道县“2022.6.18”、“2023.6.21”暴雨过程对比分析及预报技术总结

道县“2022.6.18”、“2023.6.21”暴雨过程对比分析及预报技术总结

张樱1，张丽娟2，张子睿1，罗海英1,许颖妮1

1.湖南省道县气象局，湖南 道县 425300；

2.湖南省茶陵县气象局，湖南 茶陵412400；

摘要:2022年6月18日-21日、2023年6月21日-26日道县出现强降水天气过程，并伴有雷电、短时强降水、局地风雹等强对流天气。本文应用大气探测资料、道县区域站降水实况资料、NCEP/NCAR FNL 1°×1°资料等，从环流背景、物理量特征等方面，对道县2022年6月20日和2023年6月23日暴雨天气过程的天气成因和物理机制进行诊断分析。结果表明：（1）500hPa低槽东移，中低层西南暖湿气流是这两次降水过程的主要影响系统。（2）不稳定能量、充足的水汽、强盛的垂直运动有利于对流性降水的产生和发展。（3）高低各层的物理量条件分析对降水预报有很好的指示作用。

关键词：实况；物理量场；不稳定能量；暴雨

局地性暴雨往往具有突发性强、频发性高、降水强度大、降水分布不均等特点，是中国南方区域影响范围最广，发生频次最多，次生灾害最为严重的自然灾害天气。对暴雨发生时段、落区的准确预报，是发展预报预警技术的重要目的。因复杂地形、不同天气尺度系统相互之间的影响等因素，极端性、局地性强的暴雨天气往往难以被捕捉。

目前已有许多学者开展了针对强降水预报偏差的研究，产生强降水的条件有稳定的环流形势、天气尺度系统的维持、多尺度系统的叠加以及地形的抬升等。 许多气象工作者对极端强降水天气从不同方面进行研究，取得许多成果，对提高道县强降水天气预报水平有很好的借鉴作用。张凌云等分析指出，地面辐合线是暴雨触发的重要机制，迎风坡抬升和喇叭口地形对暴雨有重要增幅作用。陈绍河等研究表明，山区大暴雨的出现和低层西南急流、地面中尺度辐合线密切相关。陈训来等对2023年9月珠江三角洲一次极端暴雨的预报结果进行了偏差分析，研究发现当前主流的业务模式对此次降水过程的预报能力有限，无论是量 级还是位置的预报均与实况有较大偏差；有关研究表明，郑州“7.20”特大暴雨过程出现原因是多方面的，此次过程是由地形因素、水汽因素和环流背景因素共同作用的结果；曹艳艳等对宁波出现的特大暴雨预报进行了分析，认为中尺度雨团受地形影响持续时间延长；赵强分析了陕西一次暴雨过程，发现地面锋生是对流性暴雨的触发条件。

暴雨是道县本地常见的灾害性天气，2022年和2023年的汛期分别出现了多次强降水过程，并出现极端降雨事件，致使多地出现不同程度气象洪涝。本文结合道县区域站实际降水实况资料及NCEP/NCAR FNL 1°×1°数据等资料，分析道县2021年6月18日至6月21日和2022年6月21日至26日两次强降水过程的水汽场、风场等的特征，并进行对比分析，从而对预报技术进行总结。

1 暴雨过程实况对比

2022年6月18日16时～6月21日20时，道县连续出现大到暴雨，部分大暴雨，并伴有雷电、短时强降水、局地风雹等强对流天气，在此期间道县平均累计降雨量为175.1,mm，累计降水量≥100mm站点达到39站，≥250mm站点为1站，最大降雨量出现在清塘镇云溪水库站为292.3mm。从自动站小时资料可以看出，此次过程的降水集中期在6月18日19时-6月19日02时、6月20日08时-6月21日08时。

2023年6月21日20时～6月26日08时道县连续出现大到暴雨，部分大暴雨，并伴有雷电、短时强降水、局地风雹等强对流天气，在此期间道县平均累计降雨量为258.4,mm，累计降水量≥100mm站点达到20站，≥250mm站点为20站，最大降雨量出现在横岭瑶族乡横岭站为383.0mm。从自动站小时资料可以看出，此次过程的降水集中期在6月21日22时-6月22日00时、6月23日06时-6月23日12时、6月24日20时-6月25日20时。

2  天气图分析

本文选取2022年6月20日08时-21日08时的降水集中时段来代表2022年6月的暴雨过程，对其进行分析。

500hPa高空图上20日08时中高纬为两槽一脊型环流，在永州东部有一个短槽，槽线缓慢东移，于21日08时移至湖南与江西的交界处，有利于道县降水的发生（图1a）。

700hPa高空图上20日08时切变线位于湖南北部，道县受切变线南侧的西南急流影响，至21日08时持续受切变线下方的西南急流影响（图1b）。

850hPa高空图上20日08时低涡位于湖南怀化附近，道县位于切变线南侧，受西南急流影响，直至21日08时低涡位置基本不变（图1c）。

925hPa20日08时低涡位于我省东北部地区，道县受低涡前西南气流影响，大到暴雨、局地大暴雨，直至21日08时低涡位置略微北移（图1d）。

由以上分析可以看出，700hPa、850hPa、925hPa高度场上道县地区均有较强西南急流输送水汽，水汽充沛，有利于降水（图1）。

图1  500hPa、700hPa、850hPa、925hPa在2022年6月20日08时、20日20时、21日08时系统变化（a-d）

本文选取2023年6月23日08时-24日08时的降水集中时段来代表2022年6月的暴雨过程，对其进行分析。

500hPa高空图上23日08时中高纬为两槽一脊型环流，槽线位于广西与贵州的交界处，槽线缓慢东移，于24日08时移至广西偏东部，道县位于槽前，有利于降水的发生（图2a）。

700hPa高空图上23日08时低涡位于湖南中北部，道县受槽前的西南急流影响，缓慢向东北方向移动，24日08时移动至湖北与安徽交界处（图2b）。

850hPa高空图上23日08时低涡位于湖南长沙附近，道县位于槽线上，受西南急流影响，直至24日08时低涡位置基本不变（图2c）。

925hPa23日08时道县位于切变线上，有利于降水发生，23日20时切变线东移，道县受切变线西侧的西北气流影响，直至21日08时切变线移至江西西部（图2d）。

图2  500hPa、700hPa、850hPa、925hPa在2023年6月23日08时、23日20时、24日08时系统变化（a-d）

3  物理量诊断

3.1  水汽条件

水汽的输送和水汽的辐合是产生强降水的必要条件。中国主要的水汽来源是孟加拉湾和南海西南风水汽输送。2022年6月20日08时道县地区属于显著湿区（相对湿度≥90％），中低层湿度条件较好，水汽含量充足，水汽饱和程度较高，其700hPa、850hPa受西南暖湿气流影响，源源不断有水汽输送过来。20日20时西南气流略微减弱，700hPa的相对湿度有所减弱，但仍较大，说明20时的降水已减弱，至21日08时，整体相对湿度都有所减小，不利于降水的产生，降水趋于结束。

2023年6月23日08时-24日08时道县地区属于显著湿区（相对湿度≥90％），中低层湿度条件较好，水汽含量充足，水汽饱和程度较高，其700hPa、850hPa受西南暖湿气流影响，源源不断有水汽输送过来，由此可以看出24日08时降水还未结束，这是一个持续性的降水过程。

3.2  动力条件

2022年6月20日08时道县北部地区的中低层存在微弱的上升运动，南部地区的中低层存在微弱的下沉运动；14时道县地区的中低层始终位于垂直速度负值区域内，中低层始终存在上升运动，最强上升运动中心位于永州江华、蓝山，最强上升运动中心与强降水落区有较好的对应，降水持续的上升运动为该地的强降水发生提供了有利的动力条件。20时道县地区在700hPa和850hPa上位于垂直速度负值区，但绝对值较小，上升运动较弱，不利于降水，说明20时降水将减弱。

2023年6月23日08时道县地区的中低层始终位于垂直速度负值区域内，中低层始终存在上升运动，最强上升运动中心位于永州江永，此时降水较强；14时道县地区的中低层依然位于垂直速度负值区域内，但绝对值较小，存在微弱的上升运动，降水有所减弱。20时道县地区在700hPa上位于垂直速度负值区，但绝对值较小，上升运动较弱，在850hPa上位于垂直速度正值区，不利于降水，说明20时降水将减弱。

3.3  不稳定能量条件

假相当位温   反应大气的稳定度，  的等值线越密集说明温湿梯度越大。2022年6月20日08时、14时道县地区700hPa、800hPa、925hPa上的假相当位温均较大，其假相当位温值分别达到5℃、15℃、25℃以上，20时700hPa的假相当位温较小，说明20日8时、14时道县地区不稳定能量条件较好，20时的不稳定能量条件较差。

    2023年6月23日08时、14时、20时道县地区700hPa、800hPa、925hPa上的假相当位温均较大，其假相当位温值分别达到10℃、25℃、30℃以上，说明23日整个道县地区不稳定能量条件较好。

4过程总结

（1）道县2022年6月20日的降水过程小时雨量不大但持续时间较长，累计降水量大。降水的主要影响系统是500hPa低槽东移，且中低空的西南气流源源不断输送暖湿水汽。受环境风场、水汽及热力条件影响，整体降水呈现先增强后减弱的趋势。

（2）道县2023年6月23日的降水过程呈现对流性强、小时雨强大、持续时间长的特点。降水的主要影响系统是500hPa低槽东移，且中低空的西南气流源源不断输送暖湿水汽。不稳定能量强、水汽充足且垂直运动强盛。

5结论

本文结合道县区域站实际降水实况资料及NCEP/NCAR FNL 1°×1°数据等资料，分析了道县2021年6月18日至6月21日和2022年6月21日至26日两次强降水过程的水汽场、风场等的特征，得出以下结论：

（1）500hPa低槽东移，中低层西南暖湿气流是这两次降水过程的主要影响系统。

（2）不稳定能量、充足的水汽、强盛的垂直运动有利于对流性降水的产生和发展。

（3）高低各层的物理量条件分析对降水预报有很好的指示作用。

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