暴雨3種，其中暖區(qū)暴雨主要指華南和南海北部都沒(méi)有鋒面存在，且華南也不受冷空氣或冷性高壓脊控制時(shí)產(chǎn)生的暴雨，該類暴雨大多發(fā)生在地面鋒面系統(tǒng)前端200～300 km的位置（有時(shí)與鋒面系統(tǒng)的位置距離更大），有時(shí)則發(fā)生在西南風(fēng)和東南風(fēng)的匯合氣流中，甚至無(wú)切變的西南氣流里［2-3］。鋒面暴雨與鋒前暖區(qū)暴雨，不僅在中尺度雨團(tuán)活動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力結(jié)構(gòu)大氣不穩(wěn)定機(jī)制和大氣加熱結(jié)構(gòu)等方面存在明顯的差異，而且在水汽輸送中尺度環(huán)境以及與暴雨有關(guān)的垂直環(huán)流之間也有不同之處［4］。諸多文獻(xiàn)對(duì)廣東汛期暴雨的研究已取得顯著成效，但對(duì)秋冬季的暴雨研究不多見(jiàn)。近年來(lái)，廣東發(fā)生重大影響的秋季暴雨的頻率有所增加，因此對(duì)秋季暴雨的分析總結(jié)也逐漸增多。如陳炳洪等［5］對(duì)廣東2009年深秋重旱背景下一場(chǎng)暴雨的特點(diǎn)和成因分析，認(rèn)為高緯西風(fēng)槽東移引導(dǎo)較強(qiáng)冷空氣南下，冷暖空氣在華南相互作用導(dǎo)致暴雨發(fā)生，水汽輻合上升釋放凝結(jié)潛熱，對(duì)暴雨的維持起到了重要作用。吳振鵬等［6］對(duì)2011年秋季廣東暴雨過(guò)程及其水汽特征分析表明，低層850或者925 hPa的東南風(fēng)是暴雨發(fā)生的重要水汽輸送通道，暴雨發(fā)生前南海熱帶系統(tǒng)的活躍是維持850和925 hPa東南風(fēng)輸送的重要原因。李兆慧等［7］、王剛等［8］、羅碧瑜等［9］分別對(duì)2011年的同一場(chǎng)秋季暴雨從珠三角區(qū)域、白云機(jī)場(chǎng)附近的對(duì)流云團(tuán)以及梅州地區(qū)強(qiáng)降雨的角度分析，論述了廣東秋季暴雨的特點(diǎn)和成因。本研究著重對(duì)2012年陽(yáng)江市兩場(chǎng)罕見(jiàn)深秋暴雨成因進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步揭示廣東秋季暴雨的成因和規(guī)律。

1 兩場(chǎng)秋季暴雨概況

2012年11月赤道印度洋海溫偏高，在南海到菲律賓一帶激發(fā)異常的反氣旋性環(huán)流，使得副熱帶高壓明顯加強(qiáng)，熱帶印度洋和西太平洋水汽輸送隨之加強(qiáng)［10］，海上水汽源源不斷輸送到華南上空，加上地處沿海，導(dǎo)致陽(yáng)江地區(qū)上空水汽充足，空氣濕度偏大，暖濕氣流旺盛。在暖濕氣流的影響下，陽(yáng)江市2012年11月降雨量達(dá)175.6 mm，是歷史同期的4倍多，主要的降雨過(guò)程集中在11月下旬，共出現(xiàn)了2次明顯降雨過(guò)程：11月20日08：00—21日08：00（北京時(shí)，下同），陽(yáng)江南部普降大雨到暴雨，局部大暴雨，最大雨量出現(xiàn)在陽(yáng)西儒洞鎮(zhèn)達(dá)141.1 mm（圖1a）；11月26日08：00—27日08：00，陽(yáng)江北部普降暴雨局部大暴雨，南部出現(xiàn)了中到大雨局部暴雨，而沿海地區(qū)僅錄得小雨，雨量呈自北而南遞減趨勢(shì)，最大雨量點(diǎn)出現(xiàn)在陽(yáng)春永寧鎮(zhèn)達(dá)111.7 mm（圖1b）。

圖1 2012年11月20日08：00—21日08：00（a）和11月26日08：00—27日08：00（b）陽(yáng)江市雨量分布（單位：mm）

2 環(huán)流背景對(duì)比分析

2.1 低層形勢(shì)

1）地面形勢(shì)。

2012年11月20日的暴雨過(guò)程降雨主要集中在20日12：00—20：00和21日02：00—10：00的2個(gè)時(shí)段（圖2a）。20日08：00，廣東高度場(chǎng)呈現(xiàn)的東高西低形勢(shì)，陽(yáng)江處于低槽東南側(cè)的不穩(wěn)定區(qū)域中，西南低槽中心位于川東，粵西地區(qū)位于低槽的東南象限內(nèi)，利于對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展。地面氣壓場(chǎng)徑向度大，呈準(zhǔn)南北向，利于暖濕氣流的北上；11月26日的暴雨過(guò)程降雨主要集中在26日07：00—10：00和26日16：00—27日10：00（圖2b）。中路偏西冷空氣25日夜間抵達(dá)粵北地區(qū)，26日早晨冷鋒到達(dá)廣東中部地區(qū)，午后冷鋒位于南部沿海地區(qū)。對(duì)比分析地面形勢(shì)可知，20日過(guò)程屬于低槽影響的暖式降雨形勢(shì)，南部地區(qū)靠海，更有利于水汽的輸送，雨量更大；而26日過(guò)程屬于非常典型的地面冷鋒暴雨。

圖2 2012年11月19日20：00—21日20：00（a）和25日20：00—27日20：00（b）陽(yáng)江和陽(yáng)春站逐時(shí)雨量分布

2）925～850 hPa形勢(shì)。

研究表明，華南暴雨發(fā)生時(shí)邊界層的水汽輸送具有重要的作用，水汽源地主要為南海和孟加拉灣，且水汽經(jīng)向輸送異常是華南旱澇的主要原因［11-17］。廣東11月大陸和低空盛行東北季風(fēng)［2］，但在2012年11月中，華南低空主要特征表現(xiàn)為在北太平洋北側(cè)為反氣旋性環(huán)流系統(tǒng)，而南側(cè)為氣旋性環(huán)流系統(tǒng)，廣東處于反氣旋的西北側(cè)，這種形勢(shì)有利于來(lái)自孟加拉灣的西南氣流和來(lái)自南海的偏南氣流不斷向華南沿海輸送水汽（圖3），為暴雨的發(fā)生提供了良好的水汽和能量條件。

19日20：00 925 hPa切變線位于桂中-粵西北一線，廣東大部受偏南風(fēng)影響；20日08：00，廣西境內(nèi)切變維持，廣東東南風(fēng)逐漸加大，西南部東南風(fēng)強(qiáng)盛，珠江口-陽(yáng)江一線出現(xiàn)12 m/s的低空急流，為強(qiáng)降雨的發(fā)生提供了良好的水汽和能量（圖4a）。東南風(fēng)在廣東西南部輻合，觸發(fā)了強(qiáng)降雨的發(fā)生［2-3］；21日08：00切變活動(dòng)于桂中-粵西北一線，廣東省風(fēng)場(chǎng)迅速減弱，且處于反氣旋環(huán)流中，強(qiáng)降雨過(guò)程趨于結(jié)束。11月25日08：00華南南風(fēng)加強(qiáng)，切變線位于桂西地區(qū)，粵西南為一風(fēng)速輻散區(qū)域；25日20：00切變線南壓至桂中-粵西北一線，廣東省順轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，但風(fēng)速減??；26日08：00冷式切變隨冷空氣迅速南壓到廣東中南部地區(qū)，陽(yáng)江強(qiáng)降雨開(kāi)始。26日925和850 hPa冷式切變相位基本重合（圖4b）。切變北側(cè)北風(fēng)強(qiáng)勁，利于切變快速南壓［3］。切變南側(cè)南風(fēng)減弱明顯，使得切變快速南壓且伴隨強(qiáng)度減弱，造成降雨北多南少；26日20：00切變線隨冷空氣南壓入海并減弱消失，廣東省轉(zhuǎn)為一致的東北季風(fēng)影響，降雨過(guò)程結(jié)束。

圖3 2012年11月925 hPa（a）和850（b）距平風(fēng)場(chǎng)（單位：m/s）

圖4 2012年11月20日（a）和26日（b）925 hPa風(fēng)場(chǎng)（單位：m/s）

2.2 中層環(huán)流背景

11月20日暖區(qū)暴雨過(guò)程，700 hPa高原有高空槽緩慢東移，但槽底不深，主要影響粵北地區(qū)。華南位于南海反氣旋北側(cè)的偏西風(fēng)場(chǎng)中；26日鋒面暴雨過(guò)程，700 hPa環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定少變，基本維持西南偏西風(fēng)場(chǎng)（圖略）。不同之處在于20日過(guò)程濕度場(chǎng)始終維持在80%或以上，說(shuō)明當(dāng)?shù)厣峡諠駥由詈?，為降雨的發(fā)生提供了良好的水汽條件；而26日過(guò)程前期濕度相對(duì)偏低，基本在60%附近，在26日切變逼近時(shí)迅速升高至90%，大氣增濕明顯，利于強(qiáng)降雨的產(chǎn)生。2次過(guò)程對(duì)比可知，20日降雨是在濕層深厚且穩(wěn)定維持的條件下產(chǎn)生，26日暴雨過(guò)程中層濕度由干轉(zhuǎn)濕，變化較為明顯［14］。

分析20和26日500 hPa環(huán)流形勢(shì)可知，2次暴雨過(guò)程期間，高緯地區(qū)維持兩槽一脊的形勢(shì)，槽脊活動(dòng)偏北，中低緯地區(qū)維持平直的偏西風(fēng)場(chǎng)，無(wú)明顯的槽脊東傳。西太平洋副高明顯偏強(qiáng)偏北，華南沿海處于588 dagpm線北側(cè)的不穩(wěn)定區(qū)域中，基本維持多短波東傳的偏西風(fēng)場(chǎng)中，并伴隨有副高的頻繁東西進(jìn)退，為降雨的發(fā)生提供了良好的動(dòng)力和觸發(fā)條件（圖略）。

3 探空數(shù)據(jù)分析

在地面低槽和暖濕氣流影響下，20日暴雨過(guò)程前08：00（圖5a）及過(guò)程中20：00，該站濕層（t-td＜4℃）較為深厚，基本達(dá)到對(duì)流層的中上部，降雨開(kāi)始前及開(kāi)始后高濕層維持在400 hPa附近，對(duì)流層中部無(wú)明顯干層，該次暴雨過(guò)程發(fā)生在濕層深厚型的層結(jié)狀態(tài)下。26日暴雨過(guò)程開(kāi)始前，當(dāng)?shù)赜袛_動(dòng)逆溫存在，逆溫使能量在低層聚集。一旦逆溫的層結(jié)被破壞，低層的能量釋放，就有利于強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生［3］。暴雨發(fā)生前，對(duì)流層中下部溫度和露點(diǎn)曲線呈“上寬下窄”分布，低層溫度和露點(diǎn)曲線幾乎重疊，表明低層特別是在850 hPa以下，該地上空大氣異常潮濕，趨近飽和。而在中層700～500 hPa附近則相對(duì)的干冷，形成較為明顯的“上干下濕型”的位勢(shì)不穩(wěn)定層結(jié)狀（圖5b）。26日20：00，鋒面過(guò)境，該站出現(xiàn)鋒面逆溫，降雨過(guò)程也隨之結(jié)束（圖略）。

圖5 兩次暴雨過(guò)程陽(yáng)江探空曲線a.20日08：00；b.25日08：00

4 多普勒雷達(dá)產(chǎn)品分析

多普勒雷達(dá)的徑向速度產(chǎn)品能非常直觀地提供風(fēng)場(chǎng)的切變、輻合、輻散等信息［18］。20日暴雨過(guò)程中，10：30—14：36，在50 km的等距離圓內(nèi)，零等速度線呈“S”型，表明本地有暖平流，且零等速度線有一段明顯彎向正速度，觀測(cè)范圍的80 km等距離圈內(nèi)負(fù)速度面積大于正速度面積，有風(fēng)向輻合（圖6a-6c），這種速度場(chǎng)表示低層輻合有利于抬升［18］；20日21：00“S”型零速度線逐漸拉平消失，表明暖平流減弱，該地開(kāi)始出現(xiàn)風(fēng)向輻散，降水逐漸趨于結(jié)束（圖6d）；26日暴雨過(guò)程中，在20 km的等距離圓內(nèi)，零等速線呈反“S”型（圖6e-6g），該地有冷平流，且零速度線彎向正速度區(qū)的逆轉(zhuǎn)程度大于彎向負(fù)速度區(qū)的逆轉(zhuǎn)程度，負(fù)速度區(qū)面積大于正速度區(qū)面積。這種形勢(shì)雖然有輻合抬升，但沒(méi)有水汽輸送，不利于強(qiáng)降水持續(xù)［18］。

圖6 雷達(dá)徑向速度圖（單位：m/s）a-d.11月20日；e-f.11月26日

5 結(jié)論

1）2012年11月陽(yáng)江出現(xiàn)2場(chǎng)暴雨，其中暖區(qū)暴雨影響系統(tǒng)在邊界層內(nèi)，且雨量由南向北遞減；而冷鋒暴雨在中低層系統(tǒng)均表現(xiàn)清晰，且雨量由南向北遞增。暖區(qū)暴雨和鋒面暴雨雨量分布大致呈反位相分布。

2）陽(yáng)江深秋暖區(qū)暴雨多發(fā)生在高溫高濕、不穩(wěn)定的環(huán)境條件下和“濕層深厚型”的層結(jié)狀態(tài)下，引發(fā)該次暖區(qū)暴雨降水過(guò)程的系統(tǒng)主要集中在對(duì)流層下層。而陽(yáng)江深秋冷鋒暴雨發(fā)生在“上干下濕型”的層結(jié)狀態(tài)下。

3）多普勒雷達(dá)徑向速度產(chǎn)品顯示，暖區(qū)暴雨在等距離圓內(nèi)零等速度線呈“S”型，有暖平流，且零等速度線有一段明顯彎向正速度，等距離圈內(nèi)負(fù)速度面積大于正速度面積，有風(fēng)向輻合。表示有水汽輸送、低層輻合有利于抬升，有利于降水持續(xù)；鋒面暴雨在等距離圓內(nèi)，零等速度線呈反“S”型，有冷平流，且零速度線彎向正速度區(qū)的逆轉(zhuǎn)程度大于彎向負(fù)速度區(qū)的逆轉(zhuǎn)程度，負(fù)速度區(qū)面積大于正速度區(qū)面積。雖然有輻合抬升，但沒(méi)有水汽輸送，不利于強(qiáng)降水持續(xù)。

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Com parison and Analysis of the Causation for Two Rarely Seen Late-Autumn Heavy Rains in Yangjiang City in 2012

ZHENG Qing，LIANG Dao-yi，ZHOU Xiao，WU Chang-chun

（Meteorological Bureau of Yangjiang City，Yangjiang 529500）

With conventional observations，NECP/NCAR（1°×1°）reanalysis，Dopplerweather radars products and surface automatic weather stations data，we compared and analyzed two processesof heavy rains in the last ten days of November 2012 in the city of Yangjiang.The result is shown as follows.The heavy rain of November 20 was of thewarm-sector type，which wasmainly in the southern partof the city，and that of November 26 was of the frontal type，which was chiefly in the northern part.In November 2012，the sea surface temperature is relatively high in the Indian Ocean and South China Sea，resulting in vigorously warm and humid air stream，which，in conjunction with the enhanced and westward-extended phase of the subtropical high，strengthened the transportation of a southwesterly water vapor.During the two rains，the thermodynamic and terrain effect of governing systems are such that the raining tendency is distributed out-ofphase.

synoptics；warm-sector heavy rain；frontal heavy rain；Yangjiang city

P44

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.06.008

2016-08-20

鄭清（1980年生），女，學(xué)士，工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警工作。E-mail：81972180@qq.com

鄭清，梁道藝，周曉，等.2012年陽(yáng)江市兩場(chǎng)罕見(jiàn)深秋暴雨成因的對(duì)比分析［J］.廣東氣象，2016，38（6）：33-37.