摘 要：利用常规气象资料和物理量场、卫星云图、天气雷达、三线图和区域自动雨量站等资料，对2015年5月14日孝感强降水过程进行综合分析，结果表明：在大尺度天气系统槽线、西南风风速辐合、低涡切变线及地面冷空气相互配合作用下，具有较明显中尺度云团系统等中尺度系统特征。850hPa的露点锋南下入侵，伴随暴雨过程的发生发展。本次暴雨过程前K指数为整体增加的过程，14日20时K指数孝感市总体在36℃ 以上，南部汉川已经接近40℃ 。三线图喇叭口形态对于强降水有直观的指示作用，本次强降水也是高温高湿低压（即高能）的释放过程。比较孝感市各站三线图，汉川喇叭口形态尤为明显，因此三线图对强降水落区预报具有参考价值。
关键词：暴雨过程；环流形势；动力条件；露点锋；三线图 引言
孝感市暴雨、大暴雨主要集中在梅雨期（6-7月），但是，春末夏初的暴雨过程与农业生产关系更加紧密，近年来出现在春末夏初的暴雨过程也引起了一些气象工作者的关注[1-4]。5月属初夏，在雨季开始较早的年份，暴雨也常多发。孝感
站1958～2008年5月出现暴雨33次，占全年203次的16.2%[5]。如果前期春季降水量偏多，初夏的暴雨也常造成农田渍涝[5]，这种情况下的强降水必然引起地方党政领导和社会公众的特别关注。根据孝感市2015年春季（3-5月）气候影响评价分析，今年孝感市3-5月降水量偏多8～12%，且呈南多北少的分布特征。在前期春季降水量偏多的背景下，受高空500hPa槽和中低层低涡切变的影响，2015年5月14～15日孝感大部地区又出现了一次强降水过程，本文对这次强降水过程进行了成因分析。 1 天气实况
2015年5月14～15日孝感大部地区出现了大到暴雨天气，局部有大暴雨。根据区域自动雨量站监测资料显示，14日08时～15日08时，全市113个站中，雨量≥50mm的有29个站，≥100mm的有4个站，其中最大雨量为189.3mm，出现在汉川沉湖站（图1）。
本次过程从14日傍晚开始，15日早晨结束，历时短、影响范围广，雨量分布为南大北小；伴随出现雷电等强对流天气，主要表现为短时强降水，降水主要集中在14日夜间。 图1 14日08时～15日08时雨量图 图2 14日20时高空系统综合图
2 环流形势及影响系统
14日20时～15日08时，200hPa上空孝感位于辐散气
流中；500hPa上空中纬度地区有高空槽逐步向东移动，且移速较快，伴随高空槽向东移动，低空急流形成且强度逐渐增强（图2线条：槽线/切变线；箭头：700hPa急流，红色方框处为孝感位置，下同）；15日08时孝感已位于槽后。 高层辐散，中低层辐合的配置为暴雨的发生提供了有利的动力条件[6]。这次暴雨发生时段内高空为500hPa槽前，中低层受到低涡切变的影响。200hPa上位于分流区中，高空辐散形势造成整层的上升运动，最大上升运动中心在700hPa附近。同时孝感市南部汉川近地面层最大比湿大于17.0g/Kg。不稳定能量较大、K指数接近40℃，具备出现短时强降水的条件。
水汽的汇集也主要靠低空流场的辐合[7]。本次强降水过程中，低涡和急流的相互配合较好。14日08时～15日08时，中低层在四川盆地东部有低涡生成并逐步向偏东方向移动。14日20时700hPa及850hPa低涡位于川东，孝感市上空位于700hPa及850hPa切变线之间， 700hPa低层暖式切变从江汉平原向湖北东北部地区延伸、850hPa切变线较700hPa切变线略偏南；此时低空急流建立，西南风急流中心轴东移至鄂东南，中心最大风速达18m/s（如图2所示）。受其影响，降水从南向北开始影响孝感市。
15日08时700hPa低涡移至孝感市东部，850hPa低涡位于鄂东与安徽省交界，此时，孝感市强降水过程结束。
3 诊断分析 3.1 水汽条件
比湿时间剖面图可见，在14日20时～15日08时降水集中时段，孝感市上空850hPa以下层次水汽十分充沛，其最大比湿大于17.0g/Kg（图3a）。
水汽通量的值越大，水汽输送越充分；水汽通量散度的值越小，水汽汇集质量越大[8]。水汽通量散度时间剖面图上，暴雨发生时段孝感市正处于西南风风速辐合区内，孝感市上空中低层有明显水汽辐合，最大辐合值出现在14日20时925hPa附近，为42*10 g/（hPa*cm *s）（图3b）。 3.2 动力条件
由散度时间剖面图可见，在降水时段内，孝感上空低层为辐合，最大辐合中心值为27s ，出现在925hPa附近。高层为辐散，最大辐散值达36s ，出现在200hPa附近（图3c）。 上升运动与水汽辐合紧密相连，在不考虑地形作用及比湿不变的条件下，降水强度就等于整个气柱的水汽辐合，整层水汽辐合量与500hPa上升速度成正比[9]。垂直速度时间剖面图（图3d）可见，14日20时～15日08时强降水时段孝感市上空整层为深厚的垂直上升运动，最大的上升运动速度出现在700hPa附近，为5*10 Pa*s 。
图3 水汽条件和动力条件的物理量场时间-高度剖面图 （a）比湿、（b）水汽通量散度、（c）散度、（d）垂直速
度
3.3 不稳定能量分析
K指数是反映中低层稳定度和湿度条件的综合指标[10]。孝感上空K指数呈现南大北小的空间分布特征。14日08时（图4a）到20时K指数为整体增加的过程，20时K指数（图4b）总体在36℃ 以上，南部汉川已经接近40℃（图8）。较大的不稳定能量，对暴雨的发生十分有利。 图4 K指数 （a）14日08时，（b）14日20时 4 卫星云图分析与雷达组合反射率拼图分析 4.1 中尺度对流云团
在14日下午16时的FY2E红外云图上可以看出（图5a），延长江一线有一条切变云系，孝感市位于切变云系边缘的无云区，而造成本次强降水的对流云团已经在宜昌、荆州之间生成，但水平尺度只有20km左右。对流云团缓慢向东北方向移动、发展，到14日20时发展为水平尺度80km左右的密实中尺度对流云团，孝感市南部开始受到对流云团影响（图5b），由此造成了孝感市南部14日22时～15日1时的强降水集中时段。此中尺度对流云团在孝感市南部维持了4个小时，造成了汉川沉湖、田二河二站降水量均达100 mm以上，汉川沉湖站小时雨强最大值达76.4mm（图5c）。 图5（a）14日16时红外云图、（b）14日20时红外云图、（c）汉川沉湖站小时雨量
14日23时～15日5时，中尺度对流云团随着切变云系缓慢北移，雨带逐渐亦向孝感市北部推移。本次过程孝感市各站点小时雨强最大值大多出现在14日22时～15日5时。 4.2 雷达组合反射率拼图
从雷达组合反射率拼图可以看出（图6），14日上半夜受低涡暖切影响，孝感市西南方向的江汉平原不断有对流单体形成、发展、向东北方向移动，从而影响孝感市，回波强度在20时以后明显增强、范围不断扩大，20时48分强回波从仙桃向汉川发展（图6a），14日22时回波范围和强度均达到最大（图6b），此时也是孝感市这次过程雨强最强时段，孝感市最南部的汉川沉湖站小时雨强达到76.4 mm、田二河53.7 mm。
图6 雷达组合反射率拼图 （a）14日20时48分（红圈处为汉川）；（b）14日22时00分
15日1时18分回波向北发展到孝感市中北部，回波强度明显减弱。反应在降水量分布图上为南大北小的特征（图1）。15日5时回波趋于消散，孝感市近于尾声。 5露点锋与三线图喇叭口对强降水的影响
5.1露点锋的演变，反映强降水前后露点锋对于强降水的触发作用
850hPa 14日20时的露点锋（图7a），位置偏北、近乎东西向的露点锋存在，露点梯度较大，1个纬距约5℃。汉
川位于锋区南侧，有Td≥16℃的湿舌存在。锋区北侧有偏北气流穿越露点锋。孝感市强降水随之发生发展。
850hPa 15日08时的露点锋（图7b），已经南下入侵到孝感市，偏北气流随之控制孝感市，孝感市强降水趋于结束。 综合以上分析，本次强降水过程主要是因低层露点锋区的存在，锋区北侧偏北气流穿越露点锋使得低层正涡度增大，辐合加强，诱发了中小尺度的低涡发生发展，从而触发了本次强降水过程。
图7露点锋（a）14日20时、（b）15日08时（风向杆为850hPa风场，等值线为850hPa露点值）
5.2本地三线图反映，强降水也是高温高湿低压（即高能）的释放过程
三线图是地方气象台预报强对流天气的常用工具，MICAPS提供了三线图的阅读功能。三线图喇叭口形态对于强降水有直观的指示作用，汉川三线图（图8）12日14时到14日20时是喇叭口的形成和发展阶段，也就是本地高温高湿低压（即高能）的积累过程。而14日20时到15日08时是三线图喇叭口的收束闭合阶段，也就是本地高温高湿低压（即高能）的释放过程，同时对应强降水的形成和发展。比较孝感市各站三线图，汉川由于空气潮湿、露点线与温度线更加接近、喇叭口形态尤为明显，因此三线图对强降水落区预报也很有参考价值。
图8汉川三线图 6 总结
6.1 本次暴雨过程在大尺度天气系统槽线、西南风风速辐合、低涡切变线及地面冷空气相互配合作用下，具有较明显中尺度对流云团系统等中尺度系统特征。反映在红外卫星云图和雷达反射率拼图，14日夜间孝感不断有中尺度对流单体延暖切变线新生、发展影响孝感市。
6.2 850hPa的露点锋南下入侵，伴随暴雨过程的发生发展。本次强降水过程主要是因低层露点锋区的存在，锋区北侧偏北气流穿越露点锋使得低层正涡度增大，辐合加强，诱发了中小尺度的对流单体发生发展，从而触发了本次强降水过程。
6.3 本次暴雨过程前K指数为整体增加的过程，20时K指数孝感市总体在36℃以上，南部汉川已经接近40℃。 6.4 三线图喇叭口形态对于强降水有直观的指示作用，本次强降水也是高温高湿低压（即高能）的释放过程。比较孝感市各站三线图，汉川喇叭口形态尤为明显，因此三线图对强降水落区预报也很有参考价值。 参考文献
[1]徐双柱，邹立维.一次梅雨期暴雨的中尺度数值模拟分析[J].暴雨灾害，2008，27（1）：17-23.
[2]施望芝，高琦，张萍萍.基于T213的6～8月湖北省暴
雨落区（点）预报模型和指标研究[J].暴雨灾害，2007，26（3）：217-222.
[3]章征茂，沈桐立，马月枝.“05.8”十堰大暴雨的数值模拟与诊断分析[J].暴雨灾害，2008，27（1）：24-31. [4]李明，张涛，魏杰平. 2008年初夏孝感一次大暴雨天气过程的分析与诊断[J].暴雨灾害，2009，28（1）：51-57. [5]崔讲学.湖北省天气预报手册---暴雨预报J].气象出版社，2011，9（1）：3-5，93.
[6]李桂红，彭习先，舒桃奎.对2002年夏季咸宁市一次连续性暴雨天气过程的分析[J].湖北气象，2003，（4）：17-19. [7]肖春玲，吴建成，贺汉清. 平远“6.14”特大致洪暴雨分析.广东水利水电，2010，5：27-29.
[8]刑用书，孙日丁. 西风槽影响下鹤壁一次连续性暴雨分析.气象与环境科学，2009，32：138-143.
[9]刘建国，何正梅，孔银华，等. 大同地区一次暴雨天气过程分析与预报[J].气象，2003，29（2）：46.
[10] 孟妙志.对K指数在暴雨分析预报中的应用[J].气象，2003，29（8）：1.
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