2002年5月2次暴雨过程前期云场对比分析
黄 杰 ， 李玉芳
（江西省环镜预报中心，江西 南昌 330046）
摘 要：卫星云图的云型在强降水、暴雨、强天气预报方面有着重要的作用。通过2002年2次相距很近的暴雨过程的前期云场对比分析，我们发现，在进行短期暴雨强度、落区预报时应注意云场中的一些特殊云型云系，注意它们的一些有价值的重要信息。
关键词： 暴雨 特殊云场 斜压叶状云 带状式切变云 分析
每一次降水过程来临之前，我们除了考虑副热带高压的位置、脊线、西南风的强弱以外，还要考虑西风槽未来的变化，是加强还是减弱？是锋生还是锋消？卫星云图的云型有时可以给预报员一些提示。
1 云图的对比分析
图1 2002年5月12日8时云图
图2 2002年5月20日8时云图
图1、图2是2002年5月2次暴雨过程强降水前24 h左右的前期云图。粗粗一看，2张云图大形势场相差不多，2次过程江西也都下了暴雨，但强度和落区却有显著的差别(表1)。
大概看上去，2张云图相差不多：如贝加尔湖到东北都有西风槽云带东移，分裂短波槽云系位于高原中部，槽后有强、弱不同的高压控制的晴空区，槽前孟加拉湾都有对流云团，孟加拉湾、西南到江南有西南季风云涌，黄海、东海有冷高压控制的晴空区，南海有副高控制的晴空区等。但如表2所示，它们也有很多截然不同之处：
（1） 图1高原中部的高空槽云系呈盾状有明显的辐散卷云(B处)，卷云盾北侧边界较整齐光滑，呈反气旋弯曲，卷云盾南侧有斜压叶状云，叶状云西部有“V”形凹口（A处），槽后有宽广的高压脊控制的晴空区；图2上短波槽无明显的辐散卷云和斜压叶状云，西部无“V”形凹口，槽后晴空区范围小、模糊。
（2） 图1槽前孟加拉湾有强烈发展的对流风暴云团；图2相应区对流云区范围小，强度弱，位置偏东。
（3） 图1短波槽前昌都附近有中－α尺度的涡旋状对流云区(C处)；图2看上去象大涡旋，但大涡旋中心四川、云南、贵州不是对流云区，而是相对少云区，在河套西部槽前西安到成都和湘、赣南部有相对浓密的2条多层云带，其中湘、赣南部云带较强，局部有对流点，但没有明显的涡旋状对流云区。
（4） 图1在南海有副高控制的宽阔的晴空区；图2晴空区范围窄，东侧面还有气旋性低压槽。
（5） 图1短波槽东北侧（东北到北京附近）有弱的气旋波，但已经与短波槽分离、断开，小槽对应天气图无明显锋区，只是锋生作用明显；图2短波槽北侧有较强的气旋波(位于贝加尔湖东部)，并与南方短波槽云系相联，但主要锋区在偏北的河套北部。
2 云场的变化比较
图1卷云盾是斜压带卷云，它反映高空涡度平流十分明显，当槽前涡度平流伸展到低层暖平流上时，有利于低层辐合系统的发展和锋生。云系西部的“V”形凹口是逗点云发展的信号，表示未来有逗点云形成。当天下午西部“V”形凹口非常明显。由于在过程前期存在这些有利逗点云发展的云场条件，中低层有西南倒槽和暧湿平流，所以低层第二天即13日上午，随着辐散高空槽云系继续东移，向极一侧（北侧）出现“S”形结构，随后上游边界气旋性部分开始消散，反气旋部分（头）轮廓逐渐出现（图3S处）。地面锋生沿南部边界西半部分发生，江南强降水云带形成，江西北部强降水开始。12日08时850 hPa图上，江南西南风并不大，江南北部大多为4 m/s,其后快速加大,至13日08时，江南北部西南风普遍加大到20 m/s，随着向逗点云形成转换期间，尾部变窄，地面低压加深，反气旋部分云型逗点头状(图3D处)更趋明显，以后干涌继续侵入，江淮形成典型逗点云系。14日中午到下午发展成江淮气旋波，波后锋面云带逐渐南压到广西及湘赣南部，涡旋中心东移到黄海。
图3 5月13日9时云图 图4 5月21日8时云图
在思考图2未来变化时，虽然当时实况图上中低层西南风速很大，但我们从大的云型特点分析，认为系统在未来的变化中不会明显加强。由于西风带低槽的主体偏北，锋区偏北，南段即所指短波槽没明显锋区，没有明显的斜压带卷云和锋生云系，系统坡度小而表现出上下层系统对应的多条云带组成的弱涡环状，其中低层和地面是倒槽，所以南侧云系表现成气旋性曲率带状。涡环中心维持相对少云区，没有明显的主云带和系统轴线。稍明显的3条云带分别对应500 hPa小槽、700 hPa、850 hPa切变及地面静止锋。在其后24 h内，北侧2条云带都在东移，南侧云带短时间稍北抬。随着河套西部高空低槽云系东移，中低层切变坡度慢慢加大，700 hPa和850 hPa切变逐渐接近，云带合并。原在西安、成都对应700 hPa切变云带南移加强到合肥、汉口、芷江沿线。在演变过程中，南部相对强的对应地面静止锋系统的云带呈弱的“S”型，但云带东部始终没有反气旋轮廓的逗点头云系出现，地面没有低压加深。21日，多条云带组成涡旋状，但最终没有形成气旋波（图4）。如果只看850 hPa这层，2次过程形势很相似，都是西南倒槽，都有明显的暖湿平流，而且图2所对应的这次过程前期江南850 hPa的西南风速比图1大，芷江、长沙风速为12 m/s,河池、桂林为16 m/s，南昌为8 m/s。就因为高层没有明显的斜压性，没有明显的正涡度平流，低层弱气旋性曲率始终没有明显发展。最后偏北风南移到江南中南部，受冷切变影响，才引起赣南暴雨。
3 对应的天气系统和形势
图5 5月12日8时700 hPa天气图
图1对应的高层是个深厚的冷温槽，槽后有宽广的高压脊，槽前孟加拉湾有深的南支槽，中低层西南到江南为强倒槽，长江北岸到淮河为强东南气流，槽中有暧式切变，四川是个倒槽低压。12日08时中低层西南风速不太大(图5)，后来快速加强，以后在较短时间内，低压东移，逗点云发展。图2中，高空中纬度环流较平，槽脊浅，没有冷温槽配合。高、中，低3层切变相距较远，坡度小，冷空气势力弱，地面低压没有发展。由于冷空气弱，南移慢，槽前西南风没有明显加强北抬，主要降水也偏南。
4 结合天气形势、数值预报分析降水过程的落区及强度
从分析卫星云图来看，未来的强降水（暴雨）落区多在低槽云系东南侧的多云带或西南季风云带的中、北部边缘，在中低层切变南侧强西南风沿线。由于在低槽云系东移过程中槽前季风云系或静止锋切变云系也会北移，所以具体落区单凭前期云场预报不是太准确。多数情况下，未来有逗点云、气旋波生成发展的降水主云带有1个北抬、南压的发展加强过程。如果不是有发展趋势的低槽，单一的切变云系将缓慢东移南压，主雨带在前期云场西南季风云带的中北部边缘沿线。所以前期云场能大概确定未来强降水（暴雨）的落区。如图1当时涡旋中心在四川，暧式切变在长江中下游，主雨带将是沿着切变南侧发展、东段北抬、西段东移南压的。当时欧州、日本、T213几种数值预报预报的辐合中心及强降水落区都在湘、赣北部；风场预报风速大，切变强；日本的FSFE02预报湘西北有39 mm的降水中心，FSFE03预报有43 mm降水中心在赣西北的汉口附近出现。后来的实际降水中心在预报范围以内，这次过程从量级到落区对外预报都很成功。图2当时的江南多云带在湘赣南部，按常规未来主要降水在湘赣南部。但在当时作落区预报时，由于当时数值预报各家意见不一，日本的FSFE02预报湖北有19 mm的降水中心，江西中部有15 mm的降水中心；FSFE03预报降水中心在江苏，为25 mm，江西东南部只有6 mm的降水，流场预报赣北有明显的低压环流，但环流中心风速较小，而南侧风速大，配合有切变，但没低压中心。最后我们预报暴雨在赣北出现，事后证明落区预报是错误的。在作强度预报时，大家都注意到这2次过程有明显差别，云场上也明显不同，所以第二次对外预报局部暴雨的量级还是正确的。
5 结语
(1)如果未来影响江西的西风带短波槽或南支槽云系表现成盾状云，有卷云辐散、有斜压叶状云，有“V”形凹口等云型和斜压性强时，它们往往是系统加强的信号。因此，分析卫星云图时要多注意分析影响系统的云型。
(2)中低层西南风速大小除了看当时实况图、数值预报外，还要分析云场上孟加拉湾到江南季风云系的强弱。季风云系强，未来西南风快速加大时，降水将加强。
(3)未来降水加强的地方多在槽前西南季风云系或减弱的静止锋云系中北部边缘。只要西南季风云系主云带在江西或南北边界附近，且高原上有短波槽云系东移，虽有时小槽云系范围较小，但有明显的锋生云型时，则未来将有强降水。降水的强弱不在于小槽云系的范围，主要在于其涡度平流和斜压性。
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第一作者简介：黄杰，男，工程师，主要从事短期天气预报工作。
