非主流强降水-远离锋面的华南暖区暴雨

作者：地理人来源：未知时间：2024-05-20 阅读：次字体：大中小在线投稿

　　锋面降雨一直受到广泛关注，暴雨往往发生在不同来向的冷暖空气对峙的锋面附近，著名的江淮地区、台湾和日韩南部梅雨便是典型（梅雨锋）锋面降雨。
　　上世纪七十年代第一次华南暴雨试验发现，除了传统的锋面降雨外，华南前汛期还具有“暖区暴雨”特色：大暴雨、特大暴雨等强降水也常发生在锋前200-300公里以外的暖区中、甚至是没有锋面和风切变的南风气流里（黄士松，1986）。对比锋面暴雨，暖区暴雨的雨强大、降水集中、持续时间长，极易造成洪涝灾害。由于暖区暴雨过程中华南中低空为西南-南风气流控制，缺乏“锋面、切变、低涡”等经典风向辐合型的天气尺度系统强迫，业务上很难预报，有时甚至事后亦难以系统地解释（图1，图2）。

图1华南前汛期暖区暴雨个例的日雨量观测及业务数值模式预报

图2暖区暴雨和锋面暴雨期间南北向的垂直环流(沿113°E；黄橙色为南风、蓝色为北风区；黑框为华南雨区所在纬度；等值线为假相当位温)

　　为进一步认识华南暖区暴雨的规律性特征和成因，近期中国气象局广州热带海洋气象研究所吴乃庚研究员及合作者（中山大学丁兮、温之平和陈桂兴教授，北京大学孟智勇教授，广东省气象台林良勋首席和南京信息工程大学闵锦忠教授），在利用12年逐小时观测资料分析了近200个暴雨个例基础上，系统地对比了前汛期暖区暴雨气候特征及其与锋面暴雨的差异，分析造成这些规律特征的原因并归纳影响暖区暴雨发生发展的边界层天气概念模型。
　　主要特征
　　1、范围小强度大，喜欢集聚阳光海岸：暖区暴雨主要集中在珠江口两侧的海岸地区，锋面暴雨则对应的是相对内陆的中心。相对而言，暖区暴雨的范围更集中、雨强更大，且常用的卫星估测降水对其也存在较明显低估（图3）。

图3暖区暴雨和锋面暴雨的日平均降水分布

　　2、对流沿海触发，出现频繁移动缓慢：暖区暴雨的对流源地和对流高频区均集中在海陆交界地区，期间降水中心附近高达70%时次出现超20 mm/h的强降水。相对而言，锋面暴雨期间的强降水频次较低，且对流风暴主要随锋面从粤北向东南方移入广东内陆（图4）。

图4 暖区暴雨和锋面暴雨的对流降水发生位置和强降水频次(20mm/h)分布

　　3、频次6月最多，往往夜间早晨最强：暖区暴雨，从4月到6月频次显著增加（2%，27%，71%），且强降水往往喜欢夜间到早晨发生。锋面暴雨，发生频次在各月相对均匀（25%，45%，30%），降水峰值主要在午后（图5）。

图5暖区暴雨和锋面暴雨中心降水量的日变化特征

　　主要原因：
　　暖区暴雨为什么具备上述特征？暖区暴雨为什么频发在华南？综合天气气候条件，我们认为原因主要有三方面：
　　1、季风高速出口，引发连环追尾：不同来向的汽车对碰会发生事故，同一方向的汽车追尾也会造成车祸。从天气尺度看，锋面暴雨是不同来向的冷暖空气交汇产生风向对碰型暴雨，而暖区暴雨则是南风气流下引发的风速追尾型暴雨，特别是南海低空急流/季风涌正面袭击华南海岸带容易造成连环追尾。此类季风低空急流深厚、重心高度低（925 hPa附近），且喜欢在夜间加速。因此，季节变化来看，暖区暴雨事件主要发生在季风爆发时期及之后一段时间，而日变化来看，暖区对流主要触发于低空急流增强的夜间到清晨（图6和图7）。

图6 2003-2014年4-6月850 hPa(a)南海风速和(b)假相当位温演变(红点代表暖区暴雨日期，折线为气候定义的南海季风爆发日期)

图7暖区暴雨和锋面暴雨期间降水中心(红块)、925 hPa风场和温度场(填色为地形高度)

　　2、海岸特殊地形，造就事故黑点：暖区暴雨两大降水中心与华南海岸带两座丘陵‘大’山（西部云雾山脉、东部莲花山脉）密切相关。一方面，在南风气流下两座大山的迎风坡呈现为极为有利的喇叭口地形，另一方面，季风边界层急流重心足够的低（925 hPa附近）与仅数百米高的海岸带地形碰撞十分适宜（图7和图8）。在个别超速驾驶时候（急流更强更北），暖区暴雨还会在南岭南侧的迎风坡发生。

图8 暖区暴雨发生发展(日变化)的边界层天气概念模型

　　3、局地海陆差异，加剧追尾事故：暖区暴雨的夜间到清晨的加强，除了跟季风低空急流的夜间加强有关，也与局地的海陆效应密切联系。夜间局地陆风（北风）加强，加剧了海洋暖湿气流在海陆交界地区的辐合和对流触发；而午后随着陆风转为海风（南风）和午后热力作用，则有利于对流往内陆拓展、海陆交界处降水减弱（图8和图9）。