范凱鋒 茅吉鋒 李盈盈

摘要：

利用常規(guī)天氣資料、物理量場以及多普勒雷達資料，對2018年9月17日慈溪地區(qū)的暴雨過程進行了多尺度分析。結(jié)果表明：此次暴雨過程由臺風倒槽、副高環(huán)流、850hPa暖切和地面弱冷空氣共同作用造成。其中，充足的水汽條件、高低空強烈的輻合輻散配置是此次暴雨形成的必要條件;中尺度輻合線對慈溪東部地區(qū)的對流發(fā)展起到重要作用;而對流云團中高層西南風與偏北風的輻合、低層持續(xù)冷平流的垂直結(jié)構(gòu)有利于對流發(fā)展和降水維持。

關(guān)鍵詞：

水汽條件;輻合輻散;中尺度;輻合線;冷平流

中圖分類號：S16

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20200630044

暴雨是由中小尺度天氣系統(tǒng)直接造成的，但其發(fā)生發(fā)展是多尺度環(huán)流和天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果，往往伴隨著劇烈的大氣活動，因而暴雨的形成是一個十分復雜的問題[1]。其中，冷暖切變線影響經(jīng)常是暴雨生成并持續(xù)的重要條件[2，3]，同時，熱力效應(yīng)對暴雨的增幅作用也不可忽視[4]。受臺風倒槽、副高環(huán)流、850hPa暖切和地面弱冷空氣共同影響，2018年9月16—17日杭州灣兩岸出現(xiàn)持續(xù)強降雨天氣，其中慈溪全市范圍出現(xiàn)暴雨到大暴雨。據(jù)災害調(diào)查了解，此次暴雨過程導致慈溪地區(qū)河道水位普遍偏高，部分田塊有積水出現(xiàn)，其中坎墩農(nóng)田受淹較嚴重，出現(xiàn)大面積積水，不利于秋菜、草莓、玉米等作物的生長發(fā)育。由于本次暴雨過程影響系統(tǒng)較多，且臺風距離遠，降雨量級預報跟實況相差較大，服務(wù)質(zhì)量不理想。本文擬對此次過程的強降雨成因進行分析，以期對今后相似暴雨過程預報提供一定的參考經(jīng)驗。

1降雨實況

此次暴雨過程從2018年9月16日夜間開始，至17日下午基本結(jié)束。受臺風倒槽、副高外圍環(huán)流、850hPa暖切和弱冷空氣共同影響，浙江省出現(xiàn)不同程度的降雨天氣，全省平均面雨量為39mm，降雨分布很不均勻，強降水中心主要在杭州灣兩岸和寧波東部沿海地區(qū)，全省累計降水量超過100mm的有313站，超過150mm的有86站，超過200mm的有17站，降雨最大值為麥地山2947mm。慈溪在本次過程的強降雨時段主要集中在16日22∶00—17日15∶00，普降暴雨到大暴雨，全市過程面雨量為119mm，其中100mm以上站點有29個、150mm以上站點有2個，雨量大值區(qū)主要出現(xiàn)在慈溪的城區(qū)和東部地區(qū)，最大為龍山站1638mm。

2環(huán)流背景及物理量場分析

2018年9月17日08∶00，我國東部地區(qū)處于副高環(huán)流控制，浙江全省處在副高592線內(nèi)，臺風“山竹”登陸后位于華南地區(qū)，浙江處于副高環(huán)流和“山竹”倒槽環(huán)流的夾縫中，850hPa上杭州灣到浙北一帶有暖式切變線存在，慈溪處在切變線南側(cè)西南氣流中。另外，華東地區(qū)已連續(xù)多日處于副高控制，悶熱少雨，也為此次過程暴雨對流云團的形成提供了一定的能量條件。

21水汽條件

暴雨的發(fā)生離不開水汽，只有在充足的水汽條件下，暴雨才可能形成，并依靠源源不斷地水汽輸送得到維持[5]。從圖3可以看出，17日08∶00，925hPa上東海到浙江沿海地區(qū)有很強的水汽通量中心（圖3a），而低層臺灣到浙江一帶有強盛的偏南氣流，從副高環(huán)流和“山竹”倒槽環(huán)流的夾縫中形成了1條自南向北的水汽通道（圖3b），將臺風“山竹”的大量水汽源源不斷地輸送到浙江一帶，為浙江東北部地區(qū)暴雨的產(chǎn)生提供充足水汽條件。

22動力條件

動力條件在一定程度上主導了對流運動的發(fā)展，影響著暴雨的發(fā)生、發(fā)展和分布，渦度空間分布的不對稱、高低空強烈的輻合輻散垂直配置都能直接導致強降水的發(fā)生[6]。9月17日08∶00，在925hPa散度場上杭州灣附近有塊負值中心（圖4a），表明該區(qū)域低層有明顯輻合作用，促使強烈地上升運動;而200hPa的散度場上該區(qū)域為大正值區(qū)，有明顯輻散特征，高低空強烈的輻合輻散為暴雨的形成和發(fā)展提供了重要的動力條件。

3雷達回波特征分析

中尺度系統(tǒng)是造成暴雨的直接天氣系統(tǒng)，中β尺度系統(tǒng)的水平尺度在20～200km，生命期數(shù)小時，在雷達回波圖上表現(xiàn)為中尺度回波團或回波帶，這些回波團或回波帶往往會造成局地的短時暴雨天氣，形成突發(fā)性的災情，這在暴雨的預報中一直是個重點，也是一個難點[7，8]。在本次暴雨過程中，慈溪地區(qū)2018年9月17日7∶00—10∶00是降雨集中期，強回波經(jīng)過地區(qū)小時雨強在20～30mm，小時雨強大、持續(xù)時間長是慈溪此次暴雨過程致災的主要原因。從多普勒雷達的回波特征進行分析，可為以后相似過程預報提供一些經(jīng)驗線索。

雷達圖上顯示，在慈溪的杭州灣沿岸地區(qū)有一塊強回波帶（圖5a），強度在45～55dBz，該回波帶逐漸向東南偏東方向移動（圖5b），慈溪的強降雨地區(qū)也隨之向東南方向推進。從徑向速度圖上可以看出，雷達偏北方向始終有大片的10m/s左右的負速度區(qū)（圖5c、圖5d），而雷達西北方向有1條弧狀的零速度線，表明雷達北側(cè)盛行偏北風，低層的偏北風持續(xù)滲透起到了熱力抬升作用，一定程度上促進了對流激發(fā)。在雷達東北面還有1條弧狀的零速度線，表明雷達東北側(cè)盛行東北風，在慈溪東部地區(qū)（即雷達站所在區(qū)域）存在西北風和東北風的輻合，中尺度輻合線促進了慈溪東部地區(qū)對流發(fā)展，與慈溪東部地區(qū)的降雨中心區(qū)域相符。從雷達高度圖上可以看出，杭州灣附近的回波頂高12km左右（圖5f），風廓線圖上顯示8∶00—9∶00雷達回波的中高層存在西南風與偏北風的輻合（圖e），且低層冷平流始終存在，垂直結(jié)構(gòu)有利于對流發(fā)展和降水維持。

4結(jié)論

通過對2018年9月17日造成慈溪地區(qū)暴雨過程的影響系統(tǒng)和雷達資料進行分析，得出本次暴雨過程的影響系統(tǒng)主要有臺風倒槽、副高外圍環(huán)流、850hPa切變線和地面弱冷空氣，其中臺風倒槽和副高外圍環(huán)流擠壓形成的偏南風通道對暴雨所需水汽的持續(xù)輸送起到了關(guān)鍵作用。杭州灣附近充足的水汽條件和高低空強烈的輻合輻散配置是此次暴雨過程的必要條件，中尺度輻合線對慈溪東部地區(qū)的對流發(fā)展起到了重要作用，造成相當可觀的降雨。另外，雷達回波的中高層存在西南風與偏北風的輻合，且低層冷平流始終存在，垂直結(jié)構(gòu)有利于對流發(fā)展和降水維持。

參考文獻

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（責任編輯常陽陽）