陸秋霖，陳明璐，胡勇林

（玉林市氣象局，廣西玉林，537000）

玉林市兩次冬季暴雨過(guò)程分析

陸秋霖，陳明璐，胡勇林

（玉林市氣象局，廣西玉林，537000）

利用常規(guī)觀(guān)測(cè)資料、自動(dòng)站雨量資料以及6h一次的NECPFNL分析資料（水平分辨率為1°×1°）等，對(duì)2016年1月27日20時(shí)～28日20時(shí)和2013年12月13日20時(shí)～16日20時(shí)玉林市兩次冬季暴雨過(guò)程進(jìn)行診斷分析，結(jié)果表明：兩次冬季暴雨過(guò)程均主要受南支槽東移和切變線(xiàn)的影響，西南氣流為這兩次過(guò)程提供了大量的水汽。低層輻合高層輻散促進(jìn)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，觸發(fā)了大氣層結(jié)的不穩(wěn)定度，而K指數(shù)對(duì)暴雨的預(yù)報(bào)有一定的指示作用。

玉林；冬季；暴雨；水汽；K指數(shù)

玉林市位于廣西東南部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，冬季（12月—次年2月）受東北季風(fēng)控制，降雨較少，冬季暴雨事件是一種小概率事件，預(yù)報(bào)難度大。近年來(lái)隨著氣候異常變化，玉林市冬季暴雨發(fā)生的頻率逐漸增多，國(guó)家和社會(huì)對(duì)冬季暴雨的預(yù)報(bào)提出了更高的要求，而弄清楚冬季暴雨的影響系統(tǒng)，對(duì)于提升預(yù)報(bào)能力具有重要的意義。凌穎［1］等對(duì)廣西冬季暴雨事件的特征及影響天氣系統(tǒng)進(jìn)行分析，表明冬季暴雨事件主要影響系統(tǒng)是南支槽東移和冷空氣南下共同影響，與充沛的水汽、強(qiáng)烈的對(duì)流不穩(wěn)定和輻合上升運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。也有一些氣象學(xué)者對(duì)冬季暴雨的環(huán)流背景和暴雨維持的物理機(jī)制等方面進(jìn)行了分析［2-7］。本文選取玉林市具有不同特征的兩次冬季暴雨過(guò)程（2016年1月27日～28日過(guò)程持續(xù)時(shí)間短、強(qiáng)度強(qiáng)和2013年12月13日～16日過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、累積雨量大）進(jìn)行診斷分析，得到一些對(duì)玉林市冬季暴雨發(fā)生發(fā)展條件的認(rèn)識(shí)，為冬季暴雨的預(yù)報(bào)提供一些參考依據(jù)。

1　天氣實(shí)況

2016年1月27日20時(shí)～28日20時(shí)（簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程1）和2013年12月13日20時(shí)～16日20時(shí)（簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程2），玉林市普降暴雨，局部大暴雨。通過(guò)對(duì)全市自動(dòng)雨量站的降雨量統(tǒng)計(jì)得到如下特點(diǎn)：

（1）暴雨區(qū)域：過(guò)程1玉林市大部出現(xiàn)了暴雨，其中大暴雨主要出現(xiàn)在玉林市東南部，并伴隨有雷暴天氣，最大雨量為博白新田鎮(zhèn)291mm。過(guò)程2中14日暴雨主要出現(xiàn)在玉林市北部，15日降水強(qiáng)度略減小，暴雨范圍縮小在玉林市東部，16日降水再次加強(qiáng)，玉林市大部都出現(xiàn)了暴雨，整個(gè)過(guò)程雨量超過(guò)100mm，過(guò)程最大雨量為興業(yè)蒲塘鎮(zhèn)212.4mm。

（2）降雨等級(jí)：過(guò)程1中玉林市出現(xiàn)了134站暴雨，63站大暴雨和1站特大暴雨。而過(guò)程2中，玉林市出現(xiàn)了7站暴雨，201站大暴雨，其中日暴雨多達(dá)301站次，大雨256站次（表1）。

（3）降雨持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度：過(guò)程1的持續(xù)時(shí)間短、強(qiáng)度強(qiáng)，小時(shí)雨強(qiáng)最大為33mm，接近汛期暴雨降水強(qiáng)度，累計(jì)雨量創(chuàng)歷史同期新高。過(guò)程2的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，小時(shí)雨量都在15mm以下，一般為1～10mm，24小時(shí)雨量達(dá)到暴雨，但沒(méi)有出現(xiàn)大暴雨。

表1　玉林市兩次冬季暴雨過(guò)程大雨以上站數(shù)逐日演變（單位：站）

2　環(huán)流形勢(shì)

如圖1所示，過(guò)程1中500hPa中高緯呈兩槽一脊，烏拉爾山地區(qū)為脊。孟加拉灣有南支槽發(fā)展，槽底伸至20゜N以南，槽線(xiàn)在90゜～95゜E附近擺動(dòng)。副熱帶高壓西伸到100゜E附近，穩(wěn)定控制南海中北部，整個(gè)玉林市處于南支槽前和副高西北側(cè)的西南氣流控制。27日08時(shí)700hPa廣西受西南急流控制，到27日20時(shí)，桂南轉(zhuǎn)為偏南急流，在桂中有風(fēng)向輻合；27日08時(shí)850hPa桂林為西南風(fēng)，桂南為偏南風(fēng)，20時(shí)，梧州的偏南風(fēng)加強(qiáng)到16m.s-1，北海和陽(yáng)江轉(zhuǎn)為8m.s-1和6m.s-1的西南風(fēng)，?？跒?m.s-1的東南風(fēng)，28日08時(shí)北海、梧州為14m.s-1的西偏南風(fēng)，陽(yáng)江為6m.s-1的西北風(fēng)，海口加強(qiáng)為16m.s-1的偏南風(fēng)，在桂東南有風(fēng)向、風(fēng)速的輻合。27日地面冷高東移出海，廣西為倒槽形勢(shì)，等壓線(xiàn)呈南-北走向，為變性高壓后部回流的東南氣流控制，這樣的形勢(shì)非常有利于廣西暴雨的產(chǎn)生。29日新一股弱冷空氣南下影響廣西，降水結(jié)束。

過(guò)程2中500hPa中高緯也呈兩槽一脊的形勢(shì)，但在貝加爾湖地區(qū)為脊，推動(dòng)脊前的東北冷渦緩慢東移入海，偏北氣流帶動(dòng)冷空氣不斷南下。孟加拉灣有南支槽發(fā)展，四川盆地有高原槽東移，廣西上空為西南急流控制。副高在南海東南部擺動(dòng)，隨著南支槽的東移東退到菲律賓以東洋面。13日20時(shí)700hPa南寧和梧州為西偏南風(fēng)，北海為西南風(fēng)，在桂東南有風(fēng)向輻合；14日08時(shí)，廣西上空的西南風(fēng)加強(qiáng)成急流，梧州站由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，有氣旋型彎曲；20時(shí)，切變線(xiàn)南壓至桂北，桂南為槽前的西南急流。13日08時(shí)，850hPa桂林為偏北風(fēng)，桂南為西南風(fēng)，海南至陽(yáng)江一帶為東南風(fēng)，到了20時(shí)，梧州轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，桂南為東南風(fēng)，冷暖空氣交匯，切變輻合強(qiáng)，但并沒(méi)有出現(xiàn)急流；14日20時(shí)，北海轉(zhuǎn)偏南風(fēng)，切變線(xiàn)北抬至桂中，梧州與陽(yáng)江的東南風(fēng)加強(qiáng)成急流，有利于南海水汽的輸送；15日08時(shí)，桂北的偏北風(fēng)加大，切變線(xiàn)強(qiáng)度增強(qiáng)，15日20時(shí)至16日08時(shí)，切變線(xiàn)再次南壓到桂東南。地面冷高壓中心一直維持在蒙古一帶，靜止鋒在廣西沿海擺動(dòng)，13日前廣西已受冷空氣影響，并不斷有新冷空氣補(bǔ)充，隨著冷空氣和切變線(xiàn)的南壓、南支槽東移，暴雨帶自西北向東南推進(jìn)。直到南支槽減弱移出、850hPa廣西全轉(zhuǎn)了偏北風(fēng)，降水才趨于結(jié)束。

綜合以上分析，兩次過(guò)程500hPa均為兩槽一脊的形勢(shì)，副高較常年同期偏強(qiáng)、位置偏西，孟加拉灣有南支槽在95゜E附近緩慢東移，廣西處于南支槽前西南氣流控制，中低層有急流輸送大量的水汽。但過(guò)程1有暖區(qū)暴雨的特征，地面為變性高壓后部回流的東南氣流影響，低層在桂東南有西南風(fēng)和東南風(fēng)的輻合，除了來(lái)自孟加拉灣的水汽，還有來(lái)自南海的水汽，大量的水汽輸送有利于暴雨強(qiáng)度的增強(qiáng)；過(guò)程2具有鋒面暴雨的特征，副高西南側(cè)的東南氣流向華南輸送了大量的暖濕氣流，低層有冷式切變?cè)诠鹉?，冷暖空氣交匯，切變輻合強(qiáng)，地面靜止鋒在沿海一帶擺動(dòng)，其后不斷有新冷空氣補(bǔ)充南下影響玉林市。

圖1　2016年1月28日08時(shí)（上）、2013年12月14日08時(shí)（下）500hPa、850hPa形勢(shì)場(chǎng)

3　物理量場(chǎng)

3.1水汽條件

充沛的水汽是暴雨產(chǎn)生的重要條件之一，對(duì)兩次過(guò)程的相對(duì)濕度做剖面圖可以發(fā)現(xiàn)，降水期間，過(guò)程1中850hPa以下相對(duì)濕度維持在90%以上，再往上相對(duì)濕度急劇減小，上干下濕，有利于大氣不穩(wěn)定發(fā)展，易產(chǎn)生雷暴。過(guò)程2中700hPa以下相對(duì)濕度一直維持在90%以上，400hPa以上相對(duì)濕度才較小，濕層深厚，為暴雨的持續(xù)發(fā)展提供了充足的水汽。

分析水汽通量散度分布圖，發(fā)現(xiàn)降水期間，水汽通量散度主要在500hPa以下為負(fù)值，850hPa和700hPa玉林市的水汽通量散度數(shù)值都在-2*10-7g· cm-2hPa-1s-1以下，過(guò)程1雖然850hPa有大面積的水汽輻合中心，最大為-40*10-7g·cm-2hPa-1s-1，但范圍較暴雨范圍更廣、位置偏南，而暴雨落區(qū)與700hPa水汽通量散度的負(fù)值區(qū)較一致，隨著700hPa水汽輻合區(qū)向廣東省轉(zhuǎn)移，玉林市的暴雨天氣趨于結(jié)束。過(guò)程2從12h雨量分布來(lái)看，700hPa、850hPa水汽輻合區(qū)與降雨落區(qū)都較一致，但水汽通量散度值均比過(guò)程1的小，850hPa輻合中心最大為-33*10-7g·cm-2hPa-1s-1，隨著中低層水汽通量散度值的減小，此次暴雨過(guò)程趨于結(jié)束。

綜合以上分析，兩次過(guò)程的水汽充足，降水落區(qū)均與700hPa水汽輻合區(qū)較一致。過(guò)程1的低空有兩支急流輸送水汽，水汽輻合更強(qiáng)，暴雨強(qiáng)度更大；過(guò)程2只有一支急流輸送水汽，輻合較弱，暴雨強(qiáng)度也較弱，但濕層深厚，降水持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。

3.2動(dòng)力條件

分析兩次過(guò)程的散度場(chǎng)，如圖2，發(fā)現(xiàn)降水期間，過(guò)程1主要在700hPa以下散度為負(fù)值，在27日20時(shí)700hPa有輻合中心-20*10-5s-1，300hPa有輻散中心28*10-5s-1，高層輻散大于低層輻合，形成強(qiáng)烈的抽吸作用，有利于大氣不穩(wěn)定能量在玉林上空堆積，促進(jìn)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展。過(guò)程2主要在500hPa以下為負(fù)值，在14日08時(shí)在925hPa、700hPa均出現(xiàn)了-21*10-5s-1的輻合中心，300hPa有18*10-5s-1的輻散中心，15日散度減弱，到20時(shí)，850hPa散度增強(qiáng)到-33*10-5s-1，16日08時(shí)輻合中心上升到700hPa，并在300hPa出現(xiàn)33*10-5s-1的輻散中心。

圖2　2016年1月27日～28日（左）、2013年12月13日～16日（右）散度時(shí)間-高度剖面圖

垂直速度是上升運(yùn)動(dòng)最直接的反應(yīng)，對(duì)兩次過(guò)程的垂直速度做剖面圖可以發(fā)現(xiàn)，在降水期間，兩次暴雨過(guò)程的垂直速度均有所增強(qiáng)，高低空均為一致的上升氣流，垂直環(huán)流較深厚，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)中心出現(xiàn)在500～400hPa附近，過(guò)程1上升氣流最強(qiáng)達(dá)到了-1.6Pa/s，過(guò)程2達(dá)到-0.55Pa/s。

綜合以上分析可以發(fā)現(xiàn)，兩次過(guò)程的散度都較好的反映降水的主要時(shí)間段，高層輻散低層輻合有利于上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，過(guò)程1的上升速度場(chǎng)比過(guò)程2的要好，更有利于強(qiáng)降水的發(fā)生。

3.3K指數(shù)

K指數(shù)（K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）700）是表征水汽及層結(jié)穩(wěn)定的一個(gè)綜合物理量，反映了大氣層結(jié)穩(wěn)定的情況，其值越大表明大氣越不穩(wěn)定。兩次暴雨過(guò)程中，K指數(shù)在暴雨發(fā)生前就不斷的增大，過(guò)程1在27日20時(shí)出現(xiàn)最大值為32℃，隨著降水的發(fā)生K指數(shù)逐漸回落。過(guò)程2在13日20時(shí)出現(xiàn)最大值為33℃，隨著降水的發(fā)生K指數(shù)逐漸減小到27℃，在15日08時(shí)再一次增大到29℃，20時(shí)后低層逐漸轉(zhuǎn)為偏北氣流控制，K指數(shù)迅速降低，層結(jié)趨于穩(wěn)定。30℃以上的K指數(shù)在冬季算是很高了，說(shuō)明在暴雨前夕及期間，玉林市上空有一片不穩(wěn)定區(qū)，與暴雨區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這對(duì)暴雨的預(yù)報(bào)有一定的指示作用。

4　總結(jié)

（1）兩次冬季暴雨過(guò)程都是發(fā)生在孟加拉灣南支槽東移過(guò)程中，副熱帶高壓較常年同期偏強(qiáng)、位置偏西。過(guò)程1低層有西南風(fēng)和東南風(fēng)的輻合，地面等壓線(xiàn)呈南-北走向，有暖區(qū)暴雨的特征；過(guò)程2低層有冷式切變?cè)诠鹉弦粠[動(dòng)，地面靜止鋒在沿海擺動(dòng)，其后部有新冷空氣補(bǔ)充南下。

（2）兩次冬季暴雨過(guò)程水汽條件較好，低層均出現(xiàn)了水汽輻合中心，降水落區(qū)與700hPa水汽輻合區(qū)較一致。但過(guò)程1玉林市上空上干下濕，有利于大氣不穩(wěn)定發(fā)展，易發(fā)生雷暴天氣；過(guò)程2濕層深厚，為暴雨的產(chǎn)生和持續(xù)提供了充足的水汽。

（3）兩次暴雨過(guò)程的垂直上升速度均有所增強(qiáng)，高層輻散低層輻合，有利于大氣不穩(wěn)定能量在玉林上空堆積，K指數(shù)在暴雨發(fā)生前就增大到30℃以上，隨著降水的發(fā)生逐漸回落。

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Analysis of two winter rainstorm processes in Yulin

LU Qiu-lin，Chen Ming-lu，Hu Yong-lin
（Yulin Municipal meteorological Service，Yulin Guangxi，537000）

Based on the conventional observation data，the automatic stations rainfall data and NCEP FNL（Final）（1°×1°）every six hours，two winter rainstorm processes in Yulin of January 27th-28th in 2016 and December 13th to 16th in 2013 were analyzed.The results show that:the two winter rainstorm processes are mainly influenced by eastward southern trough and shear line，and the southwest wind provides large amount of water vapor.Low-level convergence and high-level divergence promoted the development of upward movement，and triggered the instability of the atmosphere.So the K index has certain indicative function in forecasting rainstorm.

Yulin；winter；rainstorm；water vapor；K index

P458.1+21.1

A

1673-8411（2016）02-0055-04

2016-01-15

陸秋霖（1992-），女，廣西北流人肋工，從事天氣預(yù)報(bào)工作。