德化县“713”极端强降水特征分析

同作用下，产生了德化的极端降水。
Hale Waihona Puke ［关键词］强降水雷达后向传播德化县
［中图分类号］P426.6
［文献标识码］A
［文章编号］1673-8683（2019）06-0015-05
德化县是泉州市的一个山区县，位于泉州西北部， 由于海拔高低悬殊、地形复杂，具有小气候突出特征。 暴雨的产生是多种尺度系统相互作用的结果E,特别是 中小尺度的系统，是产生短时强降水的直接原因，而中 小尺度系统的发生发展又受大尺度系统的影响、制约， 并反过来影响天气尺度系统。对于中小尺度系统的研 究，主要集中于系统的触发、移动和结构特征分析。赵 宇等［勾研究表明，梅雨锋前不稳定空气的地形抬升和边 界层辐合上升是初始对流的主要触发机制，中尺度对流 系统的组织特征和发生、发展受近地面环境场制约。赵 明轩［3］等同样提出，低层动力场和地形强迫对MCS的 触发、增强和维持起到关键作用。冯晋勤⑷的研究也有 类似的结论，低层辐合和地形是强对流重要的触发机 制。何立富［5］等在华南暖区暴雨研究进展中总结提炼了 3类华南暖区暴雨类型边界层辐合线型、偏南风风速辐 合型,以及强西南急流型的天气系统配置及触发因子。 关于对流风暴的移动方面，俞小鼎等同研究表明，雷达 回波的移动矢量是平流矢量和传播矢量的合成。如果平 均风方向（平流方向）与回波传播方向交角大于90。,称为 后向传播,此时回波移速小于平均风速 ，移动较慢，易导
2019年6月 第6期总第150期
海峡科学 Straits Science
June 2019 No.6, Total 150th
德化县“713”极 * 端强降水特征分析
林雄军'陈臻皓彳 （1.泉州市气象台，福建 泉州362000 2.德化县气象台，福建 泉州362500 ）
［摘要］2018年7月13日，德化县出现了一次极端的短时强降水过程，德化本站小时雨强最大为82.6mm,突破历
12m/s,达到了急流的标准，福州的探空风速也增强到 了东北风8m/s,在德化地区的辐合有明显加强。同时 东南风急流也为对流发展提供了良好的水汽输送和不 稳定能量输送，使得大气低层进一步高温高湿，大气层 结趋于不稳定，有利于强对流天气的发生发展。
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图3 2018年7月13 H 08时和20时850hPa高空图
*基金项目：泉州市科技计划项目（编号：2018Z040）；福建省气象局基层科技专项项目（编号：2019J04）.
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图1 2018年7月13 0 15-19时累积降水及德化站逐5分钟降水分布
2环流形势
从图2可以看出，在中高纬为两槽一脊型，副热带 高压（以下简称副高）588hPa位势高度线可代表副高 控制的区域，在副高控制下，低层以下沉气流为主，不 利于强对流的发生发展。08时，副高588hPa的位势高 度线位于福建省中部，泉州以多云天气为主，20时副 高有所北抬西伸，在13日下午德化强对流发生时段内，
史极值。该文利用常规气象观测资料、再分析资料和泉州雷达等资料对该过程进行诊断分析。结果表明，副高边缘
存在不稳定层结，低层存在东南急流，带来充足的水汽，并有低层风速辐合，抬升凝结高度低，深厚的湿层，为
强降水的产生提供了良好的环境条件 ；对流在德化县东南部由地形和风速辐合触发，风暴具有弱回波区，回波悬
垂和风暴顶辐散等特征，且为后向传播风暴，使得风暴能长时间维持并且移动缓慢，同时风暴的降水效率高，共
致强降水。冯晋勤⑺在研究春季天气系统配置时，揭示 了福建省春季西南急流暖湿强迫背景下的强对流天气 过程的特征和规律。樊李苗等冈研究了中国短时强降 水、强冰雹、雷暴大风以及混合型强对流天气的环境参 数特征»现有对于福建地区的强对流天气研究多针对前 汛期，而对台风季则主要关注其台风降水，对强对流的 研究较少，本文针对2018年7月13日发生在德化县的 极端降水，主要从天气系统和环境配置及对流触发传播 和结构等方面进行分析，以期对强对流天气预报预警有 所帮助。
图2 2018年7月13日08时和20时500hPa高空图
根据天气学原理中垂直速度的诊断可以知道，低层 流场如果存在辐合，因为大气准不可压，根据连续方程, 将会产生上升动，有利降水产生。从图3可以看出，在 13日08时，厦门的探空风速为东风4m/s,福州的探空 风速为东北风4m/s,在德化地区存在弱的风向辐合， 而到了 20时，厦门的探空风速明显加强，为东南风
德化处于副高边缘，为东南气流控制，有丰富的水汽和 热量来源，副高控制下沉气流使低层大气增温，大气具 有高温高湿状态，而副高北抬时，层结将转变为热力不 稳定，有利于强对流天气的发生发展。从图1也可以看 出，大量级的降水都发生在副高的边缘，可见大的环流 背景虽然不直接产生降水,但限制了降水在一定的区域 内发生。
1降水概况
2018年7月13日15—19时，福建省中部出现明 显的短时强降水天气，从图1可以看出这次降水的特点 主要是：雨强大，降水时段集中，降水局地性强。其中 德化县潯中镇17时30分一 18时30分小时雨强为 82.6mm,突破历史最大小时雨强极值。德化县潯中镇 的降水时间集中在17时30分到18时30分，5分钟雨 强最大为11.9mm。
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3物理量诊断
3.1水汽条件分析 极端短时强降水的发生，除了需要本地的水汽含量
高之外，源源不断的水汽输送是必要的。从图4可以看 出，在08时和20时，德化地区的比湿都超过了 16g/kg, 具有非常良好的水汽条件，但是在08时全省的水汽通 量散度为正值，为水汽通量辐散，因此虽然比湿较大， 仍不利于强降水的发生，而到了 20时随着低层偏南气 流的加强，在福建省中北部地区转变为水汽通量辐合, 又因为水汽通量的辐合主要为风的辐合导致，可见13 日下午德化有较好的辐合上升条件，有利于短时强降水 的发生。
为逆转，表示有冷平流，高层冷平流，低层暖平流，使 得温度垂直递减率增大，层结趋于不稳定。从TlogP图 可以看出，抬升凝结高度和自由对流高度都处于很低的 高度，只要有一定的抬升条件就可以触发对流发展，这 对于没有明显系统影响的对流发展尤其重要。另外，从 低层到500 hPa,露点曲线与层结曲线都相关贴近，表 明当天深厚的湿层也是有利强降水的发生 。降水的效率 也是产生强降水的一个重要原因，从图5可以看出，0 度层的高度达到了 5 km左右，而抬升凝结高度较低仅 为922m,可见暖云层非常深厚，而越厚的暖云层表明 降水效率高。这是很有利于强降水发生的。