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2004.5.12江西超历史范围暴雨过程诊断分析
刘晓晖
（江西省环境预报中心，江西 南昌 330046）
摘 要：分析了2004年5月11～13日江西中北部出现超历史大范围暴雨过程的天气系统和物理量场，总结了这次过程的重要特点，并与15个区域性暴雨的平均物理量特征进行了比较，力求寻找出一些预报着眼点，从而为预报员提供参考。
关键词： 暴雨 天气系统 物理量 诊断分析
中图分类号：Ｐ458.1+21.1 文献标识码：B 文章编号：1007－9033（2004）03－0013－03
2004年5月11日20时～13日20时，江西中北部出现了超历史大范围暴雨天气过程，有57县（市）次日雨量≥50
mm。其中11日20时～12日20时有51县（市）次日雨量≥50 mm，14县、市≥100 mm，以永修150
mm为最大。这次区域性暴雨最大的特点，一是24
h内暴雨和大暴雨县（市）数之多，突破江西有气象记录以来的历史极值；二是暴雨强度较大，具有强对流天气特征。
1 天气系统分析
这次过程的天气系统配置属江西汛期典型的大暴雨形势。高空低槽与西南暖湿气流共同作用；地面北方弱冷空气侵入发展的倒槽中；江淮有气旋波生成，并伴随冷锋南移，我省自北向南出现大范围暴雨。
1.1 冷空气
冷空气是产生大范围暴雨的重要条件之一。一方面，造成冷暖空气的辐合；另一方面，作为抬升条件，促进对流天气的发生、发展。在这次大范围暴雨天气过程中，冷空气从河套及西部地区南下，进入到强烈发展的地面暖槽中。同时，由于槽前降压及暖平流的作用，12日08时在鄂东到陕西之间生成江淮气旋波，且四川到湘、鄂两省西部的△P24达2～4
hPa，而江南到长江中下游存在大范围的-△P24值，达-4～-7 hPa。气旋波的发展东移，又携带冷空气进一步南下。因此，由冷暖空气强辐合造成强降水区也随之南压。
1.2 低槽
与地面冷空气相对应的是，11日08时，500 hPa有一从内蒙古经甘肃南部伸到四川西北部的低槽，槽后有明显的冷平流，△T24达-2～-4
℃；槽前有明显的暖平流，△T24达2～3 ℃。这种配置有利低槽东移发展。11日20时，500 hPa正负△T24都有所发展，槽快速发展东移至太原—河南西部—三峡—重庆，12
h移动了10个经度左右。12日08时，500 hPa槽后负△T24稍小于槽前正△T24，移动开始减慢，12
h前进了5个经度。尤其是槽的南段，受强盛西南气流的阻挡作用，只向东南方向移动了2个经度。20时槽北段已抵达青岛—镇江—安庆一带，而南段几乎仍停留在贵阳—湖南北部。11日20时～12日20时，高空低槽移速减慢，对我省持续性降水有利。同样，700
hPa以下各层槽的南段东移缓慢，每12 h大约东移2～3个经度。自北向南经过江西的南段槽移动缓慢，是造成这次强降水的重要原因。另外，700 hPa槽的经向度大于10个纬度，槽底位置伸到27°N以南，槽前暖平流强盛，大部分在16
m/s以上，槽后正北风普遍达6～10 m/s。700 hPa以下中低空的结构近乎垂直，有利于深厚的对流发展。
1.3 急流
急流是暴雨形成的重要系统。它为暴雨的形成提供水汽输送、动力条件和热力条件。在这次暴雨过程中，高低空急流耦合很好。从850
hPa到700 hPa，急流呈气旋性旋转，且急流轴位置又几乎是垂直的。11日08时，急流几乎呈南北走向，特别宽广。从两广一直到黄淮以南，西南急流的急流轴在两广、湘赣、鄂皖交界一带。20时移至郴州—南昌附近，在急流轴左前侧的江西西北部开始出现强降水天气。12日08时，中低空急流轴继续南移，抵达浙赣铁路沿线以南，
最大风速值为20 m/s。此时，高空西南急流轴在湖南北部—湖北—安徽—山东一带，急流轴中心风速达52
m/s。12日08时～20时的暴雨、大暴雨落区正是在高空急流轴的右后方，中低层急流轴的左前方（图1）。
注：J1、J2分别代表高、低空急流。
图1 12日08时急流轴与12日08时～20时暴雨落区对照图
2 物理量诊断分析
2.1 水汽条件
江西汛期暴雨开始前,湿度一般是持续增大，且850 hPa比湿平均值一般为15 g/kg[1]（汛期15个区域性暴雨个例的平均值，下同）。这次过程比湿也是逐渐增大的：11日20时，高湿舌从湖南中北部伸到江西北部，我省北部的比湿增至13～14
g/kg；12日08时，高湿舌偏东南移至浙赣铁路沿线，比湿为13～15 g/kg。
从11～12日850 hPa的水汽通量场变化分析发现，11日20时开始，＞24
g·cm-1·hPa-1·s-1的高值区主要在湖南中北部和江西西部，之后的12
h内，我省西北部出现暴雨和大暴雨（图2a)；12日08时,高值轴向东扩展，水汽通量的大值轴线与低空急流一致，由广西、广东北部、湖南南部伸到江西北部，中心值位于上饶上空，达到26
g·cm-1·hPa-1·s-1。相对应地，上饶、鹰潭市和抚州北部在12日08时～20时普降暴雨到大暴雨（图2b）。这次过程的850 hPa水汽通量中心比汛期暴雨的平均情况的水汽通量（一般为16～20
g·cm-1·hPa-1·s-1） 明显要大。在水汽通量散度图上，11日08时有-13×10-8
g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽辐合中心位于湖南；12日20时移至我省东北部，达-18.6×10-8
g·cm-1·hPa-1·s-1，也和暴雨中心吻合很好。
2.2 热力条件
850 hPa的θse
高能舌在11日08时开始形成。高能轴从湖南北部经我省西北部伸到安徽南部，夜间在高能轴线附近出现了暴雨天气（图3a）。随着冷空气的南压，高能舌缓慢向东南移动，12日08时高能舌位于浙赣线附近，θse≥68
℃。12日08时～20时，浙赣线普遍出现了暴雨到大暴雨，暴雨落区仍然处于高能舌附近（图3b）。
注：外阴影部分为>25mm雨量，内阴影部分为>50mm雨量，最深色阴影部分为>100mm雨量。
图2 850hPa水汽通量与12h暴雨落区叠加图
注：外阴影部分为>25mm雨量，内阴影部分为>50mm雨量，最深色阴影部分为>100mm雨量。
图2 850hPaθse与12h暴雨落区叠加图
2.3 涡度、散度和垂直运动
2．3．1 涡度场变化
从涡度场看，12日08时850 hPa从湖南经江西中北部到安徽有一东北西南向带状高值区。最大正涡度中心在湖南，为16×10-5
s-1,我省正涡度值为8×10-5～12×10-5 s-1。同时，700 hPa也呈带状分布，且与850 hPa比较一致。这说明中低层槽前的空间结构是近似垂直的。暴雨落区恰好就集中在涡度场大值轴线与零线附近，槽前有明显的正涡度平流。
2.3.2 散度
分析散度场可发现，江西上空500 hPa是正的散度区，且从11日08时开始，辐散在加强。12日08时，上饶附近是30×10-5
s-1的中心。而中低层700、850 hPa是负的散度区，且辐合也在逐渐加强并稍偏东南移。700 hPa萍乡附近是-50×10-5
s-1的中心，850 hPa在湖南衡阳附近有-127×10-5 s-1的中心，浙赣铁路沿线处于强辐合带中。
我们知道，高层较强的辐散、低层的强辐合必然引起剧烈的上升运动。另外，500 hPa常对应着负值散度区[2]。而这次过程500
hPa已开始辐散，辐散层高度较低，大气的抽吸作用较大，故引发了强的对流性降水。
2.3.3 垂直运动
从垂直运动场的分布看，500、700、850 hPa高中低3层强垂直运动中心的分布、走向一致。近似垂直的空间结构，组成深厚的强上升运动区。11日08时，强垂直运动在湖南北部、湖北中南部开始形成，并缓慢向东南移动；12日08时，均偏东移至江西浙赣铁路沿线附近，其中850
hPa上为-86×10-3 hPa·s-1的强上升中心（图4），远高出汛期暴雨的平均状况（-53×10-3
hPa·s-1）。暴雨落区在强垂直中心附近及其东南侧。
2.4 稳定度
分析K指数场表明，11日20时，江西西北部处K>35 ℃的高值区；12日08时，K>36
℃的不稳定能量舌从湖南南部伸到江西中北部。不稳定能量舌的形态分布与θse的舌状分布非常一致。对应地，K指数>36
℃的大值区与暴雨落区也是十分吻合的。
另外，通过上述T213各物理量的诊断分析，还发现这次暴雨的水汽通量场、垂直运动和稳定度等比汛期暴雨平均情况更加有利，比湿、假相当位温θse略低于汛期暴雨平均物理量的值（表1）。
注：“大”表示垂直运动大值中心
图4 12日08时850hPa垂直运动
表1 2004.5.12暴雨汛期暴雨平均状况物理量特征（850hPa）对比
３ 结语
（1）
这次暴雨过程的动力、热力、水汽条件都十分符合典型的暴雨形成条件，且大部分物理量场都超过我省汛期暴雨平均状况，而垂直运动、水汽通量和对流不稳定指数则更是如此。
（2） 低层强辐合、高层辐散层较低，抽吸作用强烈，引发对流性降水，是造成6 h强降水的重要原因，也是这次暴雨的特点之一。
（3） 大部分物理量的形态分布具有江西典型的暴雨形势特征。如江西处于θse高能舌、不稳定能量舌中；呈带状分布的涡度、散度、垂直运动的高值区都有一大值轴呈西南—东北向地穿过江西上空。
参考文献
1 曹晓岗. 江西区域暴雨的热力和动力条件诊断分析[J].
气象,1996，（4）：37～40.
2 毛连海. 2003.6.25南昌特大暴雨分析及模拟研究[J]. 江西气象科技，2003，（4）：15～18.
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收稿日期：2004年06月30日
作者简介：刘晓晖（1977—），女，助理工程师，主要从事短期天气预报工作。 |
