T639數值預報在一次連陰雨暴雨天氣預報中的應用

楊睿敏+彭菊蓉+楊波

摘要：指出了漢中地處秦巴山區，降水集中在夏季，暴雨是漢中的主要氣象災害，更是該地天氣預報的一大難點。對2015年6月23～29日降水過程中T639數值預報物理量場的演變進行了分析，得出了以下結論：700 hPa、925 hPa相對濕度≥90%，700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1降水開始；925 hPa相對濕度迅速降到70%以下，700 hPa轉為下沉氣流且相對濕度低于90%，降水結束。暴雨落在850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1的區域；大暴雨基本落在850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-84×10 e-2.Pa.s-1區域。漢中北部暴雨、大暴雨落區與700 hPa水汽通量散度、500 hPa或600 hPa垂直速度場的對應關系更好。

關鍵詞：暴雨；T639數值預報；相對濕度；垂直速度；水汽通量散度

中圖分類號：P456.7

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0005-03

1 引言

2015年6月下旬漢中出現了連續一周的陰雨天氣，降水從22日夜間開始，29日白天結束，過程期間大部分縣區及鄉鎮都出現了暴雨，其中南鄭、鎮巴、佛坪的部分鄉鎮還下了大暴雨?？h站過程降水量84.8～263.8 mm，鄉鎮過程降水量超過200 mm的就有71站，佛坪的西岔河站最大422.6 mm（圖1）。暴雨造成南鄭、佛坪、鎮巴、略陽、城固、寧強、洋縣等多地受災，直接經濟損失高達6.83億元，4人死亡。對2015年6月23～29日降水過程的開始、結束時間以及過程中的暴雨、大暴雨落區與T639數值預報的相關物理量場進行分析，建立對應關系，以期為以后相似天氣預報提供參考。

2 環流形勢分析

6月23～29日歐亞中高緯度地區維持兩脊一槽形勢，高脊分別在烏拉爾山東部和鄂霍次克海以北，兩脊之間貝加爾湖地區為低槽，低槽底部不斷分裂小槽東移南壓，同時青藏高原有兩次出槽緩慢東移影響漢中，為降水提供了有利的環流背景，其中25日白天受短波脊影響降水間歇。過程前期副熱帶高壓較弱位于我國東南沿海，暴雨落區在漢中偏南地區，過程后期副熱帶高壓西伸北抬，強降水區域隨之向北發展，另一影響系統地面冷空氣從東北不斷回流與西南暖濕氣流在陜南上空交匯形成持續性降水。

3 T639數值預報應用

在有利降水的環流形勢背景下，T639物理量場對降水開始、結束時間及降水量級、暴雨落區有一定的指示性，現就本次降水過程中T639 數值預報的相對濕度、垂直速度、水汽通量散度進行定性、定量分析。

3.1 925 hPa相對濕度與降水開始、結束時間對應分析

降水的形成是個復雜的過程，受到眾多因素的影響，預報員對降水開始、結束時間很難精確把握。在長期值班過程中發現T639數值預報的相對濕度和垂直速度場與降水始末有較好的對應關系。

如果將某地兩小時累計面雨量≥0.1 mm作為降水開始時間，此次降水開始時間定為22日23時。

地面如果有有效降水，近地面的空氣濕度必然較大，故首先分析T639（20時為起始場，48 h預報，下同）925 hPa相對濕度場。22日20時后925 hPa濕度開始增大，23時濕度>90%的區域位于漢中的西部，西部降水開始，02時后濕度>90%的區域向東擴展降水區域隨之東擴（圖略）。25日08時925 hPa濕度迅速降到70%以下，對應降水結束。25日夜間濕度逐漸回升，26日05時（24日20時為起始場）925 hPa濕度>90%，降水再次開始。29日08時后（27日20時為起始場）濕度自西向東先后降到70%以下，此次降水自西向東結束。

3.2 700 hPa相對濕度、垂直速度與降水開始、結束時間對應分析

降水的產生需要有充足的水汽和較強的垂直上升運動，分析700 hPa濕度場和垂直速度場可以看出，22日20時漢中上空的濕度接近飽和，漢中西部開始有垂直上升運動，對應西部有零星降水，隨著上升運動的加強垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1線區域擴大，降水范圍和強度也加大。23日20時漢中西北部垂直速度為0，700 hPa濕度下降到90%以下，對應區域降水停止，中東部仍然處于高濕和上升運動較強區域，降水持續，直到25日08時全市轉為下沉氣流，11時濕度降到90%以下，降水暫時結束。26日05時降水再次開始，700 hPa濕度增大到90%以上，上升運動較弱，未來36 h內一直持續連續穩定性降水。

28日02時對流開始發展，700 hPa負速度區擴大，負值中心加強，對流深厚，上升運動發展到300 hPa，且一直持續到29日早晨。28日08時到29日08時除東南部的鎮巴外10個縣（區）出現了暴雨，局地大暴雨。29日08時后700 hPa濕度自西向東先后降到90%以下，負速度區自西向東移出漢中，29日17時此次降水過程結束。

3.3 中低層垂直速度、水汽通量散度與暴雨落區分析

如果日降水量≥50 mm的站達10個以上定為一個暴雨日，本次過程共出現5個暴雨日，分別為23、24、27、28、29日。

分析22日23時到23日20時850 hPa水汽通量散度和700 hPa垂直速度，可以看出漢中的水汽幅合大值區和上升運動較強區域均偏南，對應暴雨出現在水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1且持續2個時次（3 h1個時次，下同）以上的區域，即寧強的西南部、南鄭的東南部和鎮巴西部地區（圖2，圖中 4點為暴雨、5點為大暴雨，下同），暴雨中心在漢中以南的四川。

23日晚上到24日中午850 hPa水汽通量散度和700 hPa垂直速度加強東移，負的大值區影響漢中東南部，對應暴雨區和強降水時段，大暴雨出現在水汽通量散度≤-84×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、垂直速度≤-96×10 e-2.Pa.s-1區域內（圖3）。

27日出現14站暴雨，分別在寧強的西南角、略陽的西部邊緣，南鄭中北部，落區分散，雨強較緩，暴雨基本落在850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1區域內。

28日隨著副熱帶高壓加強西伸北抬和高原槽東移，漢中上空濕層增厚，垂直運動加強，全市出現區域性暴雨南部大暴雨，大暴雨中心仍然在漢中以南的四川，對應水汽輻合中心和強上升運動中心。漢中南部的大暴雨區連續2個時次以上850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1；漢中南部的暴雨區連續3個時次以上850 hPa水汽通量散度≤-36×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1（圖4）；而漢中北部的暴雨出現在700 hPa水汽幅合中心、500 hPa或600 hPa上升氣流最強區域附近（圖略）。

分析29日02、05、08時中低層水汽通量散度和垂直速度場，可以看出暴雨和大暴雨均出現在700 hPa水汽幅合中心和500 hPa垂直速度負的大值中心附近，即漢中東北部的佛坪，且700 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、500 hPa最大垂直速度超過了-144×10 e-2.Pa.s-1 （圖4 a、b）。29日08時后隨著高空槽東移，降水過程自西北向東南相繼結束。

4 總結

在有利降水的環流形勢背景下，降水開始結束時間、降水量級及落區與T639數值預報的物理量場有著較好的對應關系，所以我們可以通過分析數值預報的某些物理量場的演變來預報降水的開始和結束時間以及暴雨的落區。

（1）700 hPa、925 hPa相對濕度≥90%，700 hPa垂直速度≤-24×10 e-2.Pa.s-1降水開始。925 hPa相對濕度迅速降到70%以下，700 hPa轉為下沉氣流且相對濕度<90%，降水結束。

（2）850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.pa.s-1，或有2個以上時次850 hPa水汽通量散度≤-48×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-36×10 e-2.Pa.s-1可能產生暴雨。

（3）850 hPa水汽通量散度≤-84×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-96×10 e-2.Pa.s-1，或有2個以上時次850 hPa水汽通量散度≤-60×10 e-8.g.cm-2.（hPa.s）-1、700 hPa垂直速度≤-48×10 e-2.Pa.s-1可能產生大暴雨。

（4）漢中北部地處秦嶺南麓，海拔高度較高，暴雨、大暴雨落區與700 hPa水汽通量散度、500 hPa或600 hPa垂直速度場的對應關系更好；且雨強大歷時短。

參考文獻：

[1]張 峰. 2014年6-8月T639、ECMWF及日本模式中期預報性能檢驗 [J]. 氣象， 2014 （11）.

[2]郭大梅， 李萍云， 胡 浩，等. 一次春季暴雨與盛夏暴雨物理量對比分析 [J]. 陜西氣象，2014（11）.

[3]劉 勇，徐娟娟，李明娟，等.陜西中南部一次秋季連陰雨中區域性暴雨的成因分析[J]. 高原氣象，2013（3）.