孝感市一次暴雨过程诊断以2018年5月初为例
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摘要：利用常规观测资料、红外卫星云图、雷达组合反射率等资料分析了孝感市2018年5月5—6日这场春末暴雨天气的演变过程，并对各个模式的低层风场和降水预报进行了检验分析，结果表明：高空冷涡转动引导冷空气南下，与副高外围暖湿气流交汇，冷锋入侵暖低压，有利于暴雨的产生;孝感处在低层切变线与西南急流中心轴之间，诊断分析表明具有明显的湿空气辐合上升运动，为对流不稳定层结，大的高低层温差和高K指数有利于强对流的发展。
关键词：暴雨;锋生;冷式切变线;急流;模式检验
中图分类号：S161
文献标识码：A
DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215048
近年来，气候变化及其影响已成为大气科学研究的热点，但因纬度、地形地貌、大气环流、人类活动等因素共同影响，各地对全球气候变化的响应各不相同，具有显著的区域性特征。孝感地处于湖北省东北部，长江以北，汉水之东。介于N30°23′～31°52′，E113°19′～114°35'之间，南与武汉市东西湖区及仙桃市毗邻，北与河南省信阳市交界，西接随州、荆门、天门。孝感市地势北高南低，由大别山、桐柏山向江汉平原过渡呈坡状地貌。大体上一成低山、三成平原、六成丘陵。该地区属亚热带大陆性季风气候，四季分明，雨量充沛，温暖湿润，光照充足。
1天气实况分析
2018年5月5—6日，受高空低槽和中低层切变线影响，孝感市降水分布不均，北部大到暴雨，南部中到大雨，雨量较强区域主要位于大悟和应城，最强降水时段为6日凌晨至上午。国家站5日20∶00—6日20∶00，小时最大降水量出现在应城34.1mm（6日08∶00）。区域站最大日降水量大悟三里城134.9mm，最大小时雨强应城杨岭35.5mm（6日08∶00）。过程中大部地区都伴有6～8级，局地8～10级的雷电大风和短时强降水等强对流天气。5月5日08∶00—6日08∶00累计雨量显示，全市区域站100～250mm有1站、50～100mm有23站，其中大悟三里城降雨量最大为161mm。
此次降水过程未给孝感市带来明显灾情，且正值春播期尾声，本次降水迎合了农业蓄水、用水的需求，有利于春耕春播。
2天气系统
本次暴雨过程的主要影响系统是：高空槽、700hPa切变线和西南风急流、850hPa切变线和西南风急流、地面冷空气。
2018年5月5日20∶00，500hPa上3段低槽形成阶梯槽，湖北省位于四川-云南中部低槽槽前，700hPa切变线偏北，呈西南东北向位于山东-河南南部-陕西南部-川东，湖北省处于西南偏西气流中，850hPa上冷切与700hPa近似平行，横亘与湖北西北部，700hPa和850hPa西南风急流中心轴位置相近，位置偏东，中心最大风速超过22m/s，西南风急流中心轴自西南向东北，风速在安徽境内出现增强，并进一步向北输送水汽。925hPa切变线偏西，湖北中东部有明显的风速辐合。孝感处于冷式切变线以南的暖区中，与中低层西南风急流中心轴的左侧，925hPa有明显的辐合。地面上四川北部-青海东部有一冷高压，西南暖低压发展，湖北省受暖低压控制，在湖北西侧有锋面形成。
2018年5月6日08∶00，500hPa上四川-云南中部低槽东移，700hPa切变线南压位于湖北北部，850hPa和925hPa切變线西南东北向正好穿过孝感，切变线以北均有一支中心最大风速超过18m/s偏北气流，且西南风急流中心轴位于切变线右侧，中心最大风速仍超过22m/s，但急流北界位置较5日20∶00南退且略偏西，位于孝感以东。孝感处于切变线附近和西南急流出口区左侧有强烈的上升运动。地面上，锋面和西南低压东移，锋面由东北-西南向转为北段东西向，偏北气流与西南低压前的暖湿气流在孝感附近形成了一条地面辐合线。
2018年5月5日20∶00，孝感位于切变线前侧，上下层均处于强烈发展的西南急流中，低层有一定的辐合，有利于在副高边缘暖区发生局地强降水。到了6日08∶00上下层系统配置较好，孝感正好处于切变线右侧和西南急流左侧，更是位于925hPa西南急流轴的前方，西南急流建立低层的不稳定形势，其中心轴前方亦有风速的辐合，为暴雨的发生提供有利的水汽条件和辐合上升运动。200hPa上孝感始终处于高空急流分流区，较强的高空辐散使垂直上升运动得以维持，使短时强降水能够持续一定的时间，从而产生暴雨。
3卫星云图和雷达回波演变特征分析
3.1卫星云图分析
2018年5月5日18∶00，华北低涡云系东段位于黄海，位于低涡以南湖北境内的切变线云系正在发展中，副高边缘云系北界位于N30°附近，江汉平原此时有云团新生向孝感南部发展，给孝感带来了第1轮降水。随着华北低涡系统东移，6日00∶00，副高外围云系在西南急流作用下发展北抬合并为华北低涡南段云系，同时，湖北西部的冷切云系东移发展加强。到6日06∶00，华北低涡南段切变线云系与东移的冷切云系已结合北抬至安徽北部-江苏北部，期间大悟北部处于云系边缘，受其影响出现了持续降水。6日08∶00，冷切云系继续东移，云系前缘的带状云带已经移至孝感且云带上有对流云团发展，给孝感带来第3轮强降水。
3.2多普勒雷达分析
2018年5月5日17∶30的雷达组合反射率拼图（图略）可见，潜江东部-天门出现了回波单体，在副高外围西南气流作用下向东北方向移动发展影响孝感，19∶00，伸展的线状回波与鄂东东北部的回波结合影响孝感大部地区。新生发展的回波从鄂西南-江汉平原南部-鄂东北西部伸展连成一线，形成一条呈东北-西南走向的线状回波，回波整体东移北抬，东段北抬较快，到5日22：00，仅大悟北部和安陆北部受到回波影响，而西段的线状回波整体东移北抬到鄂西南东部至江汉平原北部。5日23∶30，组合反射率上可以清楚的看到3条呈阶梯状的带状回波，回波范围广，结构也变得更加紧密。到6日01∶00，鄂西北带状回波略有南压，3条带状回波逐渐合并成1条，且回波前缘还呈现明显飑线的特征。6日04∶00，带状回波中段已东移至江汉平原西部，东段为位于大别山以北大片的层状云回波。随着切变线的快速东移，东段呈东西走向的带状回波明显北抬，且整体带状结构变得松散，06∶00开始影响孝感西部。07∶00有1条南北走向的飑线横亘在湖北中部，且在东移的过程中飑线上出现多条线状对流，07∶42，孝感本地就有3条线状对流，回波强度最大超过了50dBz。飑线快速东移，到09∶00前后离开孝感境内，前后影响时间大约有3h。 4诊断分析
4.1水汽条件
2018年5月5日20∶00，850hPa切变线位于鄂西北，孝感位于急流轴左侧，低层急流带来了充沛的水汽，大气可降水量超过了65mm;6日08∶00孝感可降水量降低到55～60mm，表明08∶00前后发生了明显的降水，且从08∶00的可降水量分布形态可看出雨区呈西南东北方向向东移。5日20∶00水汽通量散度显示水汽辐合中心在安徽北部，孝感市辐合较弱，到6日08∶00，925hPa水汽通量散度明显增强，中心最大值达到-45×10-7g·（cm-2·hPa-1·s-1），孝感位于中心区东南侧水汽辐合区内，强烈的水汽辐合提供了产生暴雨的有利水汽条件。
4.2动力条件
2018年5月5日20∶00，925hPa的辐合中心和200hPa的辐散中心偏西，6日08∶00随着切变线东移南压，散度中心区东移，孝感处于925hPa西南急流出口区左侧，配合有明显的低空辐合、高空辐散，孝感地区产生强烈辐合上升运动，为强降水提供了有利的动力条件。
4.3热力条件
从5月5—6日海平面气压场可知，湖北有地面暖低压发展，鄂东南最高气温32℃以上，能量集聚。5日夜间，K指数大值区（>36℃）自湖北向东向南移动，收缩成西南东北向的带状，与6日08∶00切变线位置和形状相近，对应的08∶00左右强降水落区也出现在这一带。
从汉口站T-LogP图（图略）可以看出，925～700hPa风向顺转，假相当位温随高度减小，为对流性不稳定层结，850hPa与500hPa温差为29℃，K指数44℃，SI指数-5.84℃，600hPa以上有干区，600hPa以下为深厚的湿层，500～850hPa垂直风切变小，CAPE值为687.6J/kg，有一定的DCAPE，有利于产生雷电大风和短时强降水等对流性天气。
参考文献
[1] 周晓敏，张涛.2018年5月大气环流和天气分析[J].气象，2018，44（8）：1110-1116.
[2]陈博，李新峰.2018年第18号台风“温比亚”引发大范围暴雨过程的诊断分析[J].民航学报，2019，3（04）：28-34.
作者简介：
張慧娟（1989-）女，本科，工程师。研究方向：天气预报工作。
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