2020年桂林一次连续暴雨过程的诊断分析

王军君 唐熠 王艳兰

桂林市气象局，广西桂林 541001

摘 要：利用NCEP(2.5°×2.5°)再分析资料、地面常规观测资料及多普勒雷达资料，对2020年5月30日-6月10日桂林发生的连续暴雨过程进行诊断分析，从天气形势、影响系统、水汽条件、动力条件及雷达回波特征等方面分析了这次连续暴雨的形成原因。结果表明：2020年5月30日-6月10日连续性暴雨过程主要由500hPa高空槽、低层切变线、低空西南急流、地面弱冷空气及地形的共同影响造成的，200hPa高空广西都是反气旋性环流，低层辐合高层辐散有利于上升运动的发展，每次过程都具有很有利的水汽和动力条件。此次过程桂林基本处于副高西北侧，大环境背景较稳定，高空槽和冷空气活跃，冷暖空气势力相当，使得切变线一直在桂林及附近区域来回影响，桂林处于辐合系统过渡带，处于强对流降水带附近，天气尺度系统的频繁发展造成这次过程的连续性。降水回波的强度强，最大强度达到50dBz，降水效率高，且多次出现列车效应，是造成桂林的中部、西部出现短时强降水的原因。

关建词：连续性暴雨；天气形势；物理量特征；列车效应

1 引言

桂林市位于广西东北部，在25°N左右，属于亚热带季风气候，暴雨是桂林最主要的气象灾害，而连续性暴雨往往造成非常严重的损失，如中小河流水位暴涨，农田被淹、城镇内涝、电网受损、交通中断等，并可能引发多种次生灾害的发生，甚至造成人员伤亡。多年来，气象工作者对广西地区的暴雨和连续性暴雨从形成的环境条件、水汽条件、动力条件等方面的特征进行了大量的研究。陶诗言（1980）指出，大气中大暴雨的发生发展与低空流场的辐合和垂直运动的急速发展有关。王蕊（2020）分析2018年连续暴雨发现南亚高压稳定少动为连续暴雨提供了必要的大尺度环流条件。王艳兰（2020）通过研究桂林三次连续强降水天气成因指出，在高空急流右侧辐散、低空急流左侧辐合叠加区 的有利背景形势下，500 hPa高空槽与中低层强的西南暖湿气流配合有利于当地出现暖区暴雨，与中低层西南涡及锋面系统配合则有利于低涡暴雨形成和锋面暴雨发生。

本文利用NCEP(2.5°×2.5°)再分析资料、地面常规观测资料及多普勒雷达资料，从天气形势、影响系统、水汽条件、动力条件及雷达回波特征等方面对2020年5月30日-6月10日桂林发生的连续暴雨过程进行成因诊断分析，寻找连续暴雨的预报着眼点，以期提高对连续暴雨的预报准确率，为连续暴雨预报预警提供参考依据。

2. 灾害性天气实况分析

2.1过程特点

2020年5月30日至6月中上旬，受高空槽、低层切变线、地面弱冷空气等天气系统影响，桂林市连续出现了5次暴雨天气过程，其中5月30日20时至6月10日8时，灵川县、临桂区、永福县部分乡镇累积雨量超过700毫米，最大为临桂区宛田乡861.7毫米，其次是灵川九屋836.5毫米。

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这5次暴雨过程具有以下几个特点：一是过程频繁，累积雨量大。这5次强降雨天气过程（按降水时段划分）分别出现在5月30日-6月1日、6月2-3日、6月4-5日、6月6-8日和6月9-10日。两次强降雨之间间歇短，往往白天稍有减弱，晚上又再度加强，持续时间达12天之久。二是强降雨区高度集中、落区重叠。这5次强降雨落区高度重叠，部分县反复出现暴雨，桂林市139个自动观测站监测到累积雨量超过300毫米，占桂林市自动观测站的57%；有9个自动观测站监测到700毫米以上降水，分布在永福、临桂、灵川。三是局地降雨强度大，多地雨量破历史极值。6月7日2-4点，永福县罗锦镇金鸡河水库3小时雨量达到232.1毫米，打破当地3小时降雨历史记录。阳朔县国家气象站的6月7日降水量达到327.5毫米，打破当地建站以来最大日降水量历史记录（历史极值197.5毫米，2016年5月8日）；永福县6月 7日降水量326.4毫米，也是当地建站以来日降水量的第2多（历史极值420.7毫米，出现在1966年6月21日）。雨量具体分布如下：

2.2 与历史同期降雨对比明显偏多

2020年5月29日20时至6月10日20时桂林各县（市、区）雨量全部偏多一倍以上，偏多最多的是永福，为467.3%，其次是阳朔，偏多404.3%。

3 天气形势及影响系统分析

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2020年5月30日-2020年6月1日500Pa（图1 a）副高前期控制广西的中部，后期中纬度有高空槽东移，副高减弱东退到华南沿海，副高西北侧低层有西南急流发展加强，由于副高的高压坝作用，使得850hPa（图1 b）低层切变线在黔桂交界摆动，造成桂林中部、北部暴雨，局部大暴雨降水过程。

图1 5月31日08时500hPa（a）、850hPa（b）高度场（等值线）、风场（风向杆）及急流分布（阴影）

2020年6月2-3日500hPa副高588线位于华南沿海，中纬度槽位于30N以北，高原东部短波槽东移影响广西北部，850hPa副高2日明显减弱东南撤，切变线东南移影响桂林中北部一带，3日850hPa西南急流加强，2日20时至3日08时桂林站西南风维持12m/s，梧州由14 m/s增至16m/s，切变线先南压之后缓慢北抬持续影响桂林中北部，地面弱冷空气在贵州－湖南维持，静止锋在广西北部摆动。受高空槽、低层切变线南侧强西南急流左侧辐合及地形抬升共同影响，造成中北部暴雨、局部大暴雨强对流降水过程，并出现短时雷雨大风等强对流天气，700-925hPa强西南急流为桂林一带强降水提供了充足的水汽条件和不稳定能量。

2020年6月4-5日500hPa（图2 a）副高稍有减弱，中纬度槽东移加深，槽底向南伸至25N以南，影响广西北部；850hPa（图2 b）低涡切变东南移影响桂林一带。由于850hPa-地面低涡中心位于广西－云南交界，贵州站由4m/s东南风转为西北风，说明切变辐合位置比3日稍偏南，其向东延伸的切变位于柳州至桂林一带，由于低涡南移，导致西南急流加强，4日20时至5日08时桂林站西南风由10m/s加强到16 m/s，桂林中南部受切变南侧西南气流影响，存在明显风向风速辐合和水汽输送条件，有利于强降水，另外切变线先南压之后缓慢北抬持续影响桂林中南部，影响时间长，导致累积雨量增大。地面弱冷空气在贵州－湖南维持，静止锋在广西北部摆动。受高空槽、低层切变线、西南急流、地面弱冷空气及地形共同影响，桂林中南部出现暴雨、局部大暴雨，个别特大暴雨强降水过程。这次过程700-925hPa强西南急流也为强降水提供充足的水汽条件和不稳定能量。

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图2 6月5日08时500hPa（a）、850hPa（b）高度场（等值线）、风场（风向杆）及急流分布（阴影）

从五次过程200hPa的形势场可以看到，五次过程广西上空都为高压控制，受高压反气旋式环流影响，都在高空急流的右侧负涡度区，前三次过程广西都处于高空急流入口区右侧的辐散区，后两次过程与前三次不同，虽然不在高空急流入口区右侧，但广西上空都为明显的反气旋性环流控制，高空辐散作用也很有利于强降水的产生。这样高空辐散配合低层辐合的抽吸作用，有利于上升运动的发展，尤其是与强低空西南急流左侧的辐合区迭加时更有利于强降水发生。

4 物理量场分析

4.1 水汽条件

为了解该次连续强降雨过程水汽辐合所在高度和时间，选取降雨量最大出现的临桂宛田（110.1°E，25.5°N）作5月31日-6月10日的水汽通量散度的时间高度剖面，发现水汽通量散度大值区所在高度都延伸至850hPa附近，6月5日水汽辐合较强的高度甚至接近700hPa，在这5次连续过程中，水汽通量散度都有明显增大，与强降水出现时间一致。活跃的西南低空急流带来丰富的水汽，天气尺度系统的频繁发展又为水汽辐合提供有利的动力条件，从而产生连续性强降水。

4.2 动力条件

垂直速度的分布直接反应了上升运动的强烈，选取降雨量最大出现的临桂宛田（110.1°E，25.5°N）作5月31日-6月10日的垂直速度的时间高度剖面，从垂直速度及风场演变图上可见，上述4次过程上升运动都延伸至200 hPa，6月1日、2日、4日及5日上升速度中心达到-0.5Pa·s -1 ，几乎每间隔24h就会出现上升速度的突然增大，也充分体现了这次过程的连续性，而在低层（850hPa以下）上升速度较小，主要与降水粒子的拖曳作用跟上升速度抵消有关。

结论

利用NCEP(2.5°×2.5°)再分析资料、地面常规观测资料及多普勒雷达资料对2020年5月30日-6月10日发生的连续性暴雨过程进行诊断分析，得到以下结论：

（1）此次连续过程200hPa高空广西都是反气旋性环流，且形势基本稳定，低层辐合、高层辐散的抽吸作用有利于上升运动的发展，500hPa副高基本位于华南沿海，副高西北侧西南暖湿急流活跃，行星尺度系统稳定决定了这次连续过程的落区每次都包含桂林，天气尺度系统发展频繁，几乎每间隔24小时就有高空槽东移影响，低层切变线（低涡）等系统的影响，造成这次过程的连续性。

（2）西南急流为本次过程带来丰富的水汽条件和不稳定的能量，水汽通量散度大值区所在高度都延伸至850hPa附近，6月5日水汽辐合较强的高度甚至接近700hPa， 5次过程的上升速度达到200hPa，上升速度中心值达到-0.5hPa·s^-1，都具有很有利的水汽和动力条件。猫儿山的迎风坡前地形抬升对降水有明显的增幅作用。

（3）本次过程降水回波的强度强，最大强度达到50dBz，降水效率高，且多次出现列车效应，这是造成桂林的中部、西部出现短时强降水的原因。

参考文献：

[1] 陶诗言，中国之暴雨[M].北京：科学出版社：1980:1-80.

[2]《广西天气预报技术和方法广西天气预报技术和方法》编写组，《广西天气预报技术和方法广西天气预报技术和方法》[M].北京：气象出版社：2012:1-145.

[3]高安宁,赖珍权,张瑞波,等.2013.不同环境风场条件下两次华南西部低 涡暴雨个例对比分析[J].气象,39(1):11-19

[4]王艳兰,伍静,唐桥义,等. 2020. 2019年6月桂林三次强降水天气成因对比分析[J].暴雨灾害, 39(2):136-147