余俊杰，陳鮑發(fā)，馬中元

(1.景德鎮(zhèn)市氣象局，景德鎮(zhèn) 333000；2.江西省氣象科學研究所，南昌 330046)

0 引言

景德鎮(zhèn)是江西暴雨中心之一，暴雨、洪澇災害頻發(fā)，嚴重威脅昌江兩岸的居民生活。1996年、1998年的流域性大洪水，受災群眾50多萬人，直接損失近100億元。2020年7月上旬，持續(xù)大暴雨再度引發(fā)特大洪澇，雖經過上游浯溪口水庫調洪，但全市仍出現(xiàn)了僅次于1998年的大洪水。洪澇災害仍然是景德鎮(zhèn)市目前影響面最廣、災害最重的自然災害，但從技術、城市防御能力上，由于不斷提升對暴雨強度精準預報的水平，已逐步趨于可控。

氣象學者一直致力于暴雨的研究，相關結果表明致洪暴雨在低空形成三高一低阻塞形勢，切變線上低渦東移，切變線以南有低空急流，低層輻合、高層輻散，槽后冷空氣侵入，明顯的“列車效應”與后向傳播，地面輻合線及中尺度渦旋、高低空系統(tǒng)耦合[1-11]，“上干下濕”“上冷下暖”，一定強度的對流有效位能和中層“干區(qū)”的卷入，在北面有西北偏西氣流，南面有強盛西南氣流時，地形對暴雨有明顯增幅作用。文章將采用景德鎮(zhèn)市氣象和水文的地面降水觀測資料、MICAPS常規(guī)資料，分析2008年以來昌江流域10次特大暴雨過程的強降水特征及天氣形勢特點，以期為景德鎮(zhèn)市暴雨的預報和氣象服務提供支撐與參考。

1 2008年以來的昌江流域特大暴雨過程

1.1 資料與特大暴雨過程的認定

對2008年以來景德鎮(zhèn)市國家氣象站、區(qū)域氣象站和昌江流域水文觀測站的降水資料進行統(tǒng)計，如任意24 h有1站出現(xiàn)250 mm以上的特大暴雨且有3站出現(xiàn)200 mm以上的大暴雨即為1次昌江流域特大暴雨過程。

1.2 特大暴雨的強降水特征

表1為2000—2020年昌江流域10次特大暴雨過程小時雨量，可以看到特大暴雨過程并不是逐小時平均分布，而主要是由多個時段的強降水造成，其余時段多為小雨，即有一定的突發(fā)性。

強降水持續(xù)最長的2個過程分別為2012-08-10T00：00—2012-08-10T11：00，12 h累積雨量377 mm，2018-07-05T20：00—2018-07-06T08：00，13 h累積雨量362 mm。每次特大暴雨過程都有3～6 h的強降水集中時段，個別暴雨過程6 h累積雨量可達200 mm以上，如2020-07-07T09：00—2020-07-07T14：00，累積雨量215.5 mm；2018-07-05T20：00—2018-07-06T00：00，僅4 h累積雨量234 mm。3 h強降水可達100 mm左右或以上，即可發(fā)布暴雨紅色預警，如2016-06-19T07：00—2016-06-19T09：00，累積雨量170.5 mm。10次特大暴雨過程僅2008年、2013年未達到發(fā)布暴雨紅色預警標準。短時強降水多為50 mm/h以內的強度，最強可達90 mm/h以上，如2018-07-05T22：00雨量為97.5 mm。平均每次特大暴雨過程出現(xiàn)6.2個時次≥20 mm/h和3.3個時次≥30 mm/h的降水，3～6 h的集中強降水的關注與預報成為特大暴雨預報服務的關鍵。

表1 2000—2020年昌江流域10次特大暴雨過程小時雨量統(tǒng)計 mm/h

1)時間段起始時是24 h特大暴雨起始時間，后面表格時間先加上起始時后轉換為24小時制才是真正雨量統(tǒng)計時間。

2 天氣形勢特點

圖1為2000—2020年昌江流域10次特大暴雨過程分析，可以看到影響昌江流域的特大暴雨主要天氣系統(tǒng)有高空低槽、副熱帶高壓、中低層西南急流和超低空西南急流、中低層切變線等。

圖1 2000—2020年昌江流域特大暴雨過程(a)2008年；(b)2010年；(c)2012年；(d)2013年；(e)2016年；(f)2017年；(g)2018年；(h)2019年；(i)2020-07-07；(j)2020-07-08

10次景德鎮(zhèn)市特大暴雨過程大部分伴有超低空西南急流。最強為2013-06-07，達19 m/s，即存在明顯的超地轉現(xiàn)象。多數(shù)特大暴雨中低層伴有低渦活動。低渦環(huán)流多位于景德鎮(zhèn)東北部的皖南至皖東南，影響景德鎮(zhèn)特大暴雨的低渦分為移動型和相對固定型兩種，固定型主要位于皖東南，景德鎮(zhèn)位于低渦的西南方，低渦西部的偏北氣流不斷帶來冷空氣，與贛東北的西南暖濕氣流交匯。而移動型則多為低渦沿850 hPa切變線東移，每1次東移過程，均伴有1輪強降水發(fā)生。所有特大暴雨過程均伴有明顯的高空低槽，前傾槽后部西北氣流疊加在低層西南暖濕急流上，熱力不穩(wěn)定發(fā)展，在中層干冷氣流的觸發(fā)下，強降水劇烈發(fā)展。分流區(qū)多表現(xiàn)為北風與西北風之間的輻散，高空輻散帶來明顯的抽吸作用。低層輻合伴有明顯的低壓活動，有的形成小尺度氣旋式旋轉與輻合，有的形成區(qū)域性輻合中心，地面氣旋式旋轉與劇烈的輻合形成明顯的上升運動。

超低空急流輸送邊界層暖濕氣流，有利于建立位勢不穩(wěn)定，增強不穩(wěn)定能量，并輸送大量水汽，在急流前端的贛東北劇烈輻合，激發(fā)強烈的上升運動，導致強降水的發(fā)生、發(fā)展。景德鎮(zhèn)多位于低渦的西南方，低渦西部的偏北氣流不斷帶來冷空氣，與贛東北的西南暖濕氣流交匯，加劇了上升運動與降水強度。高空低槽不僅是在槽前有明顯的正渦度平流，而且低槽移入贛東北后，槽后西北氣流疊加在低層西南暖濕急流上，熱力不穩(wěn)定發(fā)展，地面氣旋式地旋轉與劇烈的輻合與高層分流區(qū)相配合，導致強降水的不斷發(fā)生。

3 T-lnP圖特征

從2000—2020年昌江流域特大暴雨過程T-lnP(圖2)可以看到：對流有效位能強，特別是副高邊緣型致洪暴雨，如2010-07-15T08：00，結構為粗狀型，與梅雨型的細長結構形成對比；強大的不穩(wěn)定能量、異常的位勢不穩(wěn)定等對暴雨有明顯增強作用；特大暴雨發(fā)生時，邊界層925 hPa西南風與850 hPa相當，低層弱南風(1～2 m/s)順轉為強西南風急流；明顯暖平流特征還表現(xiàn)在中層和高層，有的伴有較為明顯的中層干區(qū)，如2018-07-06T08：00，500 hPa的T-Td=24 ℃，中層干區(qū)疊加在低層水汽飽和區(qū)之上，加大了對流不穩(wěn)定。

4 物理量參數(shù)統(tǒng)計

表2為2000—2020年昌江流域10次特大暴雨過程南昌探空物理量參數(shù)統(tǒng)計，可以看到：CAPE平均超1000 J/kg，最大2，941.4 J/kg，出現(xiàn)在2010-07-15T08：00；最小509.6 J/kg，出現(xiàn)在2020-07-08T08：00。K 指數(shù)平均達39 ℃或以上，最大44 ℃，出現(xiàn)在2018-07-05T20：00；最小36 ℃，出現(xiàn)在2008-06-09T20：00。沙氏指數(shù)SI平均在-1 ℃以下，負值最大-3.54 ℃，出現(xiàn)在2016-06-19T08：00；正值最大1.22 ℃，出現(xiàn)在2012-08-09T20：00。風暴強度指數(shù)SSI平均接近300，最大333.5 ℃，出現(xiàn)在2010-07-15T08：00；最小271.4，出現(xiàn)在2017-06-24T08：00。1000～500 hPa垂直風切變平均在12 m/s以上，最大20 m/s，出現(xiàn)在2013-06-06T20：00；最小4 m/s，出現(xiàn)在2010-07-15T08：00。0 ℃層高度平均達5100 m以上，最高5386 m，出現(xiàn)在2020-07-06T20：00；最低4800 m，出現(xiàn)在2019-05-26T08：00。-20 ℃層高度平均在8700 m以上，最高9228 m，出現(xiàn)在2018-07-05T20：00；最低8257 m，出現(xiàn)在2019-05-26T08：00。

圖2 2000—2020年昌江流域特大暴雨過程T-lnP(a)2008年；(b)2010年；(c)2012年；(d)2013年；(e)2016年；(f)2017年；(g)2018年；(h)2019年；(i)2020-07-07；(j)2020-07-08

表2 2000—2020年昌江流域10次特大暴雨過程南昌探空物理量參數(shù)統(tǒng)計

由此可見，昌江流域特大暴雨過程層結有明顯不穩(wěn)定，并伴有較強的不穩(wěn)定能量，其中CAPE平均在1000 J/kg以上、K指數(shù)達39 ℃以上、SI平均在-1 ℃以下。副高邊緣型致洪暴雨的熱力條件適宜，如2010-07-15。2018-07-05，500 hPa風速僅為4～6 m/s，中層弱風場結構導致降水系統(tǒng)移動緩慢，易造成局地的強降水，在暴雨預報服務過程中，要高度警惕500 hPa風速明顯偏弱，而低層或邊界層又有明顯西南急流的風場垂直結構配置。

5 結束語

文章從強降水特征、天氣形勢特點、T-lnP圖、物理量參數(shù)統(tǒng)計等方面分析了2000年以來昌江流域特大暴雨過程，主要結論如下：

1)降水強度在近10 a進入高峰期，集中強降水預報是特大暴雨預報服務的關鍵；

2)超低空急流輸送邊界層暖濕氣流，低渦西部的偏北氣流不斷帶來冷空氣與西南暖濕氣流交匯，高空低槽在槽前有明顯的正渦度平流，槽后西北氣流疊加在低層西南暖濕急流，降水強度顯著增大；

3)特大暴雨T-lnP圖對流有效位能強，中層有部分過程伴有明顯干層，有利于對流不穩(wěn)定的建立，從而加大降水強度；

4)特大暴雨過程中層結不穩(wěn)定，并伴有較強的不穩(wěn)定能量，中層弱風場結構與低層強西南急流的風場配置易導致極端性強降水發(fā)生。