CONTRASTIVE ANALYSIS OF FRONTAL RAINSTORM VS MONSOON RAINSTORM PROCESSES DURING THE APRIL-MAY-JUNE RAINING SEASON VS JULY-AUGUST-SEPTEMBER RAINING SEASON
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摘要: 应用近二十年的历史观测资料和EC再分析资料，对由锋面和季风槽两种不同天气系统影响下广东发生的两组暴雨过程的天气形势、降水/短时强降水落区及其对流活动和物理量特征进行了诊断分析和对比分析。结果表明：无论是前汛期锋面降水还是后汛期季风降水，珠三角（珠江三角洲）地区都是次中心，有大到暴雨量级降水。珠三角地区也是小时雨量≥50 mm的短时强降水高发区。前汛期锋面对流活动的抬升凝结高度约在900~850 hPa，南北方向的温度梯度提供了斜压不稳定能量，0~3 km强的风垂直切变使对流易于维持和发展；对流区有较强的水汽通量辐合；风暴相对螺旋度较大，对流的旋转性和沿着旋转方向的移动特征明显。相对而言，后汛期季风强降水对流凝结高度更低，对流活动具有正压的热带对流性质，可在弱的水汽通量辐合和垂直风切变环境中维持，但对流强度不如前汛期。以上结论可为同类天气的短期和短临主客观预报提供预报思路和依据。Abstract: Using historical weather data and EC reanalysis data, the characteristics of two kinds of rainstorm processes, one caused by fronts during the April-May-June (AMJ) raining season and the other by monsoon surges during the July-August-September (JAS) raining season, are contrastively analyzed. The results are shown as follows. The Pearl River Delta region was the subcentre of both types of rainfall. Most of the short-time heavy rainfall (more than 50mm per hour) occurred in the Pearl River delta. In the AMJ raining season, the lifting and condensation height of convection was between 900 hPa and 850 hPa, a north-south oriented temperature gradient provided the energy of baroclinic instability, and intense vertical wind shear at 0 to 3km made it easy for the convection to maintain and develop. There was strong convergence of water vapor flux in the area of convection. Relative storm helicity was large so that the convection rotated and moved towards the rotating direction. Relatively speaking, the lifting and condensation height of convection for the JAS raining season was even lower, with the convection being barotropic and tropical, and capable of maintaining in weak convergence of water-vapor flux and vertical wind shear, though it was weaker than that of the AMJ raining season. The conclusions above can be used as general foundations in the short-term forecasting and nowcasting of these kinds of weather.
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图 1 前汛期锋面降水进行时天气形势合成图
a.地面风场；b. 850 hPa风场和散度场(阴影区)；c. 500 hPa风场和涡度场(阴影区)；d. 200 hPa风场和散度场(阴影区)。实线示意锋面/切变线/槽线，带箭头线示意风场。
图 6 风暴相对螺旋度(SRH)在前(a)、后(b)汛期逐时次的个例序列
横坐标表示个例序号，－20 h表示个例开始时刻(前一天20时)，08 h表示个例过程时刻(当天08时)，20 h表示个例结束时刻(当天20时)。
表 1 前汛期锋面暴雨个例和后汛期季风槽暴雨个例
前汛期个例 汛期个例 日期(yyyymmdd) ≥50 mm站点数 日期(yyyymmdd) ≥50 mm站点数 19980309 20 20010717 27 20000403 43 20010718 21 20010421 29 20020719 23 20020324 47 20020720 23 20030413 17 20020809 17 20070424 26 20070814 27 20090425 23 20080707 18 20100506 17 20080708 25 20100510 18 20110716 24 20120420 27 20130726 19 
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表 2 41个物理量及其在前后汛期对流系统发展期间的表现
物理量 前汛期特征是否明显 后汛期特征是否明显 前后汛期特征有否区别明显 物理量说明 KI √ √ × K指数 LFC √ √ × 自由对流高度 LCL √ √ √ 抬升凝结高度 MCIN √ √ × 对流抑制指数 MCAPE √ √ × 对流有位效 SRH √ √ √ 风暴相对螺旋度 TTI √ √ × 总指数 LI √ √ √ 抬升指数 SH3 √ √ √ 6 km高度上的垂直风切变 SH2 √ √ √ 3 km高度上的垂直风切变 SH1 √ √ × 1Mkm高度的 VOR850 √ × - 850 hPa的涡度 VOR500 × √ - 500 hPa的涡度 Q1HE √ √ × 垂直整层热源 Q2HE × × × 垂直整层水汽源 TTY925 √ √ √ 925 hPa上y方向的温度梯度 TTY850 × × - 850 hPa上y方向的温度梯度 TTY700 × × - 700 hPa上y方向的温度梯度 TTY500 × √ - 500 hPa上y方向的温度梯度 TTX925 √ × - 925 hPax方向的温度梯度 TTX850 × × - 850 hPa上x方向的温度梯度 TTX700 × × - 700 hPa上x方向的温度梯度 TTx500 × × - 500 hPa上x方向的温度梯度 TADV925 √ √ × 925 hPa上的温度平流 TADV850 × × - 850 hPa上的温度平流 TADV500 × × - 500 hPa的温度平 Thetase925 √ √ × 925 hPa的位温 Thetase850 √ √ × 850 hPa的位温 Thetase500 √ √ √ 500 hPa的位温 Thetaseadv925 √ × - 925 hPa上的位温平流 Thetaseadv850 × × - 850 hPa上的位温平流 Thetaseadv500 × × - 500 hPa的位温平 Qvflux925 √ √ × 925 hPa上的V方向水汽通量 Qvflux850 √ √ × 850 hPa上的V方向水汽通量 Qvflux700 √ √ × 700 hPa上的V方向水汽通量 Quflux925 √ √ × 925 hPa上的U方向水汽通量 Quflux850 √ √ × 850 hPa上的U方向水汽通量 Quflux700 √ √ × 700 hPa上的U方向水汽通量 Qfluxdiv925 √ √ √ 925 hPa上的水汽通量散度 Qfluxdiv850 √ √ × 850 hPa上的水汽通量散度 Qfluxdiv700 √ √ × 700 hPa的量散度
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表 3 物理量在前后汛期的均值及差异
物理量 前汛期均值 后汛期均值 均值异/% SRH/(m2/s2) 前20点 121.3 24.4 79.8 08点 157.5 32.8 79.2 20点 91.4 29.2 68.1 SH3/(m/s) 前20点 19.7 5.6 71.7 08点 17.9 4.6 74.2 20点 18.2 5.5 70.0 TTY925/(K/m) 前20点 -1.3×l0-5 -2.0×10-6 85.2 08点 -1.6×10-5 -3.8×10-6 75.3 20点 -2.1×10-5 -2.6×10-6 87.5 Qfluxdiv925/(kg/(m2 • hPa • s)) 前20点 -3.2×10-8 -5.4×10—9 83.0 08点 -3.2×10-8 -1.4×10-8 57.2 20点 -3.2×10-8 -1.2×10-8 63.7 LI 前20点 -1.6 -2.2 -40.8 08点 -0.1 -2.1 -2 420.8 20点 0.5 -2.2 577.1 前汛期 后汛期 差异绝对值 Thetase500/K 前20点 334.4 344.6 -10.3 08点 334.5 344.3 -9.8 20点 335.3 345.1 -9.9 LCL/(meters AGL) 前20点 993.3 862.3 131.0 08点 1 277.0 791.5 485.5 20点 1 158.4 912.2 246.2
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图(10) / 表(3)
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