2018年7月27日信阳市局部地区暴雨过程分析
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摘 要：分析2018年7月27日信阳市大暴雨成因发现：信阳地区处于副热带高压主体边缘的高温高湿环境中，不稳定能量积累较多，垂直上升运动使不稳定能量释放，并将低层水汽向高空输送，使信阳出现了强降水;雷达回波主要在信阳城区上空维持，降水回波强度大，有明显的列车效应;速度图上有明显的辐合。
关键词：暴雨;物理量分析;雷达回波分析;信阳
文章编号：1004-7026（2019）15-0099-02 中国图书分类号：P458.121.1 文献标志码：A
暴雨是信阳市夏季主要的灾害性天气之一，具有突发性和局部性，因此对于暴雨落区、强度、发生以及持续时间的预报是相关工作的难点。利用Micaps资料、NCEP1°×1°再分析资料和雷达资料，对信阳市2018年7月27日发生的局部性大暴雨进行分析。通过研究暴雨前后天气形势、物理量场特征、雷达回波特征，为信阳地市局部大暴雨预报提供参考依据和预报方法。
1 天气实况
2018年7月26日20时至7月27日20时，信阳市出现了一次大暴雨天气过程，这次降雨历时短、雨量大、分布不均匀，并伴有雷电等强对流天气，降雨量达到176.3 mm。
区域站雨量超过100 mm的有2个，其中三河尖站达到了125.7 mm，固始县的灞台次之，为111.0 mm。降水从26日20时开始加强，强降水时段集中在27日8时至14时，27日20时之后降水逐渐减弱。
2 环流背景
2.1 高空环流形势
参考2018年7月27日8时500 hPa形势图可知，受11号台风“悟空”北上的影响，副热带高压稳定少动，588线西界限位于我国东部沿海地区，10号台风“安比”登陆后逐渐减弱，成为热带低压。华北地区空气受到副热带高压的阻挡，开始向西南方向移动，受台风低压移动方向前侧西北气流和副热带高压边缘西南气流的共同影响，河南东部形成明显的切变线，信阳市东部地区位于切变线之间，切变线附近的强垂直上升运动为信阳市的降水提供了条件。前期副热带高压稳定，信阳市位于副热带高压主体边缘的高温高湿环境中，不稳定能量积累较多，垂直上升运动促进不稳定能量释放，并将低层水汽向高空输送，从而使信阳市产生了降水[1-3]。
参考2018年7月27日8时700 hPa形势图可知，信阳市位于312线附近，以偏西气流为主，信阳本站偏西风风速达到6 m/s，露點温度达到9 ℃，说明信阳市上空水汽条件良好。信阳市到阜阳市存在明显的东西向切变线，切变线附近的强垂直上升运动为信阳地区降水提供了动力。同时，信阳位于西南气流辐合区，有利于水汽的垂直输送。
参考2018年7月27日8时850 hPa形势图可知，四川省东部到湖北省东部存在明显的西南风与东南风形成的暖式切变线，信阳市位于暖式切变线北侧的东南气流中，切变线的辐合对于低层水汽的抬升比较有利，而且信阳本站西南风速为6 m/s，有利于气流移动。
2.2 地面环流形势
参考7月26日20时地面图可知，信阳处在均压场，地面以偏北风为主，同时东北地区有冷高压存在。27日5时，弱冷高压向西南方向移动，冷空气南下，南站地面转为东北风，降水逐渐加强。27日8时，冷空气持续南下，信阳市降水加强。27日14时冷空气逐渐远离该地区，降水减弱。
3 物理量场
3.1 不稳定能量
参考7月27日8时探空曲线可知，信阳市上空整层的湿度较大，在9 250 ～850 hPa高度内垂直风切变非常大，由8 m/s的偏东风转为4m/s的西南风，K指数达到35 ℃，容易出现暴雨天气。
3.2 涡度和水汽通量散度
分析27日8时850 hPa涡度可知：信阳市处在正涡度区，数值为0.000 2/S，在中层700 hPa处，信阳市处在两个数值为0.000 2/S的正涡度中心附近，在500 hPa上空为负涡度区，数值为-0.000 15/S，400 hPa信阳市上空为负涡度中心，数值为-0.000 3/S。低层到高层的涡度配置有利于降水的发展和持续。
持续性强降水离不开充足的水汽。2018年7月27日8时850 hPa有低空急流，急流出口区位于信阳市西南部，有明显的水汽输送情况，这次过程信阳市中低空水汽较丰富。分析水汽通量散度场可以看出，信阳市700 hPa上空有水汽通量辐合中心，数值为-15，850 hPa上空也为水汽通量辐合中心，数值为-20，中低的水汽通量辐合，为暴雨天气过程提供了充足的水汽条件。
3.3 热力场诊断
分析不同时段的K指数可以得出：26日20时K指数较14时明显减弱，这与K指数本身与温度的关系造成的日变化有关。27日2时信阳市和固始县的K指数均达到36，达到河南省暴雨预报物理量指标。夜间K指数的增大与湿度关系密切，说明水汽条件有所改善。
850 hPa假相当位温图显示，26日14时信阳地区为高值区，随时间推移，高值区向北移动。强降水时段为27日2时，信阳站的假相当位温大约为344 K。将假相当位温与降水区对应，可以发现向北延伸的高能舌地带降水往往较剧烈，如14时至20时的许昌市、漯河市和驻马店市。27日2时驻马店市东部和南阳市南部地区也是处在伸展的高能舌中，有较强的降水。同时，信阳市东部地区处在等位温线密集区，进一步加强了降水。
4 多普勒天气雷达回波特征
4.1 雷达回波特征
2018年7月27日8时，南阳站雷达1.5°仰角基本反射率图像显示：本次降水过程以混合性降水回波为主，强降水回波主要集中在信阳地区，回波中心强度达到50 dBz以上，强回波中心比较分散，位于信阳市南部，信阳市附近回波相对较弱，金华市一带降水强度加强。9时信阳城区南部分散回波中心合成块状，强回波块状中心在信阳市南部维持，信阳市回波依然相对较弱，金华市一带降水强度持续加强。10时信阳市回波加强，中心强度达到50 dBz以上，信阳市南部回波减弱，金华市一带降水减弱。11时中心强度达到50 dBz以上并形成块状，依然在信阳市上空维持，信阳市持续出现强降水。12时强回波中心减弱，信阳城区降水逐渐减弱。13时降水回波由东南方向逐渐移出信阳城区。同时，从时间变化可以看出，降水回波在高空西北气流的引导下，自西北向东南移动，具有明显的列车效应[4-5]。 以上分析说明，强降水回波主要位于信阳市，降水回波强度大，有明显的列车效应，这造成了信阳市大范围的大暴雨。2018年7月27日8时南阳站雷达1.5°仰角基本速度图像上有明显的辐合特征，辐合为降水提供了条件。
从南阳站雷达组合反射率可以看出，2018年7月26日14时至27日2时，在南阳市东南部、襄阳市东北部和随州市北部有降水回波生成，并自西向东略偏南移动，影响信阳市的中部和西部。27日3时至10时，随州市东南部和孝感市北部有降水回波生成并自西南向东北移动，影响信阳市西南部和中部。
该过程降水回波范围较大，影响信阳市的西南部和中部大部分县（区），回波强度在40 dBz左右。27日17时以后，大范围的强降水回波逐渐移出信阳市，降水减弱，强降水过程趋于结束。通过分析降水回波较强的27日21时的雷达剖面图可以看出，40 dBz左右的强降水回波主要位于6 km以下，发展高度不高且均匀，为层状云降水回波。
4.2 垂直风特征
从南阳市风廓线雷达探测的空气垂直速度图上可以看出：7月25日8时至26日19时，信阳市上空大气垂直速度在-0.4～0.7 m/s，负速度成片出现在对流层下层，零散出现在对流层中层，表明空气交换很弱，出现此现象的云层所对应的地面无降水;26日20时至27日5时，垂直速度正值区逐渐从对流层中层顶部伸展到对流层下层底部，大部分大于1 m/s，小部分大于5 m/s，最大值为7.5 m/s，27日3时对流层中层中部，大于5 m/s的区域位于对流层中层的中下部和对流层下层，对流层中层顶部速度小于5 m/s，期间出现了弱降雨，这可能是受降雨下落速度的影响，期间维持较大的正速度;27日6至18时，垂直速度正值逐渐从对流层中层顶部伸展到对流层下层底部，大部分大于5 m/s，最大值为8.6 m/s，期间对应降雨强盛集中;27日20时以后，垂直运动结构特征又演变为无降水阶段的垂直速度结构特征。
5 结束语
通過对Micaps资料、NCEP1°×1°再分析资料和雷达进行资料分析，结合暴雨前后天气形势、物理量场特征和雷达回波特征，发现造成信阳市2018年7月27日发生的局部大暴雨天气的原因如下。
（1）信阳市大暴雨过程具有降雨历时短、雨强大、分布不均匀的特点。
（2）前期副热带高压较为稳定，信阳市位于副热带高压主体边缘的高温高湿环境中，不稳定能量积累较多，垂直上升运动促进此次不稳定能量的释放，并将低层水汽向高空输送，从而有利于信阳市强降水的产生。
（3）850 hPa假相当位温图显示，强降水区处在北伸的高能舌中。
（4）雷达回波主要在信阳地区上空维持，以混合性降水为主，降水回波强度大，自西北向东南移动，有明显的列车效应。速度图上有明显的辐合。
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