吉安市2017年6月初暴雨成因分析

0　引言

吉安市位于江西省中西部，赣江中游，地处罗霄山脉中段，境内地形条件复杂，夏季暴雨天气频发，为当地主要的灾害性天气之一，暴雨灾害常常给工农业生产和国民经济发展带来严重损失。6月份为吉安市的主汛期，本文利用常规气象观测资料、雷达资料针对2017年主汛期一次明显的暴雨天气过程从天气学角度对其成因进行了初步诊断分析[1-6]，以期为今后此类暴雨提供一些预报着眼点和预报思路。

1　降水概况

受高空低槽东移、低层切变和地面弱冷空气共同影响，2017年6月1日08:00至2日08:00吉安出现了一次大范围的暴雨天气过程，暴雨大值中心主要位于吉安中北部。据气象观测资料统计，全市平均降雨量为52.5 mm，其中国家站有6站暴雨，5站大雨，以吉水81.4 mm为最大，仅南部遂川为中雨。中尺度区域站共有1个大暴雨，151个暴雨，106个大雨，其中以永丰县北寨村101.7 mm为最大。本次暴雨天气过程的主要特点：1)降雨持续时间较长(6月1日11:00-23:00)；2)降水时空分布较均匀；3)以短时强降水为主，并伴有雷暴天气。

  

图1　2017年6月1日08:00-2日08:00吉安市自动站雨量实况

2　环流背景分析

2.1　200 hPa分析

分析6月1日08:00 200 hPa高空图(图略)可知，江西境内均处强烈的辐散气流中，其中南昌站西北风达36 m/s，赣州站西北风24 m/s，高层强烈的抽吸效应加强了低层上升运动的发展，对吉安当日强降水产生非常有利。

（2）受优质烃源岩分布、储层物性及油藏动力控制的影响，东营凹陷中带沙三中、下亚段岩性圈闭具有良好的含油性，其中2 500m以下，孔隙度大于12%的砂体含油充满度高，具有非油即干的特点，岩性油藏横向互不连通、平面叠合连片。

有个雨衣销售的例子很能说明问题。有家雨具企业老总一次春节回农村老家，偶尔听到乡亲们抱怨：现在市面上尽是些城里人合用的前长后短式的雨衣，要是有我们需要的前短后长式的雨衣就好了。老总追问原因，乡亲们解释说，农民不是要弯腰种地吗，前短后长式的雨衣不仅能有效遮风挡雨，还能麻利干活。那位老总茅塞顿开，喜出望外赶回厂里，立即试产了一批前短后长式雨衣，投放农村市场后果然畅销。

2.2　500 hPa分析

强降水发生之前，6月1日08:00 500 hPa亚洲中高纬为“两槽-脊型”(图略)，贝加尔湖地区有一阻塞高压，巴尔喀什湖至新疆西部为一低槽，河套至华北地区为一强大的高压脊，我国东北地区有一深厚的低涡系统，且低涡槽后不断有冷空气沿华北一带扩散南下影响长江中下游及以南地区，低纬30°N以南位于青藏高原以东贵州至湖南境内有一浅槽东移，西太平洋副高(简称“副高”)位置偏强偏西，副高588线北界位于20°N附近，西伸脊点位于90°E附近，脊线位于15°N附近。从风场分析来看，南昌站为18 m/s的偏西南风，赣州站为22 m/s的偏西风，吉安正处于高原槽前部明显的风速辐合区中，这为强降水发展提供了充足的水汽和动力条件。由于对流层中层500 hPa江西境内处于显著高湿区中(T-Td≤5 ℃)，温度露点差1～3 ℃，没有干空气侵入，不利于对流不稳定层结的建立与发展。随着高原槽进一步发展东移，槽前的暖湿气流与东北低涡槽后部扩散南下的冷空气交汇于江南一带产生强降水，正好对应于吉安出现大范围的强降雨天气。至1日20:00 500 hPa中高纬贝加尔湖阻塞高压崩溃，东北低涡东南移减弱，低纬高原槽位于江西境内，吉安降雨持续，之后随着低槽逐渐移出，本次降雨过程于2日凌晨基本结束。

2) “低层辐合，高层辐散”，“低空正涡度，高空负涡度”均有利于上升运动的强烈发展。

2.3　700 hPa、850 hPa和925 hPa分析

本次暴雨过程中低层的主要影响系统有850 hPa切变、925 hPa低涡、700 hPa、850 hPa低空急流以及925 hPa超低空急流(图略)。通过分析发现1日08:00和20:00中低层江西境内均处于显著高湿区中(T-Td≤5 ℃)，温度露点差只有1～2 ℃，非常小，空气接近饱和，并且700 hPa、850 hPa上位于广东、广西至赣南境内均存在≥12 m/s的西南风急流，925 hPa存在≥10 m/s的超低空西南风急流，强盛的西南风急流为强降水发生提供了充沛的水汽和能量供应。1日08:00 850 hPa上位于赣东北地区有一冷式切变存在，导致赣东北地区出现较强的降水，另外在湘北一带也存在一冷式切变，吉安处于强西南气流中，925 hPa在吉安西北部存在一低涡系统，表明赣中一带具备很好的动力辐合抬升条件，随着冷式切变逐渐南压至赣中，上升运动明显加强，强降水开始影响赣中。至1日20:00，850 hPa切变线位于赣中、925 hPa低涡继续停留在吉安西北部，由于925 hPa低涡长时间稳定少动，导致吉安降雨持续近10 h。之后随着低空急流和切变的进一步减弱，降雨过程逐步减弱消亡。

2.4　地面形势分析

通过分析地面气压场发现:此次暴雨过程主要是受地面弱冷空气、静止锋和辐合线的共同影响。6月1日08:00地面图上(图略)吉安处于弱气压场控制之下，华北不断有弱冷空气沿偏东路径扩散南下影响江南一带，西南一带有静止锋伸向江西中南部，吉安中北部吹偏北风，西南部吹偏东南风，北部新干、峡江站最高气温仅为21～22 ℃，南部遂川最高气温接近31 ℃，南北温差近10 ℃，存在明显的温度锋区，且吉安中北部一带处于高湿区中。11:00-17:00地面静止锋稳定少动，温度锋区略南压，同时仔细分析地面风场可发现有一条辐合线位于吉安北部峡江、吉水与永丰交界处，正由于辐合线的触发导致吉安大部分地方出现强降水天气。综上分析可知，当日地面静止锋稳定少动以及辐合线的存在对吉安强降雨有一定的贡献。

雷达径向速度上“牛眼”的结构特征是识别暴雨的重要判据之一。通过分析6月1日11:00-18:00 1.5°仰角雷达径向速度图可看出典型的“牛眼”结构特征，最大径向风速大于12 m/s，表明有低空急流存在，低空急流是暖湿空气输送带，具有显著的热力和动力特征，对预报暴雨是否出现具有一定的指示意义。“牛眼”正负速度对是从1日11:00开始形成，对应吉安中北部强降水开始，“牛眼”结构从正北-南转为东北-西南方向，对应吉安强降水从西北至东南压，一直持续至18:00左右“牛眼”结构才逐渐被破坏，18:00之后强降水趋于减弱。

3　物理量诊断分析

3.1　水汽条件

6月1日08:00 850 hPa比湿场(图2a)上从广西经湖南南部有一湿舌伸向江西境内，赣中地区比湿为15.4 g/kg，和江西汛期暴雨比湿平均值15 g/kg接近，表明对流层低层具备充沛的水汽条件。1日08:00 850 hPa水汽通量场上位于广西境内有一水汽通量大值中心28 g·cm-1·hPa-1·s-1从广西经湖南中南部伸向江西境内，这为强降水发生建立了良好的水汽通道，吉安西南部一带比湿≥16 g·cm-1·hPa-1·s-1，与江西汛期暴雨水汽通量平均值16 g·cm-1·hPa-1·s-1基本一致。另外从1日08:00 850 hPa水汽通量散度场(图2b)分析可知，湖南与江西境内均为负散度区，吉安中北部处于水汽通量负散度大值中心，中心值为-39.8×10-1 g·cm-1·hPa-1·s-1，远小于江西汛期暴雨水汽通量散度平均值-20×10-1 g·cm-1·hPa-1·s-1，表明低层具备强烈的水汽辐合。

  

图2　2017年6月1日08:00 850 hPa比湿与水汽通量散度分析

3.2　动力条件

散度场:分析6月1日08:00、20:00散度场(图略)发现吉安呈现明显的“低层辐合，高层辐散”特征。6月1日08:00、20:00散度场上，850 hPa上湘赣境内均处负散度区中，其中08:00赣中散度为-3×10-5 s-1，远小于江西汛期暴雨散度值-15×10-5 s-1，高层 200 hPa上湘赣境内均处正散度区中，正散度大值中心位于湘东一带，至1日20:00正散度区大值中心快速移至东南沿海，表明强降水随之东移减弱。

涡度场:6月1日08:00涡度场上(图略)，700 hPa、850 hPa江西中北部处于从贵州、广西经湖南伸向长江中下游的带状正涡度区中，850 hPa赣中涡度为1.6×10-5 s-1，700 hPa涡度场相比850 hPa涡度场正涡度区略偏北，赣中涡度为2.3×10-5 s-1，500 hPa正涡度区主要位于赣北，500 hPa以上吉安处于负涡度区中，至1日20:00涡度场上(图略)，正涡度区范围迅速增大增强，1 000～400 hPa江西均处正涡度区，表明上升运动明显加强，其中850 hPa赣中涡度为31.6×10-5 s-1，且700 hPa存在一涡度大值中心≥40×10-5 s-1，远超过江西汛期暴雨涡度平均值20×10-5 s-1，而高层400 hPa以上均为负涡度区，这种“低空正涡度，高空负涡度”形势配置非常有利于暴雨发生。

3.3　热力条件

分析6月1日08:00 850 hPa上θse值(图3a)可知，有一高能舌从广西经湖南南部伸向江西中南部，θse大值中心85 ℃位于广西境内，符合江西汛期暴雨所统计的θse大值中心≥79 ℃，其中赣中θse值一带≥78 ℃，吉安当日暴雨大值中心正处于θse高能锋区的北侧。至1日20:00 850 hPa上θse大值区南压至赣南。另外从1日08:00 K指数(图3b)分析可看到，江西中南部处于K指数大于35 ℃高值区，吉安境内K指数大于39 ℃，具备很高的热力不稳定能量。

  

图3　2017年6月1日08:00 850 hPa θse、K指数

4　探空图资料分析

1)本次暴雨过程的环流形势具备江西汛期暴雨的典型特征:亚洲中高纬为“两槽-脊型”，贝加尔湖地区有阻塞高压，东北地区有低涡，低纬高原东部有低槽逐渐东移，低层有低涡切变和西南急流，副高强大位置偏西偏强，脊线位置15°N附近，地面有弱冷空气和静止锋，这样稳定的大尺度环流背景有利于暴雨的发生。

  

图4　2017年6月1日08:00南昌、赣州Tlog-P图

5　雷达产品资料分析

5.1　基本反射率因子特征分析

吉安6月1日暴雨过程的雷达回波表现为大片的积层混合性降水回波，反射率因子回波强度梯度不是很大，移速比较缓慢，导致降水持续时间较长，反射率因子一般在30～40 dBz，最强时为55 dBz，回波结构较紧密，但边界不清晰，片状回波中包裹着一些对流性的窄带回波不断从西北向东南方向移动，对流发展并不是很旺盛，强降水同时伴随雷电天气。强回波影响分为2个阶段，其中第1阶段11:00-15:00强回波主要集中在吉安中北部，第2阶段15:00-20:00从吉安西北部又有大片的积层混合性降水回波向东南方向移动，影响范围比第1阶段广，最强回波中心达55 dBz，20:00以后降水回波呈逐渐减弱趋势，至 2日凌晨过程基本结束。

桑料再一次被点燃，这一次只有一小堆，盛放在一只铜盘内。铜盘直径不足尺，底部的支架造型是两只铜制的羽人，它们相向跪坐，共同将铜盘托起。桑料在铜盘内阴燃着，没有火焰，只有蓝色的火星忽明忽暗。

5.2　径向速度特征分析

后来，我们又生了两个女儿，生活很忙碌，也无暇去顾及其他。我和他生活上尽管不合拍，也经常吵架，但想着三个女儿不能缺少父爱，不能在单亲家庭长大，离婚的事，我也只能在心里想想。在孩子们面前，我们尽量不去争吵，看不惯我也忍着。时间一长，我只有在孩子面前能滔滔不绝，至于其他人，我都懒得说，尤其是对老伴。

  

图5　2017年6月1日11:00-18:00雷达0.5°仰角基本反射率因子图

  

图6　2017年6月1日11:00-18:00雷达1.5°仰角径向速度图

6　结论

分别对6月1日08:00南昌、赣州站探空图进行了分析，08:00南昌站低层为偏东风，中高层为西北风，风随高度逆转，表明有冷平流影响赣北，不稳定能量基本已释放。08:00赣州站低层为西南风，中高层偏西风转为西北风，风随高度顺转，有强烈的暖平流，925～850 hPa西南风达12～16 m/s，低层暖湿气流非常活跃，湿层深厚达到500 hPa，有利于水汽的输送与聚集；垂直风切变较强(最大为22 m/s)有利于风暴的发展与维持；SI指数为-2.06，K指数为40，大气层结具有较强的不稳定性；Cape值达2 066.4 J/kg，表明南部大气层有较高的不稳定能量积聚；由于0 ℃、-20 ℃层高度均较高、湿层深厚，不利于冰雹天气发生，但有利于雷暴和短时强降水的发生；在有利的触发条件下，是预报强雷电和短时强降水(暴雨)的重要依据。

比如融资1.2亿美元的小麦便利店就意识到，当下的无人便利店并不是一种体验良好的零售业态。在试水了一段时间后，小麦便利店发现让消费者完全自主购物是不现实的，比如有的人专门买来某款产品，在没有店员服务的情况下，他必须找遍货架的所有角落；还有的人对微波炉操作并不熟练，摸索了半天最后只好放弃。

3)本次暴雨过程的水汽、动力及热力条件相关物理量指数均超过或与江西汛期暴雨物理量平均值持平。

4)雷达径向速度图中具有典型的“牛眼”结构特征，它的形成与破坏可作为判断强降水开始与结束的重要标志。

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进行标贯试验13次，实测锤击数N’=3.0～5.0击，平均为3.6击；经杆长修正后N=2.9～4.8击，平均为3.4击；取样11组，共11件进行统计分析。

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在定量选矿废水中加入次氯酸钙粉末、次氯酸钠溶液、双氧水、高锰酸钾、氯酸钾等氧化剂各水体的COD浓度变化情况见表2。