收稿日期：2023-12-19

作者簡介：魯超瑩（1993—），女，廣西柳州人，助理工程師，研究方向為短臨預(yù)報預(yù)警服務(wù)。

摘 要：利用常規(guī)氣象觀測資料及MICAPS常規(guī)天氣圖、EC細(xì)網(wǎng)格、多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品等資料，復(fù)盤總結(jié)了2023年4月28日晚至29日在柳州市出現(xiàn)的一次暴雨伴強(qiáng)對流天氣過程。經(jīng)分析，此次過程發(fā)生在高空波動?xùn)|移引導(dǎo)低層切變線及地面冷空氣南下的環(huán)流背景下，柳州大部地區(qū)出現(xiàn)了中到大雨，中北部地區(qū)出現(xiàn)暴雨到大暴雨，并伴有短時雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流。由于前期天氣形勢明朗，柳州市氣象臺及各模式均提前預(yù)報了此次暴雨過程，但強(qiáng)降雨落區(qū)和局地大暴雨范圍預(yù)報與實際情況存在偏差。經(jīng)復(fù)盤分析，是由于中小尺度系統(tǒng)快速疊加造成，預(yù)報員需總結(jié)經(jīng)驗，以便于今后提高預(yù)報預(yù)警服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對流；暴雨落區(qū)；預(yù)報偏差

中圖分類號：S422 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–0-03

柳州地處桂北，受元寶山、白云山等山脈影響，使得柳州地形總體呈現(xiàn)北高南低的態(tài)勢，且柳州北部三縣交界地帶又形成喇叭口地形。張祝等[1-2]都曾研究過地形抬升作用對產(chǎn)生暴雨、大暴雨的有利影響，因此在客觀訂正時需要預(yù)報員額外關(guān)注融安、融水一帶產(chǎn)生的高效率降水[3]。每年的4—6月稱為華南前汛期，也是柳州強(qiáng)對流和暴雨頻發(fā)的時節(jié)[4]。由于特殊地形影響，在觸發(fā)條件良好的情況下，多尺度系統(tǒng)極易疊加，產(chǎn)生局地大暴雨、雷暴大風(fēng)、冰雹等災(zāi)害性強(qiáng)對流天氣，不僅給短臨預(yù)警預(yù)報帶來極大考驗，還對預(yù)報效果產(chǎn)生重大影響。雖然當(dāng)前廣西的強(qiáng)對流天氣預(yù)報業(yè)務(wù)在精細(xì)化監(jiān)測手段的支持下已取得了迅速發(fā)展，但仍面臨許多難點有待突破[5]。

1 天氣概況及特點

2023年4月28—29日，受低層低渦切變及地面冷空氣南下影響，柳州大部地區(qū)出現(xiàn)中到大雨，其中，柳州中北部地區(qū)出現(xiàn)暴雨到大暴雨并伴有短時雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流的天氣。最大降雨量128.1 mm（融安浮石鎮(zhèn)），最大1 h雨量71.6 mm（鹿寨平山石龍村，29日04：00），

最大瞬時風(fēng)速21 m/s（鹿寨龍興電站，東風(fēng)9級，29日08：46）。

此次強(qiáng)降雨過程具有強(qiáng)降雨時段集中、小時雨強(qiáng)大的特點，是一次明顯的對流性降雨過程。過程大致可分為4個階段：第一階段在4月28日20：00至29日00：00，柳州市北部大部出現(xiàn)陣雨，三江至融水中北部出現(xiàn)中雨，局部大雨；第二階段在4月29日00：00至03：00，是強(qiáng)降雨出現(xiàn)的主要時段，柳州市中部、北部出現(xiàn)中到大雨，局部暴雨到大暴雨；第三階段在4月29日03：00～05：00，強(qiáng)降雨區(qū)整體向東南方向移動，柳州市融安縣南部、柳城縣東部及鹿寨縣大部出現(xiàn)大雨，局部暴雨；第四階段出現(xiàn)在4月29日05：00～20：00，

雨勢趨于減弱，全市以陣雨為主。

2 預(yù)報檢驗及預(yù)報難點

2.1 主觀預(yù)報與各家模式產(chǎn)品的比較

4月28日，各家模式針對未來24 h的強(qiáng)降雨過程進(jìn)行預(yù)報，市氣象臺在此基礎(chǔ)上進(jìn)行訂正（圖1），值得注意的是各種模式及市臺均預(yù)報三江雨量相對較小，強(qiáng)降雨區(qū)主要落在三江以南，并且在市臺的預(yù)報中，暴雨及大暴雨是漏報的。各種模式預(yù)報中CMA-GFS模式與市臺預(yù)報最為接近，但與實況相比，對降雨量級的把控不足，沒有報出暴雨及大暴雨落區(qū)；ECMWF

-HR大雨及暴雨落區(qū)預(yù)報總體偏南，且沒有報出融安、融水的大暴雨區(qū)；CMA-SH9、NCEP-GFS、CMA-MESO、CMA-GD等模式預(yù)報的暴雨落區(qū)普遍偏大，對柳州市南面的降雨量預(yù)測偏大，針對大暴雨落區(qū)，只有CMA-SH9模式預(yù)報與實況較為接近，但位置仍偏北。

2.2 預(yù)報預(yù)警難點

（1）此次暴雨及強(qiáng)對流過程是由于高空波動?xùn)|移引導(dǎo)低層切變線及地面冷空氣南下引起的一次強(qiáng)天氣過程。過程預(yù)報受各層系統(tǒng)配合程度的影響較大，對低層切變線進(jìn)入并影響柳州市的時間需要預(yù)報員根據(jù)實況和經(jīng)驗訂正和調(diào)整。

（2）此次大暴雨落區(qū)主要出現(xiàn)在融安、融水縣中南部，模式及市臺均對大暴雨落區(qū)的預(yù)報出現(xiàn)失誤，主要是由于強(qiáng)對流的突發(fā)性和地形因素等的影響對預(yù)報員的判斷的考驗很大。

（3）由于前期天氣形勢較為明朗，在短臨預(yù)報預(yù)警服務(wù)方面，市氣象臺已基本預(yù)報出短時強(qiáng)降水和雷暴天氣，但由于強(qiáng)對流天氣系統(tǒng)尺度小、局地性強(qiáng)等特點，對強(qiáng)對流大風(fēng)是否會大面積出現(xiàn)或具體出現(xiàn)在哪，在制作短臨預(yù)報時是個難點。

3 強(qiáng)降雨成因及預(yù)報偏差的成因分析

3.1 環(huán)流形勢和主要天氣系統(tǒng)發(fā)展演變

此次強(qiáng)降水伴強(qiáng)對流天氣過程對柳州的影響時段主要出現(xiàn)在28日20：00至29日08：00，因此主要分析該時段的各層形勢圖。由圖2可知，28日20：00至29日08：00，500 hPa南支槽有明顯的加深東移，柳州位于槽前區(qū)域，是輻合上升運動和降水的有利區(qū)域，而副熱帶高壓維持在南海北部到華南沿海地區(qū)，其西北部的西南暖濕氣流與高原南部偏西氣流在廣西上空匯合。結(jié)合圖3來看，850 hPa在28日20：00切變線位于黔桂交界處，但由于低層偏南氣流相對較強(qiáng)，致使切變線不能快速南壓。925 hPa在28日08：00已建立起超低空急流（圖略），為強(qiáng)降雨及強(qiáng)對流發(fā)生發(fā)展輸送水汽。28日08：00～20：00，西南暖低壓阻擋冷空氣南下，20：00后，500 hPa南支槽東移南壓，地面冷空氣補(bǔ)充配合，致使低層偏北氣流增強(qiáng)，引導(dǎo)切變線快速南壓（圖略）。

3.2 中小尺度系統(tǒng)精細(xì)化發(fā)展演變

暴雨的發(fā)生一般與中小尺度系統(tǒng)的發(fā)展密不可分，多普勒雷達(dá)可以對中小尺度系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、發(fā)生機(jī)制、演變過程表現(xiàn)得更為精細(xì)[6]。由于本次過程最強(qiáng)降雨時段出現(xiàn)在29日00：00～03：00，故對該時段的雷達(dá)回波進(jìn)行分析。29日00：48強(qiáng)回波影響融安、融水，最強(qiáng)反射率因子達(dá)55 dBz，該回波緩慢東移，并且強(qiáng)度維持，此時影響天氣以強(qiáng)降水為主，局部出現(xiàn)6～7級陣風(fēng)。29日01：24河池境內(nèi)已形成線狀多單體風(fēng)暴，02：29線狀單體風(fēng)暴已合并為一條完整有組織的弓形回波，并東移進(jìn)入柳城縣西部（圖4）。有學(xué)者研究表明，最強(qiáng)烈的天氣最有可能出現(xiàn)在回波即將合并到完全合并之間，此時柳城局部出現(xiàn)7～8級陣風(fēng)，最大風(fēng)速出現(xiàn)在柳城國家站（18.5 m/s，8級，29日02：44），且29日02：00在柳州市中部有明顯的風(fēng)速輻合線在此處維持，與強(qiáng)降水和雷暴大風(fēng)區(qū)域?qū)?yīng)，可見地面輻合抬升成為加強(qiáng)降水回波和強(qiáng)對流的有利條件[7]。

3.3 關(guān)鍵物理量診斷分析

根據(jù)河池站的探空數(shù)據(jù)可知（圖略），28日20：00，

河池站呈現(xiàn)出低層濕中高層干，溫度直減率較大，CAPE值達(dá)884.9 J/kg，具備一定能量，在探空圖上呈現(xiàn)

“瘦長”型，T75為18.1 ℃，溫差較小，以上皆利于短時強(qiáng)降水發(fā)生。且低空風(fēng)出現(xiàn)順轉(zhuǎn)，使得層結(jié)不穩(wěn)定度增加，風(fēng)速隨高度增大時，導(dǎo)致更強(qiáng)的上升運動。K指數(shù)39.6，經(jīng)驗表明，當(dāng)K＞35時，大氣具備較高的強(qiáng)對流潛能，出現(xiàn)成片雷暴的概率較高。SI指數(shù)為-4.53，通常SI＜1時，說明大氣處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，利于暴雨發(fā)生。

3.4 強(qiáng)降水預(yù)報偏差的成因分析

4月28日晚20：00至29日20：00，柳州市大部出現(xiàn)中到大雨，中北部地區(qū)出現(xiàn)暴雨到大暴雨并伴有雷暴和8級以上陣風(fēng)天氣。針對此次天氣過程，市臺整體預(yù)報較為準(zhǔn)確，但對融安、融水、鹿寨出現(xiàn)的暴雨及大暴雨并未明確提及，出現(xiàn)了漏報，對南面地區(qū)的雨量預(yù)估總體偏大。對比EC預(yù)報和實況可知，在前期預(yù)報時，EC考慮28日17：00左右850 hPa切變線已壓至黔桂交界，20：00低層偏南急流減弱，切變線抵達(dá)柳州北部，925 hPa柳州北部已轉(zhuǎn)為偏北氣流影響，冷空氣配合切變線南下，29日05：00左右切變線將全面通過柳州市，故市臺預(yù)報時雖然考慮柳州北部過程雨量總體大于南部，但根據(jù)EC預(yù)報切變線28日17：00左右對柳州北部已造成降雨，因此，28日08：00～20：00時段，市臺預(yù)報柳州北部將出現(xiàn)中雨，夜間時段則預(yù)估以大雨為主。然而，實況是28日20：00，切變線才壓至黔桂交界，比預(yù)報場晚約3 h，而柳州北部仍以小雨為主，并未如期出現(xiàn)中雨。對EC的過分信賴，導(dǎo)致對切變線影響柳州的時間判斷失誤，造成柳州北部大暴雨漏報、南部雨量預(yù)報偏大。

4 預(yù)報的改進(jìn)思路及對策

4.1 強(qiáng)降雨預(yù)報的分析思路和預(yù)報著眼點

（1）此次強(qiáng)降雨伴強(qiáng)對流天氣過程的主要影響系統(tǒng)是高空槽、低渦切變、地面冷空氣，高層環(huán)流形勢較為明朗，因此需將關(guān)注重點放在切變線南壓影響時段上，考慮前期低層偏南急流是否強(qiáng)勁，是否會阻滯切變線南壓，導(dǎo)致影響時段比預(yù)期晚。

（2）當(dāng)大尺度環(huán)流預(yù)報較為準(zhǔn)確時，需著重關(guān)注短臨，對雷達(dá)回波強(qiáng)度、走向、移速等加強(qiáng)關(guān)注，考慮地形、輻合線等帶來的影響，在短臨預(yù)警方面做出快速、準(zhǔn)確的判斷，盡量提高預(yù)警提前量，為預(yù)防災(zāi)害性強(qiáng)對流天氣提供充足的避險時間。

4.2 強(qiáng)降雨預(yù)報偏差的改進(jìn)思路和技術(shù)方案

此次過程預(yù)報偏差主要體現(xiàn)在對暴雨及大暴雨落區(qū)的把握不夠準(zhǔn)確，對切變線的影響時段和南壓速度的判斷的失誤，同時強(qiáng)對流帶來的短時強(qiáng)降水是小尺度天氣系統(tǒng)，在預(yù)報上需要更多經(jīng)驗支撐。因此，通過大尺度環(huán)流定位局地暴雨相對而言較為困難，今后預(yù)報員還需加強(qiáng)對中小尺度模式預(yù)報結(jié)果的應(yīng)用與分析。

5 結(jié)束語

此次強(qiáng)降雨伴強(qiáng)對流天氣過程前期預(yù)報難度不算大，大氣環(huán)流形勢明朗，因此在預(yù)報時對總體形勢和雨量的把控也較為準(zhǔn)確。第一階段為多單體風(fēng)暴，三江、融安北部、融水北部出現(xiàn)小到中雨，局部大雨并伴有雷電和短時大風(fēng)；第二中小尺度系統(tǒng)疊加，發(fā)展為帶狀回波，融安南部、融水南部、柳城北部、鹿寨出現(xiàn)大到暴雨，局地大暴雨，并伴有雷電和短時大風(fēng)。在服務(wù)過程中，預(yù)報員對小尺度天氣系統(tǒng)疊加造成的局地暴雨、大暴雨和短時大風(fēng)天氣預(yù)報仍缺乏主動性，因此在今后需要更加關(guān)注探空能量、雷達(dá)、云圖等的實時變化，對強(qiáng)回波的移速變化、合并加強(qiáng)提高敏感度，提高短臨預(yù)報能力和預(yù)警提前量。

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