高邮市一次强降水过程的环流背景特征分析

高邮市一次强降水过程的环流背景特征分析作者：顾宇高翔戴明明
来源：《农业灾害研究》2024年第04期
收稿日期：2024-02-01
作者简介：顾宇（1992—），男，江苏扬州人，工程师，主要从事综合气象业务工作。

摘要：利用ERA5逐小时再分析资料，对2023年7月6—7日高邮市一次强降水过程进行了综合分析。

结果表明：（1）高空急流分流区辐散作用、中纬度500 hPa冷涡系统及西风槽东移、中低层切变线南压以及西南低空急流水汽输送都与本次强降水过程有着密切的联系，冷涡后部冷空气与低空急流暖湿水汽的持续性交汇有利于暴雨天气的产生；（2）高空急流分流、深厚的冷涡系统及西风槽、低层切变线造成整层的持续抽吸作用，为垂直上升运动的发展增强提供了有利的动力条件。

关键词：暴雨；东北冷涡；急流
中图分类号：P458 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）04–0-03
暴雨是我国最常见的灾害性天气之一，具有突发性高、强度大等特点，极易造成严重的气象灾害[1]。

近年来，专家学者主要是从水汽输送特征、环流形势和中尺度系统特征等方面进行暴雨研究[2-5]。

同时，多位学者认为近些年厄尔尼诺事件或副热带高压异常偏强是极有利的气候背景[6-7]，低空急流对于暴雨的形成，起着输送水汽和能量的作用，有助于维持必要的动力学条件[8]。

本文对2023年7月6日至7日江苏省高邮市地区一次极端暴雨事件的形势场、水汽条件等方面进行
研究。

1 资料与方法
使用了ERA5（2023年7月6—7日）逐小时再分析资料，包括位势高度场、风场、比湿、涡度及散度，水平分辨率为1°×1°。

2 降水概况
2023年7月6日14：00至7日14：00，江淮地区出现了明显的系统性强降水天气过程。

高邮市出现了大暴雨天气，日降水量为226.2 mm。

主要降水时段出现在7月6日夜间至7日凌晨，最大小时雨强为41.5 mm/h。

3 降水成因分析
3.1 环流背景分析
本次强降水过程为梅雨后期偏南深厚冷涡和低空急流共同影响产生的天气过程。

在大尺度的环流背景下，向华东地区输送的南海暖湿气流与偏南冷涡后部的冷空气交汇，形成强降水天气。

高邮市位于江苏省中部地区，受系统影响较为明显。

基于各层次形势场的变化过程来分析此次强降水天气的环流背景特征。

3.1.1 对流层高层形势分析
由图1可知，7月6日20：00，江淮流域北侧高空急
流明显，我国东北地区的气旋中心略有偏南，更有利于引导冷空气南下，同时在我国东部35°N以南受带状高压控制，在高压北部和气旋南面底部的共同影响下，高空的西风急流逐渐加强，整个江苏中南部正好位于加强的西风急流的右侧，并且有明显的分流区，有利于该地区长时间维持高空辐散，从而加强垂直上升运动，为强降水过程提供有利的动力条件。

至7日02：00，高空急流发展至最强，最大风速达45 m/s，高邮市位于急流右侧及分流区最为明显的位置，上空的高空急流边缘风速最大，其经向分量也最大。

至7日08：00，高空急流强度有所减弱，高邮至江苏南部地区高空分流区开始消失，与其相关的辐散作用所带来的持续垂直上升运动也开始减弱，强降水过程也随之减弱并趋于结束。

3.1.2 对流层中低层形势分析
由图2可知，7月6日20：00，500 hPa东北冷涡已经建立并逐步发展东移，且冷涡的位置略有偏南，其南侧南压至42°N左右。

西伸副高成带状，副高脊线位于27°N左右，588
dagpm线北部边缘位于浙江中部，与东北冷涡遥相对峙，导致冷涡后部有冷空气被引导南下。

700 hPa东北地区有低压中心生成，江苏北部至山东地区有切变线发展并南压，低空西南急流建立并不断增强，为江淮地区强降水的发生提供了充足的动力条件，同时850 hPa东北地区也有低压中心生成，并且从南海至江淮地区的水汽通道建立，西南暖湿气流源源不断地向江淮地区输送水汽，与高空西风槽引导南下的冷空气交汇，强降水的水汽条件得到了保证。

高邮市位于副高北侧边缘并处于暖式切变线的南侧暖区一侧，同时又位于低空水汽急流轴的顶端，水汽不断堆积，同时有冷暖空气的交汇，也为短时强降水等强对流天气提供了十分有利的条件。

至7日02：00，500 hPa东北冷涡与副高脊线位置几乎没有变化，位于东北地区的准正压深厚低压系统发展加强，西风槽在副高的阻挡下东移缓慢，有利于系统性降水的高空形势继续维持，两者之间的西南气流发展至最强，700 hPa在江西南部至江苏西南部一带形成急流轴，随着切变线的进一步南压，江淮地区强降水的垂直运动持续增强，同时850 hPa的水汽输送条件达到最旺盛的时刻。

高邮市位于水汽急流轴顶端，随着切变线的南压，出现了大范围的大暴雨天气。

7日08：00，500 hPa东北冷涡开始减弱，其后部冷空气引导气流随之减弱。

700 hPa切变线条件消失，低空急流减弱，850 hPa水汽急流明显变弱，水汽条件开始变差，降水开始逐渐减弱趋于结束。

本次强降水过程是在东北冷涡偏南及副高北部边缘的大气环流背景下产生的，高层辐散作用、中纬度西风槽东移、中低层切变线南压以及西南低空急流水汽输送与本次强降水过程具有密切的联系，同时深厚东北冷涡系统为高邮市上空的风速辐合提供了条件，其后部冷空气与低空急流暖湿水汽的持续性交汇也有利于暴雨天气的产生。

3.2 动力条件
为了更好地分析强降水发生的落区、时间及其中的动力因素，对高邮市周围不同经度和纬度下垂直方向的涡度和散度进行了分析。

图3分别为7月6日20：00高邮市南侧（25°N）、本地（32°N、北侧（40°N）以及西侧（110°E）、本地（120°E）、东侧（130°E）垂直剖面涡度和散度场。

从图3a～图3c可以看到高邮市西部总体已经开始呈现高空负涡度、低空正涡度的特征，随着冷涡及高空槽的东移，预示着降水天气的到来；而在北侧自西到东高空是较强的正涡度区，不利于垂直运动的发展和维持。

从散度场上可以看到，高邮市上空沿32° N纬线西侧已经开始呈现高层辐散低层辐合的特征，随着系统东移，高邮市出现降水的动力条件逐渐转好。

从图3d～f也可以看到高邮市西侧自北向南均呈现出较弱的高空负涡度、低空正涡度的涡度场特征，而高邮市上空500 hPa至对流层顶为明显的负涡度辐散区、中低层为正涡度辐合区，这样的高低空涡度散度配置有利于抽吸作用的发生和维持，从而增强垂直运动，为此次强降水提供了有利的动力条件。

由此可见，本次强降水过程是强动力条件下形成的，高层高空急流、深厚的冷涡系统及西风槽、低层切变线都为高邮市上空垂直上升运动的持续发展提供了有利的条件。

随着西风槽的东移，强降水区逐渐向东移动，配合着西南低空急流源源不断地输送南海暖湿气流，高邮市出现了大暴雨、局部特大暴雨的强降水天气。

随着系统东移入海及急流的明显减弱，该市上空的动力条件变差，此次大暴雨天气过程趋于结束。

4 结论
（1）高层辐散作用、500 hPa冷涡系统及西风槽东移、中低层切变线南压及西南低空急流水汽输送与本次强降水过程具有密切的联系，同时深厚东北冷涡系统为高邮市上空的风速辐合提供了条件，该系统的前倾特征能够造成不稳定能量的积累，其后部冷空气与低空急流暖湿水汽的持续性交汇有利于暴雨天气的产生。

（2）高层高空急流分流、深厚的冷涡系统及西风槽、低层切变线造成整层的持续抽吸作用，为高邮市上空垂直上升运动的发展增强提供了有利的动力条件。

参考文献
[1] 陶诗言.中国之暴雨[M].北京：科学出版社，1980.
[2] 丁一汇.暴雨和中尺度气象学问题[J].气象學报，1994（3）： 274-284.
[3] 钱维宏，蒋宁，杜钧.中国东部7类暴雨异常环流型[J].气象，2016，42（6）：674-685.
[4] 孙继松，雷蕾，于波，等.近10年北京地区极端暴雨事件的基本特征[J].气象学报，2015，73（4）：609-623.
[5] 俞小鼎.2012年7月21日北京特大暴雨成因分析[J].气象， 2012，38（11）：1313-1329.
[6] 毕宝贵，张小玲，代刊.2016年超强厄尔尼诺背景下的强对流和极端降水天气特点[J].科学通报，2017，62（9）：928-937.
[7] 张萍萍，孙军，车钦，等.2016年湖北梅汛期一次极端强降雨的气象因子异常特征分析[J].气象，2018，44（11）：1424-1433.
[8] 陆汉城.江淮以南地区暴雨和强降水的中尺度天气动力学研究进展[J].暴雨灾害，2019，38（5）：440-449.。