2016年华南地区一次大暴雨过程的空报原因分析

引言

华南前汛期暴雨(以下简称华南暴雨)一直是我国大气科学界的研究热点。作为我国夏季风雨带的第1阶段，华南暴雨与中国汛期暴雨有共同之处，它通常是副热带高压(以下简称副高)西北侧的西风带系统与来自低纬度地区的西南或偏南暖湿气流共同作用的结果[1]。黄士松等[2]针对华南暴雨提出了暖区暴雨的概念，丁治英等[3]、陈翔翔等[4]分析了华南暖区暴雨的气候背景，揭示了西风槽、副高和南亚高压脊线以及西南季风对暖区暴雨的影响。但华南暴雨不是一种孤立现象，它与夏季风环流之间关系十分密切[5]。当夏季风开始建立时，不仅是华南，长江流域也同样会出现暖区暴雨，陈玥等[6]分析长江中下游地区暖区暴雨特征后发现，5—9月间长江流域暖区暴雨一般发生在距离切变线(锋线)100～300 km的暖区内，在暖区暴雨中短时强降水的贡献大。叶朗明等[7]和郭宏等[8]通过对华南地区暖区暴雨中尺度天气系统的分析，探讨了暴雨发生时的物理量特征。同时，多项研究表明，暖区暴雨与850 hPa低空急流有很好的对应关系[3,9-11]。这是因为低空急流能给暴雨区输送热量和水汽，其风速变化具有强烈的不稳定性，更易触发中尺度系统而导致暴雨[12]。但这种认识往往又给预报人员带来一种错觉，即当中层位于高空低槽前部、低层有切变线和低空急流影响时倾向于预报暴雨天气。施望芝等[13]研究表明，在没有能量锋区、湿度锋区和水汽辐合时是不能出现区域性暴雨天气的；匡顺四等[14]研究指出，缺乏垂直运动也不能出现强降水天气。黄慧君[15]研究认为，虽有西风槽、切变线、地面冷锋等天气系统配合，若500 hPa青藏高原为高压脊控制时，则不利于云南等地出现强降水。

上述相关研究均有助于加深对暖区暴雨形成机制和条件的认识，但相对缺乏对南方暖区暴雨业务预报有指导性的预报着眼点方面的总结。为此，本文以2016年4月22日08时—23日08时(北京时，下同)华南一次空报大暴雨过程为例，利用国家常规探空、地面观测站资料以及FY-2G卫星资料、ERA-Interim逐6 h再分析资料(0.25°×0.25°)和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)4月21日20时起报的24 h预报资料，总结了该过程的降水特点与预报误差，分析了“不利”暴雨形成的环境条件与模式误差，期望进一步完善此类暴雨的预报着眼点。

图1 2016年4月21日08时—22日08时(a)和22日08时—23日08时(c)降水实况(单位:mm)，22日00—08时逐小时(以数字表示)降水大于等于10 mm的台站(彩色实心圆点)分布(b)，ECMWF(d)和Japan模式(e)22日08时—23日08时降雨预报(单位:mm)，以及22日08时中央气象台24 h强降雨落区预报(f) Fig.1 The total precipitation(units:mm)over southern China from(a)08:00 BT 21 to 08:00 BT 22 and(c)08:00 BT 22 to 08:00 BT 23 April 2016.(b)The station distribution(color solid dots)of hourly precipitation greater than or equal to 10 mm from 00:00 BT to 08:00 BT(shown by numbers)on 22 April 2016.Precipitation(unit:mm)between 08:00 BT on 22 and 08:00 BT on 23 forecasted by(d)ECMWF and(e)Japan numerical model,and(f)the 24-hourly heavy rainfall area forecast by National Meteorological Centre at at 08:00 BT on 22 April 2016.

1 降水特点与预报误差

2016年4月21日08时—22日08时，华南地区普遍出现大雨天气(图1a)。FY-2G卫星黑体亮温(Tem-perature of Brightness Blackbody，TBB)和地面加密观测站记录显示，4月21日21时在广西西部地区发展出较强中尺度对流云系，并快速东移至粤西地区，其沿途出现较大范围20 mm·h-1以上短时强降水并伴有雷暴大风天气(图略)。由于云系移速较快，每站强降水持续时间仅1～2 h(图1b)。22日08时—23日08时江南中北部和华南南部沿海以中雨为主，部分地区为大雨(图1c)，其中广东、广西两省(区)北部为分散性小雨。ECMWF细网格降水预报(0.125°×0.125°)是目前预报业务中所用的主流模式产品，该模式本次预报出现了较大偏差，除对21日08时—22日08时广西中部的大到暴雨漏报外，还在22日08时—23日08时对福建西北部、江西中部、湖南中南部到广西大部、广东北部的暴雨或大暴雨存在明显空报，尤其是对广西暴雨或大暴雨的预报，与分散性小雨实况之间误差很大(图1d)。同样，日本数值模式降水预报(0.5°×0.5°)也对广西北部地区预报了暴雨以上降水(图1e)。

中央气象台4月22日06时发布的22日08时—23日08时降水预报是:湖南中南部，江西中部，广西北部、东部和南部，广东西部，贵州东南部，浙江南部，福建北部等地部分地区有大到暴雨。其中，广西东北部等地局部地区有大暴雨(100～110 mm)；上述部分地区有短时强降水，小时雨强20～50 mm，最大可达60 mm以上，局地伴有雷暴大风或冰雹。同时发布了暴雨蓝色预警(图1f)。因此，无论是客观预报还是主观预报，都与降水实况相差甚大，是一次较为严重的大暴雨、暴雨空报过程，尤其是对小到中雨区和分散小雨区预报了成片暴雨到大暴雨。那么，是什么原因造成如此大的预报偏差呢？下文对此进行了分析。

e.g. A: The dinner is ready. Tim has not made it.Can anybody give him a call?

3）地面以及地基的压实工作。在进行土方工程施工时，为了保障施工质量，需要对施工地点进行整理，包括清除杂土以及对地面的压实平整工作。这些工作完成后，需要有专门的工作人员对其进行质量检测，确保工作质量达标。

2 “不利”暴雨形成的环境条件实况分析

4月21日20 时500 hPa图上(图略)，亚洲中高纬度环流形势维持两脊一槽型。贝加尔湖西部和鄂霍茨克海附近上空各有一高压脊，我国东北到华北一带有一低槽，在东北地区切断出冷涡，冷涡后部有冷空气偏东南下。中低纬度锋区弱，多短波槽活动。青藏高原南侧南支槽位于103°E(云南东部)附近，此槽携带干冷空气于22日08时移至两广交界处(图2a)，受其影响，两广地区出现一次局地雷暴大风、强降水等强对流天气，22日20时以后，其东移减弱。21日20时青藏高原东部98°E附近(西藏东部)还有一短波槽，该槽22日东移并向南加深(图2b，当日20时)，影响江南和华南。21日副高脊线位于19°E，其北缘到达南海北部，随着高原槽东移，22—23日脊线有所南落。副高位置有利南方出现降水。

2006年之前，虽然我国新的《企业会计准则》尚未颁布实施，但相关研究已经开始探讨无形资产会计处理问题。学者们通过对各国无形资产资本化会计处理的比较，提出了很多政策建议。虽然有些研究与新的会计准则不相符，但依然为其后的研究提供了有益的思路。

根据较大型广告牌匾的结构，可将其简单化，抽象成一个符号，但符号的设计应具有代表性。在符号设计时，可把它分解为一个主干体和若干个广告牌匾。同理，该类符号的绘制只需一个位置坐标和高度值即可。

图2 2016年4月22日08时(a,c)、20时(b,d)500 hPa(a,b)和850 hPa(c,d)高度场(等值线；单位:dagpm)与风场(风向杆)棕色实线为槽线，红色双实线为切变线 Fig.2 Superposition of geopotential height field(contours,unit:dagpm)and wind field(barbs)at(a,b)500 hPa and(c,d)850 hPa at(a,c)08:00 BT and(b,d)20:00 BT on 22 April 2016.Brown solid lines and red double solid lines represent trough lines and shear lines,respectively.

假相当位温(θse)具有良好的动力学与热力学意义，是重要的温湿特征参数，对锋区的指示作用明显，且在以往梅雨、华南暴雨研究中θse场常用来表示锋面活动[25]。本文也以θse的密集带代表锋区。图6给出4月21—22日不同时次沿110°E的θse经向剖面图，从中看到，等θse密集带基本位于30°N以北地区，表明锋区主要集中在长江以北；21°—26°N之间的广西地区普遍为较稀疏的θse等值线，也表明21日08时—22日08时降水过程属于暖区降水。进一步分析图6a、b看到，21—22日25°N附近850—600 hPa之间θse随高度减小特征更显著，表明此阶段该处上空存在潜在对流性不稳定条件。当夜间高空低槽经过该处时触发不稳定能量释放，22日凌晨出现较强降水天气。22日08时，该处850—600 hPa之间θse随高度减小特征已减弱；22日20时，上述特征已很弱，因此此时既无锋区，也无明显潜在对流性不稳定条件，则不利于出现对流性降水。

因此，上述分析表明，整个过程中只有21日20时不稳定条件最有利于华南地区出现强对流天气，实况也确实出现了飑线、短时强降水等强对流天气；但在22日08时后，不稳定条件较差，不利于强对流天气再次出现。

2.1 中层西南急流中抬升条件弱

众所周知，暴雨或大暴雨往往发生在中低层辐合形成强上升运动或持续抬升条件下[19-21]。4月22日700 hPa天气系统和500 hPa相似，先后有两个短波槽影响华南地区，从图3a、b中看到，华南上空虽受西南急流控制，但存在较清楚的风速辐散:位于急流下风方向的江西南部到福建地区西南风速普遍大于位于急流上风方向的两广地区。利用ERA-Interim再分析资料作大暴雨预报中心(110°E、25°N)散度时间-高度剖面图(图3c)，从中看到，自22日08时开始，广西东部地区700 hPa高度还有弱辐合，但到22日20时就转为从900—500 hPa上下一致的辐散，其中800—700 hPa的辐散一直持续到23日08时。从散度场水平分布图上也能清楚看到这种中低层辐散特征(图略)，而中层这种流场形势则不利于强降水发生。

图3 2016年4月22日20时(a)与23日08时(b)700 hPa高度场(等值线，单位:dagpm)，以及4月21日08时—24日20时暴雨预报中心(110°E、25°N)散度(c，单位:10-5s-1)和垂直速度(d，单位:10-1Pa·s-1)时间-高度垂直剖面图 Fig.3 The geopotential height field(contours,units:dagpm)at 700 hPa at(a)20:00 BT 22 and(b)08:00 BT 23 April 2016,and height-time cross section of(c)divergence(units:10-5·s-1)and(d)vertical velocity(units:10-1Pa·s-1)at forecasted heavy rain center(110°E,25°N)from 08:00 BT 21 to 20:00 BT 24 April 2016.

同样，从所作的大暴雨预报中心垂直速度时间-高度剖面图上(图3d)看到，21日20时前，该中心基本为下沉气流控制；20时后，700 hPa附近内开始出现上升气流，随后上升运动迅速增强，到22日02时达到最强(-0.5 Pa·s-1)，随后迅速减弱，与02—08时的强对流天气过程相匹配。但从22日08时开始，700 hPa最大上升速度降到0.2 Pa·s-1(绝对值)及以下，到22日20时转为下沉气流，并一直持续到23日02时，23日08时前后虽然整层上升运动有所加强，但700—500 hPa上升运动仍较弱，未形成有利于出现短时强降水的强上升中心。由此可见，22日08时—23日08时中层(700 hPa)西南急流中的辐散或弱辐合导致了中层垂直上升运动偏弱，使得该区域不易出现强降水。因此，700 hPa西南急流辐合或辐散可能是这类暴雨是否发生的一个重要因素。

在斑岩型钼矿床中，其矿田分布经常与深大断裂与区域性大断裂交汇构造密切相关，而矿床往往产在次一级的旁侧羽状断裂中[9]。如金堆城矿区，在其南部的震旦系地层中，有一条区域性的构造裂隙。而通过矿区控制矿体产出的是次一级的一条北北西向断裂；又如吉林前撮落矿区东部有一条北东向的区域性断裂，而通过矿区中部富矿地段有一个东西向的破碎带；河南汝阳东沟矿区就位于北西向深大断裂与北东向区域断裂的交汇点上。

教学性的比较主要考察例题呈现方式和引导学生思考两个方面．例题多样化的呈现方式（文字、图表、符号），会对学生数学问题解决产生深刻影响[10]，因此，例题表征形式的多元化非常重要．引导学生思考主要关涉教材如何启发、点拨、导引学生去发现问题、分析问题并解决问题．其比较结果如表4所示．

2.2 中层出现干区并持续扩大

4月21日08 时，广西中东部地区700—850 hPa温度露点差为1～2℃(图略)，850 hPa比湿达到13～14 g·kg-1，700 hPa达到7～9 g·kg-1，水汽含量和饱和程度较高，因此当受低槽和急流影响时，易出现较明显的降水。22日08时相同区域700 hPa温度露点差普遍为8～10℃，比湿约为5～7 g·kg-1，仅与2000年至2016年同期(4月下旬)700 hPa平均比湿6～7 g·kg-1相当。

再用ERA-Interim再分析资料对22日08时—23日08水汽变化分析如下。4月21日08时700 hPa比湿分布显示(图4a)，广西绝大部分地区比湿为7～9 g·kg-1，湿舌较明显从西南方向伸至广西上空，较充足的水汽保证了该区域能出现较明显的降水。但从22日08时(图4b)开始，广东中东部地区出现一明显的西北—东南向干区，广西东部也有范围相对较小的干区，比湿仅为6 g·kg-1，且西南方向湿舌范围和强度均有较大幅度减弱。22日20时(图4c)，广西中东部地区700 hPa干区范围进一步扩大，出现一东北—西南向较大面积干区，比湿约为6 g·kg-1。湿舌区域仅维持在广东境内和广西中东部地区。700 hPa上存在较大的比湿变化，如22日08时和20时分别有一比湿低值脉动影响该区域，使得该区域700 hPa比湿由21日14时的9 g·kg-1减小到不足6 g·kg-1。对照700 hPa流场分析可知，22日08时至23日华南上空西南急流中不具备高比湿条件，从而不利于出现较强降水。

图4 2016年4月21日08时(a)、22日08时(b)与22日20时(c)700 hPa比湿(单位:g·kg-1)分布，以及4月21日08时—24日20时暴雨预报中心(110°E、25°N)相对湿度(单位:%)时间-高度垂直剖面图(d) Fig.4 The specific humidity(unit:g·kg-1)at 700 hPa at(a)08:00 BT 21,(b)08:00 BT 22 and(c)20:00 BT 22 April 2016,and(d)height-time cross section of relative humidity(unit:%)at forecasted heavy rain center(110°E,25°N)from 08:00 BT 21 to 20:00 BT 24 April 2016.

由实况探空数据也可看到，4月21日08时广西中部地区700 hPa相对湿度较高，普遍在90%左右，但从21日20时开始广西中东部地区相对湿度出现下降，其中南宁相对湿度从21日08时的93%降至20时的36%。22日20时，广西中东部地区相对湿度也仅50%～70%，不利于出现较强降水。从上述大暴雨预报中心相对湿度时间-高度剖面图上(图4d)看到，相对湿度高值区主要集中在800 hPa高度以下；自700 hPa开始相对湿度逐渐减小，最小相对湿度为60%；到400—500 hPa之间，相对湿度降至30%以下。因此，中低层浅薄湿区不支持该处在22日08时—23日08时出现较强降水。

2017年11月，国家13个部门联合印发《关于加强船用低硫燃油供应保障和联合监管的指导意见》，引导企业生产、销售、使用合规的船用低硫燃油，着力解决合规燃油供应不足、市场秩序混乱等突出问题，同步推进制度建设和联合监管。

从22日850 hPa比湿预报误差图上看到(图7b)，预报偏差位于广西东部、广东西部地区，预报比实况偏大3～4 g·kg-1，使广西大部和广东西部地区成为比湿高值中心，同时相对湿度也较大，广西全境基本都在90%以上，形成了充沛水汽输送的西南急流形势，也容易将其误判为强降水中心。另从水汽通量散度预报图上看到(图7c)，水汽通量辐合中心区域主要分布在广西地区，也较易误导预报员将广西地区预报为较强降水落区。

图5 2016年4月21日08时(a)、22日08时(b)与22日20时(c)850 hPa水汽通量散度场以及4月21日08时—24日20时暴雨预报中心(110°E、25°N)水汽通量散度时间-高度垂直剖面图(d)(单位:10-7g·cm-2·hPa·s-1) Fig.5 The water vapor flux divergence at 850 hPa at(a)08:00 BT 21,(b)08:00 BT 22 and(c)20:00 BT 22 April 2016,and(d)height-time cross section of water vapor flux divergence at forecasted heavy rain center(110°E,25°N)from 08:00 BT 21 to 20:00 BT 24 April 2016(unit:10-7g·cm-2·hPa·s-1).

2.3 暴雨期不稳定条件变差

暖区强降水常发生在高温高湿环境中，具有一定的对流性[22-23]。表1给出华南地区4月21—22日不同时次相关探空站的不稳定参数，从中看到，位于广西西南部的南宁21日08时K指数为41℃，对流有效位能(CAPE)为667.3 J·kg-1，Si指数(-4.6 ℃)也低于-3 ℃，预示着不稳定能量积累较多，有利于出现强对流天气；到21日20时，由于中层700 hPa干空气侵入，K指数降至29℃，但CAPE继续上升到1 573.2 J·kg-1，Si指数也有-4.3℃，此时广西西部地区已出现强对流云团并东移。广西东部地区的梧州K指数也一直维持在35℃以上，CAPE更是由08时的255.9 J·kg-1增至1 573.2 J·kg-1，表明不稳定能量在逐渐增强，有利于后半夜发生强对流天气。广东清远也表现出类似的不稳定能量变化特征。22日08时，强对流飑线云系已移到粤湘赣交界处，各处不稳定能量已得到较充分释放，因此南宁、桂林和清远的K指数、CAPE和Si指数有较大幅度减弱。到了22日20时，上述各探空站点CAPE已降到不足200 J·kg-1。位于广西东北部的桂林在21日08时—22日20时之间K指数、CAPE和Si指数一直没有明显增长，其中21日20时的CAPE仅为218.7 J·kg-1。

表1 2016年4月21—22日华南4个探空站不同时次不稳定参数 Table 1 Unstable parameters at 4 sounding stations in different times over southern China from April 21 to 22 in 2016.

注:K、CAPE、Si分别为K指数、对流有效位能和沙氏指数。

21日08时21日20时22日08时22日20时站名K/℃41 27 38 37CAPE/(J·kg-1)667.3 17.7 255.9 64.6 Si/℃2.55-0.09 0.91-0.21 Si/℃-4.61 3.84-1.09-1.09南宁桂林梧州清远K/℃29 24 35 39 CAPE/(J·kg-1)1 573.2 218.7 1 573.2 651.6 Si/℃-4.31 5.30-2.55-2.02 K/℃24 29 28 31 CAPE/(J·kg-1)2.5 8.0 0.0 1 069.8 Si/℃4.07 2.90 2.32 0.91 K/℃30 31 34 36 CAPE/(J·kg-1)11.9 369.3 71.0 185.0

高空低槽东移加深，槽前西南急流发展是我国南方暴雨一种常见天气形势[16-18]。然而，为什么这次过程实况却未出现暴雨，甚至在广西地区只出现分散性小雨？下文将从动力抬升条件、水汽条件和不稳定能量条件等出发，分析华南地区是否具备出现强降水的条件，并检验分析模式误差的原因，以总结完善南方槽前类暖区暴雨预报的着眼点。

有研究表明[24]，在对流不稳定能量快速释放后，西南暖湿气流的持续输送及辐合能够再次重建，并导致持续性暴雨。但这次过程中，在出现飑线、短时强降水等强对流天气后，两广地区湿度条件持续较差(表2)。如22日08时探空图中，仅北海地区850 hPa温度露点差(T-Td)为1℃，其余地区T-Td均较大，南宁、阳江、海口850 hPa的T-Td超过13℃。22日20时，梧州T-Td较小，但北海地区T-Td仍较差，其中925 hPa的T-Td为18℃；南宁850 hPa的T-Td也达到11℃。这说明广西地区北部湿度条件稍有改善，但西南急流仍较干。23日08时，南宁、阳江、海口925 hPa的T-Td仍超过13℃，低层暖干急流不能重建对流不稳定能量，从表1中各站不稳定能量22日08时、20时均无明显增大也可得到验证。

表2 2016年22日08时—23日08时华南5站中低层(925、850、700 hPa)温度露点差变化(单位:℃) Table 2 Variation of the difference(unit:℃)between temperature and dew point temperature at 925 hPa,850 hPa and 700 hPa at 5 stations over southern China from 08:00 BT 22 to 08:00 BT on 23 April 2016.

站名850 hPa 700 hPa850 hPa 22日08时925 hPa 10700 hPa 22日20时925 hPa 2 18梧州北海南宁阳江海口5 9 7 9 9 1 1 3 8 5 1 0 0 2 5 850 hPa 1 15 11 700 hPa 23日08时925 hPa 9 1 1 3 18 13 11 5 2 1 2 8 6 1 3 14 13 3 4 1 4 8 1 5 7 2 1

2.4 锋区演变不利出现对流性降水

另外，东北冷涡后冷空气不断南下，与槽前西南气流汇合于长江流域，21日20时—23日08时中低层长江流域形成稳定的切变线(图2c、d)；切变线南侧西南气流加强并向东北方向发展，江南东部到华南形成一支12～16 m·s-1西南急流。22—23日地面倒槽发展，江南中南部有静止锋生成(图略)。可见，江南地区主要受高空槽、切变线和西南急流、地面静止锋影响，而华南则处在锋区南侧的“暖区”，受2个短波槽影响。

2.5 不利环境条件小结

从上述天气系统和部分物理量诊断分析结果推断，由于4月21日夜间因高空南支短波槽东移并携带中层700 hPa较干空气加入到低层暖湿不稳定环境中而在两广地区产生中尺度对流系统，造成22日凌晨对流性大风和短时强降水等强对流天气，并导致22日—23日08时环境大气不稳定能量释放；700 hPa西南急流中比湿和相对湿度同时偏低以及700—500 hPa水汽辐散、中层垂直上升运动偏弱等环境条件均不利于在两广地区产生强降水。

3 模式误差分析

基于上述实况分析结果判断，广西中东部地区在4月21日08时—22日08时具有出现较强降水的环境条件，而在22日08时—23日08时则恰恰相反。那么，ECMWF数值预报对该过程的低空急流、水汽、垂直速度和不稳定能量的预报能力如何？是否存在较明显的预报误差？预报能否得到有效订正？就这些问题分析如下。

图6 2016年4月21日08时(a)、20时(b)与22日08时(c)、20时(d)沿110°E的假相当位温(单位:K)经向剖面图 Fig.6 Meridional cross section of the pseudo-potential temperature(unit:K)along 110°E at(a)08:00 BT and(b)20:00 BT 21,and(c)08:00 BT and(d)20:00 BT 22 April 2016.

由ECMWF细网格4月21日20时对22日08时—23日08时总降水预报图(图1d)可知，该模式预报广西地区为部分暴雨、局部大暴雨；强降水中心落区与中央气象台的降水落区预报基本一致，范围相对偏小。实况700—500 hPa华南地区上空广西境内有明显的西南风转西北偏西风。850 hPa清远站由21日20时的8 m·s-1西南风转为22日08时的20 m·s-1偏西风，显示有低槽和中尺度系统过境。ECMWF细网格850—500 hPa风场检验结果表明(图略)，模式对22日凌晨影响两广地区的短波槽和中尺度对流系统发展预报不明显，在广西北部地区的西南风转为偏西风，南部没有如实况转为西北偏西风，且槽前广东上空西南风不及实况偏南分量大，难于判断短波槽过境和中尺度对流系统发展过境。

由22日20时850 hPa风速预报(图7a)可知，数值模式对低空急流的预报能力较好，急流范围(图7a中的阴影区)与实况急流范围(图7a中的风向杆)很接近，包括广西、广东两省(区)和湖南、江西、福建的大部分地区，但对急流核的预报出现了一定偏差，预报比实况偏西，干扰了预报员对降水落区的判断。

对风速检验也发现(图略)，模式预报850 hPa江南南部到华南地区西南急流偏大2～4m·s-1，700hPa风速也偏大4～6 m·s-1，但在福建上空则预报偏小4～6 m·s-1。如21日20时对22日20时广西桂林、广东清远和福建福州的850 hPa风速预报分别为16、16、10 m·s-1，22日20时实况分别为10、12、12 m·s-1，其中福建邵武站预报偏大10 m·s-1。700 hPa实况场22日20时—23日08时从广西中北部到广东至福建西南风速呈辐散形势，模式则没有预报出这种流场特征。

“一带一路”视域下我国运输服务贸易的发展思路………………………………………………………林晨萍 邱诗璇（6.81）

另外，从不同时次850 hPa水汽通量散度场看到，4月21日08时(图5a)，水汽辐合区位于两广中南部，中心位于广东西部和广西以西地区，两广北部基本为水汽辐散；到21日20时(图略)，广西中东部地区为上下一致的水汽辐合区，有利于该地区出现较明显降水。但在22日08时(图5b)，水汽辐合明显减弱，两广北部出现较大范围辐散区；22日20时(图5c)，水汽通量辐散区进一步扩大，最大水汽通量散度为3×10-7g·cm-2·hPa·s-1，更不利于广西地区出现明显降水。从上述大暴雨预报中心水汽通量散度时间-高度剖面图上(图5d)也可看到，21日在800 hPa附近存在一水汽通量辐合中心，但水汽辐合层高度也未高于700 hPa；22日08时—23日08时，最强水汽辐合区位于900 hPa以下，850 hPa以上基本为弱辐合区，因此该时段广西地区不仅湿度较低，水汽输送和水汽抬升条件也较差，不利于出现较强降水。

ECMWF数值模式预报的4月22日08时和20时的CAPE值明显偏大。其中，4月22日08时CAPE大值区(1 000 J·kg-1区域)位于广西和广东北部地区；22日20时在广西、广东两省(区)北部仍有800 J·kg-1的高能量区，与实况差距较大(图略)。但由于受气温日变化影响，CAPE低值通常出现在早上08时，而其高值时段多在14—20时，因此CAPE下降表明能量有一定程度释放。

有一次我生病，难受时想家想妈妈，打电话把妈妈叫来陪我。活佛知道后过来照顾我，骂我没良心。“妈妈独自一人在家支撑这个家庭，还要干活，又苦又累，你还让她跑这么远。”其实活佛身体也不好，患有高血压，原因是他劳累过度，坐久了脚面浮肿得厉害。大家都有很多话要跟活佛讲，也想看望他。停电是聊天的好机会，我们就会一边聊天一边给他捏捏脚，这时候是最幸福的。[注]访谈人：欧阳丽婷；访谈对象：德钦；访谈时间：2015年10月8日；访谈地点：青海省兴海县莫多寺。

ECMWF在22日08时前的θse预报也较好(图略)。其中，θse锋区一直位于30°N以北地区，而20°—25°N之间850 hPa以下θse随高度递增，但在850—600 hPa层θse则随高度递减，表明存在一定的条件不稳定能量。25°—30°N之间没有明显的随高度变化的θse梯度，与实况较为相符。但22日20时—23日08时θse在850—600 hPa仍保持较明显的随高度减小，与实况差异较大，易误导预报员作出错误判断。

图7 2016年4月21日20时ECMWF 24 h预报:(a)850 hPa风场(单位:m·s-1，灰色阴影为风速预报，红色风向杆为实况)；(b)850 hPa比湿预报与实况之差(单位:g·kg-1)；(c)850 hPa水汽通量散度(单位:10-7g·cm-2·hPa·s-1)；(d)700 hPa相对湿度(单位:%) Fig.7 The 24-hour forecast from ECMWF at 20:00 BT on 21 April 2016.(a)Forecast(grey shaded areas)and observation(red wind barbs)of wind field(unit:m·s-1)at 850 hPa,(b)the specific humidity difference(unit:g·kg-1)between forecast and observation at 850 hPa,(c)water vapor flux divergence(unit:10-7g·cm-2·hPa·s-1)at 850 hPa and(d)relative humidity(unit:%)at 700 hPa.

尽管数值预报对风速、比湿、水汽通量散度等有一定的预报偏差，但仍有部分物理量场的预报是不利于出现较强降水的，可能对降水量预报进行向弱订正有一定提示。如虽然没有正确预报出700 hPa西南急流相对较干，且在广西境内存在辐散，从700 hPa(图7d)及以上高度(图略)相对湿度24 h预报中也可清楚看到，两广地区相对湿度大部分都未超过80%，甚至有较大区域相对湿度在60%以下，且干区呈东北—西南向，与实况相吻合。这一现象表明，虽然数值预报在两广与江西中部地区850 hPa水汽条件较好，但从700 hPa开始水汽条件开始变差，湿层高度较低、厚度较薄，不利于出现很强的强降水。

4 暖区暴雨个例对比分析

为了进一步说明2016年4月22日08时—23日08时大暴雨过程的不利条件，选取2014年5月18日14—20时相同地区即广西东部、广东西部地区出现的一次大风伴随短时强降水的锋面南侧暖区强降水天气过程与之进行对比。该过程广东西北部和广西东部16个国家气象站出现暴雨，两广地区虽在850 hPa上也有一定的弱水平辐散，但有较多其他物理量有利于出现较强降水。

从2014年5月17日08时—19日20时暴雨中心(115°E、25°N)垂直速度时间-高度垂直剖面图上(图8a)看到，18日08时—18日20时整层都存在较明显的垂直上升运动，最强达到了-0.3 Pa·s-1，这种上下一致的垂直运动有利于低层水汽向高层输送，并产生较明显的降水。

图8 2014年5月17日08时—19日20时暴雨中心(115°E、25°N)垂直速度(单位:10-1Pa·s-1)时间-高度垂直剖面图(a)，以及18日08时925 hPa天气图(b，黑色虚线为辐合线)、18日11时地面图(c)与18日08时对流有效位能(单位:J·kg-1)分布图(d) Fig.8 (a)Height-time cross section of vertical velocity(units:10-1Pa·s-1)at heavy rain center(115°E,25°N)from 08:00 BT 17 to 20:00 BT 19 May 2014.(b)Synoptic chart at 925 hPa(black dashed line denotes convergence line)at 08:00 BT,surface chart at 11:00 BT and(d)convective available potential energy(unit:J·kg-1)at 08:00 BT on 18 May 2014.

2014年5月18日08时850 hPa比湿达到15～18 g·kg-1，700 hPa也达到9～10 g·kg-1，明显高于2016年4月22日的5～7 g·kg-1(分别高于2000—2016年同期即5月中旬华南地区比湿平均值12～13 g·kg-1和6～7 g·kg-1)，充足的水汽也有利于出现较强降水。

从5月18日08时天气图也能看到，700 hPa(图略)华南地区由一致的西南气流控制，广西西部地区有低槽东移；850 hPa(图略)虽也有西南气流，但切变线位于湖南南部地区；18日20时925 hPa(图8b)低层辐合线位于广西北部地区；地面(图8c)静止锋处于两广交界处。高低空系统相互配合，有利于出现强降水。此时，广西东部和广东地区K指数均在38℃以上；两广中南部地区存在大范围1 200 J·kg-1以上的CAPE高值区(图8d)，到18日20时，华南南部地区CAPE更是普遍超过2 600 J·kg-1，为锋面南侧出现强降水等强对流天气提供了充足能量，不稳定能量持续增加，这与2016年4月22日08时前华南地区出现的大范围强对流过程释放了较多的不稳定能量有显著差异。

由上述两个过程环境条件的比较可知，存在上下一致的垂直上升运动，水汽条件充足，有较大范围不稳定能量积累，低层和地面有触发机制，即使低层有一定的弱水平辐散存在，仍可出现暖区强对流和强降水天气。这也是暖区暴雨的预报着眼点之一。

5 结论与讨论

本文利用国家常规探空和地面观测站资料、ERA-Interim再分析资料和ECMWF预报产品，分析了2016年4月22日08时—23日08时华南地区大暴雨空报个例的原因。其主要结论如下：

(1)高空低槽东移加深、槽前西南急流发展是我国南方暴雨常见的一种天气形势。但本次过程没有形成暴雨主要原因:一是700 hPa西南急流中低层存在辐散，比湿值小，湿度层浅薄，水汽通量散度辐合高度偏低，没有形成较深厚的上升运动；二是22日凌晨华南地区出现对流性大风和短时强降水等强对流天气，环境大气不稳定能量释放，且未能重建；22日θse锋区一直维持在30°N附近未南下，也不利于华南地区出现暖区暴雨。

(2)ECMWF出现明显误差。850 hPa西南急流位置偏西、风速偏强且有弱辐散以及850 hPa比湿预报偏大、水汽通量散度和θse预报存在明显偏差，这都易误导预报员预报较大降水。ECMWF正确预报出700 hPa相对湿度较干，表明850 hPa西南急流较为浅薄，不利于出现较强降水。

(3)从华南槽前类暖区暴雨发生的环境场和相似个例看，低层流场弱辐合或弱辐散，中低层较高比湿(高于平均值2～3 g·kg-1)和较好的边界层触发条件，较深厚的上升气流，更强对流不稳定，这可能都是南方春季暖区暴雨重要的预报思路。

ECMWF数值模式为全球公认高水平数值天气预报全球模式，尤其是天气形势预报准确性较高，在我国目前预报业务中应用广泛。但同实况相比，其降水预报误差有时还较大，特别是强降水落区误差可达100～200 km甚至更大。ECMWF集合预报同样也出现类似确定性预报问题，如51个成员中有46个成员预报了广西东部的暴雨或大暴雨中心。对本次个例，全球确定性预报模式没有预报出22日凌晨发展的中尺度对流系统（MCS），而MCS又会影响天气尺度系统的结构和演变，因而导致降水预报出现重大误差。因此，在分析这类南方暖区强降水时，除关注预报时段内天气尺度系统变化及特征外，还要关注前期中尺度系统(下游)可能对后期(上游)天气尺度系统演变和降水强度的影响。但ECMWF数值模式预报4月22日凌晨两广北部700—500 hPa西南风转偏西风预示有短波槽通过，同时700 hPa预报场较小的相对湿度预示水汽不足，午后CAPE下降预示能量不足，这对调低模式降水预报强度都有一定的指示性。

参考文献：

[1]何立富,陈涛,孔期.华南暖区暴雨研究进展[J].应用气象学报,2016,27(5):559-569

[2]黄士松.华南前汛期暴雨[M].广州:广东科技出版社,1986:244

[3]丁治英,刘彩虹,沈新勇.2005—2008年5、6月华南暖区暴雨与高、低空急流和南亚高压关系的统计分析[J].热带气象学报,2011,27(3):307-316

[4]陈翔翔,丁治英,刘彩虹,等.2000—2009年5、6月华南暖区暴雨形成系统统计分析[J].热带气象学报,2012,28(5):707-718

[5]陈红,赵思雄.第一次全球大气研究计划试验期间华南前汛期暴雨过程及其环流特征的诊断研究[J].大气科学,2000,24(2):238-252

[6]陈玥,谌芸,陈涛,等.长江中下游地区暖区暴雨特征分析[J].气象,2016,42(6):724-731

[7]叶朗明,苗峻峰.华南一次典型回流暖区暴雨过程的中尺度分析[J].暴雨灾害,2014,33(4):342-350

[8]郭弘,林永辉,周淼,等.华南暖区暴雨中一次飑线的中尺度分析[J].暴雨灾害,2014,33(2):171-180

[9]侯淑梅,孙兴池,范苏丹,等.切变线冷区和暖区暴雨落区分析[J].大气科学学报,2014,37(3):333-343

[10]周明飞,杜小玲,熊伟.贵州初夏两次暖区暴雨的对比分析[J].气象,2014,40(2):186-195

[11]赵欢,张人禾,温敏.2013年5月华南强降水与中国南海夏季风爆发[J].气象学报,2015,73(3):442-458

[12]罗律,谢太初,李翠华.一次暖区暴雨的诊断分析[J].广东气象,2013,35(2):31-35

[13]施望芝,祁东平,王丽,等.一次暴雨空报的诊断分析[J].气象,2007,33(5):56-61

[14]匡顺四,王丽荣,刘金平.石家庄盛夏一次暴雨空报诊断分析[J].干旱气象,2009,27(1):40-45

[15]黄慧君.2008年夏季云南一次区域性强降水空报的诊断分析[J].暴雨灾害,2010,29(3):284-288

[16]钱维宏,蒋宁,杜钧.中国东部7类暴雨异常环流型[J].气象,2016,42(6):674-685

[17]苏贵睦,蒙炤臻,陈向东,等.2009年7月一次锋前暖区暴雨分析[J].气象研究与应用,2010,32(2):26-29

[18]卢伟萍,梁维亮,李菁.北部湾海风锋暴雨气候特征分析[J].气象研究与应用,2010,31(3):14

[19]周玉淑,刘璐,朱科锋,等.北京“7.21”特大暴雨过程中尺度系统的模拟及演变特征分析[J].大气科学,2014,38(5):885-896

[20]金少华,周泓,李桂华.滇缅脊前一次弱对流形成的局地大暴雨过程分析[J].暴雨灾害,2014,33(1):26-33

[21]黄明策,李江南,农孟松,等.一次华南西部低涡切变特大暴雨的中尺度特征分析[J].气象学报,2010,68(5):748-762

[22]苗春生,杨艺亚,王坚红,等.两类华南沿海暖区暴雨特征及热力发展机制对比研究[J].热带气象学报,2017,33(1):53-63

[23]蒙伟光,王安宇,李江南,等.华南暴雨中尺度对流系统的形成及湿位涡分析[J].大气科学,2004,28(3):330-341

[24]杨群,陈关清,茅海祥,等.2014年7月贵州铜仁一次持续性暴雨过程物理机制分析[J].暴雨灾害,2016,35(3):261-270

[25]李真光,邓良铁,薛惠娴,等.华南前汛期大范围暴雨的合成分析[J].热带气象,1988,4(2):97-106