ISSN 1004-4965

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“20.6”华南西部前汛期极端持续性暴雨特征与成因分析

刘国忠 周云霞 覃月凤 翟舒楠 梁嘉颖 陈伟斌

刘国忠, 周云霞, 覃月凤, 翟舒楠, 梁嘉颖, 陈伟斌. “20.6”华南西部前汛期极端持续性暴雨特征与成因分析[J]. 热带气象学报, 2023, 39(6): 807-824. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.070
引用本文: 刘国忠, 周云霞, 覃月凤, 翟舒楠, 梁嘉颖, 陈伟斌. “20.6”华南西部前汛期极端持续性暴雨特征与成因分析[J]. 热带气象学报, 2023, 39(6): 807-824. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.070
LIU Guozhong, ZHOU Yunxia, QIN Yuefeng, ZHAI Shunan, LIANG Jiaying, CHEN Weibin. CHARACTERISTICS OF WESTERN SOUTH CHINA PRE-FLOOD SEASON PERSISTENT RAINSTORM IN JUNE 2020 AND ITS MECHANISM[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(6): 807-824. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.070
Citation: LIU Guozhong, ZHOU Yunxia, QIN Yuefeng, ZHAI Shunan, LIANG Jiaying, CHEN Weibin. CHARACTERISTICS OF WESTERN SOUTH CHINA PRE-FLOOD SEASON PERSISTENT RAINSTORM IN JUNE 2020 AND ITS MECHANISM[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(6): 807-824. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.070

“20.6”华南西部前汛期极端持续性暴雨特征与成因分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.070
基金项目: 

中国气象局气象能力提升联合研究专项 22NLTSY011

中国气象局复盘总结专项项目 FPZJ2023-095

详细信息
    通讯作者:

    周云霞,女,广西壮族自治区人,高级工程师,从事强对流天气业务及研究。E-mail: 13878131128@163.com

  • 中图分类号: P458.121.1

CHARACTERISTICS OF WESTERN SOUTH CHINA PRE-FLOOD SEASON PERSISTENT RAINSTORM IN JUNE 2020 AND ITS MECHANISM

  • 摘要: 2020年5月底至6月上旬广西出现了12天的严重致灾持续性暴雨过程,由于其形成的极端复杂性,有必要进行深度剖析,揭示其特征和成因。利用欧洲中期天气预报中心(EC)ERA5 0.25 °×0.25 °逐小时再分析及实况资料,对该次过程进行了多尺度综合分析。中期天气预报:(1)该次过程具有强降雨持续时间长、范围广、强度强、累积雨量大、多地24 h雨量破历史记录及灾情特别重等特点。(2)该次过程发生在中高纬度环流、副热带高压、孟加拉湾低槽、低空急流及南亚高压有利配置的环流背景下。南亚高压过渡层与副热带高压不形成稳定对峙,中高纬经向型环流重建向纬向型环流转换,冷空气影响华南地区具有波动式特点,造成冷锋、静止锋及暖区交替影响,从而形成局地性、区域性及全省性暴雨交替,具有与以往持续性暴雨明显不同的特点。(3)大气聚积较大能量,锋面和暖区暴雨前聚积巨大能量,能量聚积及有效释放与最大小时降雨量成正相关。低层大气高温高湿且整层大气湿层深厚及较小的CIN和较低的TCL_P有利于能量的积聚和对流触发,暖区和静止锋暴雨具有更易于触发的环境条件。能量、动力及水汽辐合的极端性造成了降雨极端性。(4)锋面暴雨由地面中尺度锋区、切变线及地形触发,系统的合并及低空环境风场的增强,组织了对流发展。暖区暴雨由边界层急流轴左侧气旋性切变、低空急流出口辐合及地形抬升触发,急流的脉动增强组织对流发展。(5)锋面暴雨为移动性云带,暖区暴雨为少动性云团,云顶亮温越低,最大小时雨量越大,云顶亮温低于200 K可作为最大小时雨量大于50 mm/h判据,最大小时雨量出现在最低云顶亮温达最小值之后。强降雨开始于雷达RCS最大值≥45 dBZ,维持期间≥50 dBZ。锋面为高质心冷云回波,暖区为低质心暖云回波。(6)地形对暴雨触发和维持起重要作用,对暖区暴雨作用更明显。(7)观测与再分析资料对弱冷空气的渗透分析存在差异,前者更容易捕捉到对流触发。

     

  • 图  1  5月29日20时—6日10日20时广西总降雨量图(a,色阶,单位:mm)、广西地形图(b,色阶,单位:m)

    红色字体标注广西主要山脉,白色罗马数字为广西降水气候分区。

    图  2  广西每日国家站暴雨站数图(a)和融水怀宝民洞观测站逐日降雨量演变(单位:mm)(b)

    图  3  100 hPa高度场(等值线和色阶,单位:dagpm)和风场(风矢,单位:m/s)分布图

    a.5月30日20时;b.6月6日20时。

    图  4  500 hPa高度场(等值线和色阶,单位:dagpm)和风场(风矢,单位:m/s)

    a.5月29日20时;b.6月3日20时;c.6月7日20时;d.6月10日20时。

    图  5  24 h降雨量(色阶,单位:mm)

    a.30日20时;b.31日20时;c.1日20时;d.2日20时;e.3日20时;f.4日20时;g.5日20时;h.6日20时;i.7日20时;j.8日20时;k.9日20时;l.10日20时。注:冷锋-静止锋-。

    图  6  暴雨发生前850 hPa比湿场(等值线,单位:g/kg)

    a.6月4日20时;b.6月6日20时。

    图  7  6月4日15时冷锋对流触发阶段

    a.地面10 m风场(风矢,单位:m/s)及海平面气压(色阶,单位:hPa);b.850 hPa风场(风矢,单位:m/s)及水汽通量散度(阴影,单位:10-5 g/(s·cm2·hPa));c.FY4A卫星红外云图;d.多普勒雷达RCS拼图。
    黑色实线及标字表示切变线或锋面,红棕色线表示850 hPa切变线。

    图  8  地面中尺度气象站小时雨量

    a.6月4日15时;b.6月4日21时;c.6月5日00时;d.6月5日05时。

    图  9  6月4日21时冷锋对流组织发展阶段

    a.地面10 m风场(风矢,单位:m/s)及海平面气压(色阶,单位:hPa);b.850 hPa风场(风矢,单位:m/s)及水汽通量散度(阴影,单位:10-5 g/(s·cm2·hPa));c.FY4A卫星红外云图;d.多普勒雷达RCS拼图。
    黑色实线及标字表示切变线或锋面,红棕色线表示850 hPa切变线。

    图  10  6月5日00时冷锋对流合并阶段

    a.地面10 m风场(风矢,单位:m/s)及海平面气压(色阶,单位:hPa);b.850 hPa风场(风矢,单位:m/s)及水汽通量散度(阴影,单位:10-5g/(s·cm2·hPa));c.FY4A卫星红外云图;d.多普勒雷达RCS拼图。
    黑色实线及标字表示切变线或锋面,红棕色线表示850 hPa切变线。

    图  11  6月5日05时冷锋对流增强阶段

    a.地面10 m风场(风矢,单位:m/s)及海平面气压(色阶,单位:hPa);b.850 hPa风场(风矢,单位:m/s)及水汽通量散度(阴影,单位:10-5g/(s·cm2·hPa));c.FY4A卫星红外云图;d.多普勒雷达RCS拼图。
    黑色实线及标字表示切变线或锋面,红棕色线表示850 hPa切变线。

    图  12  雷达反射率因子剖面图

    a.6月4日21时30分广西西北部锋面暴雨;b.6月7日02时24分广西东北部暖区暴雨。

    图  13  6月6日20时暖区对流触发阶段

    a.925 hPa风场和水汽通量散度;b.850 hPa风场和水汽通量散度;c.FY4A卫星红外云图;d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中:风矢,单位:m/s,阴影,单位:10-5 g/(s·cm2·hPa),
    黑色线表示925切变线,红棕色线表示850 hPa切变线。

    图  14  地面中尺度气象站小时雨量

    a.6月6日21时;b.6月7日00时;c.6月7日03时;d.6月7日09时。

    图  15  6月6日23时暖区对流组织发展阶段

    a.925 hPa风场和水汽通量散度;b.850 hPa风场和水汽通量散度;c.FY4A卫星红外云图;d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中:风矢,单位:m/s,阴影,单位:10-5 g/(s·cm2·hPa),
    黑色线表示925切变线,红棕色线表示850 hPa切变线。

    图  16  6月7日02时暖区对流减弱合并阶段

    a.925 hPa风场和水汽通量散度;b.850 hPa风场和水汽通量散度;c.FY4A卫星红外云图;d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中:风矢,单位:m/s,阴影,单位:10-5 g/(s·cm2·hPa),
    黑色线表示925切变线,红棕色线表示850 hPa切变线。

    图  17  6月7日08时暖区对流再发展阶段

    a.925 hPa风场和水汽通量散度;b.850 hPa风场和水汽通量散度;c.FY4A卫星红外云图;d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中:风矢,单位:m/s,阴影,单位:10-5 g/(s·cm2·hPa),
    黑色线表示925切变线,红棕色线表示850 hPa切变线。

    表  1  暴雨前最近20时及当日08时距离强降雨中心最近探空站物理量

    类型 暴雨日 最近探空站 前20时CAPE 前20时CIN 前20时TCL_P 当日08时CAPE CAPE(08时-20时) 最大小时雨量

    5月30日 59023 1 037.0 14.5 866.1 60.7 -976.3 76.9
    6月1日 57957 2 555.8 34.0 942.2 32.8 -2 523.0 95.20
    6月3日 59211 2 277.9 84.8 880.8 32.2 -2 245.7 90.9
    6月5日 59211 3 937.6 25.3 882.5 29.4 -3 908.2 117.1
    6月8日 59023 2 342.5 5.1 942.2 1 913.2 -429.3 77.3
    6月9日 59023 3 421.5 13.2 915.0 306.6 -3 114.9 112.5


    5月31日 57957 1 711.3 30.4 915.9 1 294.2 -417.1 73.4
    6月4日 57957 763.6 5.6 956.6 441.5 -322.1 70.4
    6月6日 59023 1 180.6 16.7 918.8 108.4 -1 072.2 83.0
    6月10日 59023 1 219.1 13.3 927.4 1 352.4 133.3 84.8

    6月2日 57957 783.1 32.2 914.7 558.6 -224.5 59.6
    6月7日 59431 3 258.6 18.5 965.5 2 655.3 -603.3 107.7
    注:湿对流有效位能/ CAPE(单位:J/kg), 对流抑制有效位能/ CIN(单位:J/kg), 抬升凝结高度/ TCL_P(单位:hPa),最大小时雨量(单位:mm)。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-29
  • 修回日期:  2023-11-01
  • 网络出版日期:  2024-03-16
  • 刊出日期:  2023-12-20

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