江苏省一次暴雨过程成因分析

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　　摘 要：本文利用MICAPS常规观测资料、卫星资料以及多普勒雷达回波资料分析了2015年5月15日江苏省出现的强降水天气，对此次暴雨过程进行了详细的诊断分析。通过对大尺度环流和物理量场的分析，结合卫星云图和雷达回波分析，结果表明：江苏省本次暴雨的发生是在稳定的环流背景下，受850hPa和700hPa的切变线及地面倒槽的影响，水汽条件和热力条件都很有利于暴雨的形成和维持，地面的中小尺度辅合系统是这次暴雨的触发机制。
　　关键词：暴雨;强降水;环流形势;物理量
　　中图分类号：S16       文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330043
　　引言
　　暴雨是对我国影响较大的灾害之一，受到气象部门以及政府部门的高度关注。陶诗言先生在20世纪70年代就已经深入地分析了暴雨，在《中国暴雨》这本书中详细全面地剖析了暴雨形成过程中其宏观的物理条件等，以及暴雨在各种天气尺度系统下的状态，提供了良好的预报和详细的暴雨分析方法[1]。暴雨的成因分析诊断在学术界已经受到了广泛的关注，很多学者对这方面已经做了深入的研究[2-9]。
　　江苏省季风气候特征明显，受热带辐合带、副热带高压以及西风带天气系统的共同作用，导致暴雨灾害频发。同时由于江苏省地下水比较丰富，水位相对比较高，一旦出现大范围的持续性强降水，通常会造成农业生产重大经济损失。长久以来暴雨的预报和研究已经得到了气象部门以及所有气象工作人员的一致关注，并做了大量研究工作[10-12]。
　　1 天气实况
　　2015年5月15日江苏省自北向南出现了一次明显的降水过程（图1），强降水主要分布在沿江江南地区。全省共有89个站点雨量达到50mm以上，最大降雨量196.9mm。
　　从15日逐小时降雨量（图略）可以看出，强降水最初发生在宿迁地区，小时雨强达到52.5mm，随着雨带南压，强降水中心从苏北地区逐渐南移，至13∶00降水中心集中在泰州南部地区，江苏北部地区的降水已经停止。由此可见，这次降水过程具有明显的短时特征。
　　
　　2 环流形势分析
　　500hPa（图2）我国中高纬地区环流经向度逐渐加大，东北至华北地区有1条东北—西南向低槽，槽加深少动，槽尾东移;低纬地区南支槽基本维持少动，西太副高西伸，584gpm线位于沿江江南地区;江苏省位于高空冷涡槽底，受槽前西南气流影响。850hPa上江苏一直受西南气流的影响，在江苏的淮北地区以及安徽的中部有1条切变线维持，有利于大量水汽的输送，给暴雨的形成和发展提供了充沛的水汽条件。2015年5月16日08∶00江苏省上空转为东北风控制，降水也随之结束。地面上江苏省受低压倒槽影响，在内蒙古地区和黑龙江省有冷锋系统发展，15日02∶00位于内蒙古北部冷空气南压，与黑龙江省的冷锋系统汇合，形成1个大的冷锋系统。15日08∶00冷锋系统继续加深，同时向东南方向移动，江苏北部位于锋前。从地面风速流线图中可以看出，江苏近地面主要是受到2股气流的影响，分别为东北风;东南风和西南风的汇聚，这也是水汽输送的主要途径之一，为这次暴雨的形成提供了有利的条件。
　　
　　3 物理量场分析
　　3.1 热力条件分析
　　从850hPa假相当位温可以看出，14日开始江苏省假相当位温逐渐增大，2015年5月15日08∶00达到最大值。由于假相当位温具有保守性，移入江苏境内的高温高湿气团破坏大气层结稳定性，使不稳定能量集聚。
　　3.2 不稳定条件分析
　　降水发生前，江苏省的北部不稳定能量比较低，南部的K指数相对较高，到了2015年5月15日08∶00江苏省大部分地区处于不稳定状态，到20∶00不稳定能量得到释放，显示出了大气的不稳定状态。水汽通道的维持为江苏输送了大量的水汽，高湿的环境有利于新的不稳定能量的积累，随着14—15日冷空气的入侵，不稳定层结迅速加强，有利于降水的发生。
　　
　　3.3 水汽条件分析
　　充沛的水汽条件是暴雨发生时所必须的，强降水的产生需要本地有充足的水汽输送，而且有一个充足的水汽积累过程。从图5可以看出，2015年5月14日20∶00西南急流将水汽输送至苏南浙北交界处，输送通道中心位于安徽浙江交界处、江西中部地区，江苏省已经出现了-10g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽通量，并且随着水汽通量的增加，在暴雨来临之前的12h，江苏大部分地区已经处于水汽的辅合区里面。15日08∶00急流增强北抬，低涡东移，带状输送通道分为2部分，大值区东移至江苏南部，水汽输送强烈，江苏上空明显有1条风场的辐合带。到了15日20∶00风场的辐合带继续东移入海，江苏的辐合值降低，此次暴雨过程结束。
　　
　　3.4 动力条件分析
　　高层的辐散对低层的辐合上升有促进作用。从2015年5月15日08∶00散度场（圖6）上分析，暴雨区的200hPa上存在明显的辐散区，与之对应的低层850hPa上为辐合区。低层辐合高层辐散的“抽吸效应”是构成强上升运动的必要条件，同时低空流场的辐合也促进了水汽的汇合凝聚。
　　
　　4 卫星云图分析
　　从卫星云图资料（图7）可以看出，2015年5月14日20∶00江苏地区并未生成较为清晰的降水云团，但是位于安徽上空有明显的清晰的降水云团，随着云团的发展移动，到了15日4∶00—5∶00，江苏上空有明显的降水云团，有了对流云团的产生，而且云团不断生成、发展、加强并向东移动，扫过江苏，使得江苏引来短时的强降水过程，此时降水一直持续降水强度大，到了15日12∶00以后云团的尾部同样给江苏带来了短时的强降水。随后云团开始慢慢消散，降水结束。 　　
　　5 雷达回波特征
　　由雷达资料回波频图能够清晰的看出，2015年5月15日清晨江苏地区开始强降水，此时江苏的雷达回波分布比较均匀。9∶00的回波图中，在江苏的中部地区雷达回波在25～55之间，回波的信号强。从速度图上可以看出，这次降水过程中有明显的西南风向和风速的辅合。从图中可以看出，雷达回波信号随着时间的推移，雨带一直在向东移动，给江苏省带来了一次短时的强降水过程。
　　6 结论
　　本文通过对2015年5月15日的江苏地区一次暴雨天气过程进行诊断及深刻分析，从而对这次暴雨天气过程的产生和影响系统有了进一步的认识并得出以下结论。
　　通过对24h以及1h降水量图的分析，可以看出此次暴雨发生的时间及其影响范围、强度;本次暴雨历时时间短，主要影响的还是苏南等地降水强度大。
　　 此次暴雨过程是在鞍形场的形势下产生而发展的，热带低压倒槽和西风槽的存在使冷暖空气在江苏省交汇是产生这次暴雨的重要天气系统;这次暴雨过程在发生前就有很好的水汽条件，江苏的东部海域以及西南部暴雨是形成水汽的主要来源。
　　地面中小尺度的辅合系统是这次暴雨过程的触发机制;这次暴雨形成的热力条件主要是不稳定能量的增加。
　　由红外卫星云图的分析得出：本次对流云团的特点是数个小尺度的对流单体在向东移动的过程中得到了充分的发展，并且这次降水过程均有中、小尺度对流系统的影响，因此卫星云图和雷达对这次降雨过程有着更加显著的指示意义。
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　　（责任编辑 李媛媛）
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