紀(jì)忠萍 源艷芬 徐艷虹 韓浦城 方一川 謝炯光
1 廣東省氣象臺(tái),廣州 510640
2 廣東省氣象探測(cè)數(shù)據(jù)中心,廣州 510080
3 廣東省氣候中心,廣州 510640
2019年廣東前汛期發(fā)生了多次強(qiáng)降水過(guò)程,導(dǎo)致省內(nèi)多地出現(xiàn)山洪、嚴(yán)重內(nèi)澇與人員傷亡。如,5月23~26日廣東西南部發(fā)生了連續(xù)暴雨,陽(yáng)江市江城區(qū)、陽(yáng)東區(qū)、陽(yáng)西縣局部出現(xiàn)了特大暴雨,發(fā)生較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害,低洼地區(qū)農(nóng)田、村莊、道路受浸嚴(yán)重,部分交通中斷,江城區(qū)、市區(qū)低洼地帶水浸嚴(yán)重,陽(yáng)西縣織篢河發(fā)生10年一遇洪水,給人民生命、財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害。因此,加強(qiáng)暴雨尤其是連續(xù)暴雨過(guò)程的中期與延伸期預(yù)報(bào),提高預(yù)報(bào)時(shí)效尤為重要。
由于華南前汛期暴雨可分為兩類(《華南前汛期暴雨》編寫組, 1986; 何立富等, 2016):一類是由冷空氣—鋒面等西風(fēng)帶低值系統(tǒng)引起,另一類是影響嚴(yán)重但范圍較小的暖區(qū)暴雨。暖區(qū)暴雨由于突發(fā)性強(qiáng),地域性特征顯著,是困擾預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)人員的難點(diǎn)問(wèn)題。目前我國(guó)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中使用的全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式對(duì)暖區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)能力十分有限,高分辨率中尺度數(shù)值模式的預(yù)報(bào)效果也不盡人意(何立富等, 2016),因此華南暖區(qū)暴雨研究也是近年的熱點(diǎn)之一?;亓鞅┯瓯黄毡檎J(rèn)為是華南暖區(qū)暴雨的一種(廣東省氣象局《廣東省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)》編寫組, 2006; 葉朗明和苗峻峰, 2014; 何立富等, 2016;劉瑞鑫等, 2019; 張亞妮等, 2019),它一般出現(xiàn)在4月初至5月中旬,主要為回流的東風(fēng)與西南風(fēng)的輻合所觸發(fā)的中尺度暴雨。一般情況下,出現(xiàn)回流暴雨是在前一股冷空氣完全變性減弱,變性脊東移出海,而后一股冷空氣尚在長(zhǎng)江流域或江南地區(qū)之時(shí)。但也有回流暴雨是由于冷空氣東移入海后,華南西部處于入海高壓后部,經(jīng)南?;亓鞯臇|南氣流相對(duì)于孟加拉灣西南氣流和越赤道氣流是干冷的,不同性質(zhì)氣流匯合形成鋒面、輻合線,造成仍屬鋒面降水性質(zhì)的回流暴雨(林確略等, 2015)。因此,有必要研究回流暴雨期間的冷空氣活動(dòng)及其對(duì)應(yīng)的環(huán)流場(chǎng)特征,弄清回流暴雨的性質(zhì),減少漏報(bào)率,從而提高回流暴雨的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。
關(guān)于回流暴雨發(fā)生時(shí)的大氣環(huán)流場(chǎng)與中尺度特征已有較多的研究,對(duì)回流暴雨期間的冷空氣活動(dòng)除在華北回流暴雨的研究中較常見(jiàn)外,在華南回流暴雨的研究中較少見(jiàn)。如,張迎新和張守保(2006)對(duì)華北回流暴雨的研究表明,來(lái)自東北平原的低層冷空氣雖然經(jīng)渤海侵入華北平原,但仍然保持干冷氣團(tuán)的特性,在降水中起“冷墊”作用。張守保等(2009)發(fā)現(xiàn)回流冷空氣與西南暖濕氣流相遇產(chǎn)生的輻合帶中存在中尺度低壓和切變,使華北出現(xiàn)回流強(qiáng)降水過(guò)程。馬鴻青等(2010)對(duì)河北一次春季回流暴雨過(guò)程的分析表明,暴雨發(fā)生在地面冷鋒后部,由近地面層超低空東北風(fēng)急流與其上層偏南急流相遇形成的回流所致。張曉美等(2009)、葉朗明和苗峻峰(2014)對(duì)華南回流暴雨的研究表明,回流暴雨多發(fā)生在變性冷高壓脊后部,連續(xù)生消的中β尺度對(duì)流系統(tǒng)活動(dòng)造成回流暴雨過(guò)程的發(fā)生,它們?cè)诘孛娴共鄣妮椇蠚饬骰蜉^強(qiáng)的超低空東南急流遇到喇叭口地形形成的地面輻合線中發(fā)展起來(lái)。張亞妮等(2019)研究了在低層淺薄偏東風(fēng)與西南風(fēng)氣流匯合為暖區(qū)暴雨提供有利的低層輻合條件下,高層動(dòng)力強(qiáng)迫對(duì)回流型華南暖區(qū)暴雨的影響。因此,有必要加強(qiáng)冷空氣活動(dòng)在華南回流暴雨中作用的研究。另外,關(guān)于華南強(qiáng)降水過(guò)程或連續(xù)暴雨已有較多的研究,主要從氣候特征及其成因(謝炯光等,2012; 陳思等, 2017)、環(huán)流形勢(shì)(謝炯光等, 2006;林愛(ài)蘭等, 2013; 徐明等, 2016)、低頻振蕩特征(溫之平等, 2007; 谷德軍和紀(jì)忠萍, 2011; 曹鑫等,2012; 高建蕓等, 2013; 簡(jiǎn)茂球和張春花, 2013)開(kāi)展了一些研究,但關(guān)于連續(xù)回流暴雨的低頻及其傳播特征的研究仍較少。
廣東省2019年4~6月各月均出現(xiàn)了3 d以上的連續(xù)暴雨過(guò)程,且4~5月兩次連續(xù)暴雨主要出現(xiàn)在西南部,6月主要出現(xiàn)在北部,這與前汛期氣候平均場(chǎng)上廣東雨帶自北向南逐漸南移有明顯不同。目前業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)常用的全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式[ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)細(xì)網(wǎng)格(0.125°×0.125°)、NCEP_GFS(National Centers for Environmental Prediction_Global Forecast System; 0.5°×0.5°)]在中短期預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)對(duì)這兩場(chǎng)出現(xiàn)在西南部的連續(xù)暴雨均漏報(bào)。初步分析表明,4~5月的連續(xù)暴雨均與冷高壓入海引起的回流有關(guān),6月連續(xù)暴雨為鋒面型暴雨。那么,4~5月的連續(xù)回流暴雨為何種性質(zhì)?2019年廣東前汛期降水尤其是連續(xù)回流暴雨與大氣季節(jié)內(nèi)振蕩的關(guān)系如何?2019年南海季風(fēng)于5月5日爆發(fā),那么發(fā)生在季風(fēng)爆發(fā)前后的廣東西南部?jī)蓤?chǎng)連續(xù)回流暴雨對(duì)應(yīng)的平均環(huán)流場(chǎng)及其低頻傳播特征有何不同?它們與6月廣東北部鋒面型連續(xù)暴雨有何不同?因此,本文首先分析了2019年廣東前汛期降水尤其是連續(xù)回流暴雨與大氣季節(jié)內(nèi)振蕩的關(guān)系,并對(duì)4~5月兩場(chǎng)連續(xù)回流暴雨及6月連續(xù)暴雨期間的冷空氣活動(dòng)、平均環(huán)流場(chǎng)及其低頻傳播與低層低頻風(fēng)場(chǎng)演變特征進(jìn)行了對(duì)比分析,以期為今后廣東前汛期連續(xù)回流暴雨的中期與延伸期預(yù)報(bào)提供參考。
所用資料主要有:(1)2019年4月1日至6月30日廣東省86站地面逐日降水、氣壓(p)、溫度(T)、絕對(duì)濕度(e)資料,這些資料來(lái)自廣東省氣象探測(cè)數(shù)據(jù)中心;(2)NCEP/NCAR(National Center for Atmospheric Research)逐日再 分 析 資 料(2.5°×2.5°);(3)美 國(guó)NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)地球系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室提供的OLR(outgoing longwave radiation)資 料(ftp://ftp.cdc.noaa.gov/Datasets/uninterp_OLR/[2020-02-05])。
采用墨西哥帽(Mexican hat)小波變換(紀(jì)忠萍等, 1999; 谷德軍等, 2009)分析時(shí)間序列的周期特征,采用Lanczos時(shí)間濾波器(Duchon, 1979)進(jìn)行低頻濾波。
連續(xù)暴雨過(guò)程的定義采用謝炯光等(2006)的定義,即“在每日(08時(shí)至第二日08時(shí))的雨量圖上,凡廣東省內(nèi)某測(cè)站的日雨量達(dá)50 mm以上者,稱該站有暴雨;而當(dāng)某日省內(nèi)測(cè)站有相鄰4個(gè)站暴雨連成片者,稱該日省內(nèi)有暴雨。凡廣東省暴雨日持續(xù)3 d以上者,稱為一次連續(xù)暴雨過(guò)程?!?/p>
冷空氣的活動(dòng)參考廣東省氣象臺(tái)中期科關(guān)于“冷空氣記載的規(guī)定”,即在毗鄰的日期,p、T、e三要素的24 h變化[即+Δp(升壓)、-ΔT(降溫)、-Δe(降濕)]有兩項(xiàng)發(fā)生可視為有冷空氣。用p、T、e任一要素項(xiàng)來(lái)反映某次冷空氣的強(qiáng)度等級(jí)(表1)。
表1 冷空氣強(qiáng)度級(jí)別的確定Table 1 Definition of cold air intensity levels
圖1給出了2019年4~6月廣東86站平均逐日降水量及其小波系數(shù)與小波功率譜分析。由圖1a可見(jiàn),2019年廣東前汛期主要出現(xiàn)了6次強(qiáng)降水時(shí)段且與7~30 d濾波的峰值時(shí)段一致:4月11~22日、4月26~27日、5月4~8日、5月23~29日、6月9~13日和6月24~25日,其中4月18~19日、5月28~29日出現(xiàn)了持續(xù)2 d暴雨,4月12~15日、5月23~26日、6月9~13日出現(xiàn)了3 d以上的連續(xù)暴雨過(guò)程。由圖1b可見(jiàn),4~6月小波系數(shù)呈現(xiàn)6對(duì)明顯的“負(fù)—正”相間分布,它們代表前汛期降水經(jīng)歷了少雨—多雨的6個(gè)階段性變化;6次強(qiáng)降水時(shí)段分別對(duì)應(yīng)準(zhǔn)23 d、5~8 d、8~10 d、23~25 d、9~12 d、7~12 d左右的準(zhǔn)周期振蕩。前2次連續(xù)暴雨過(guò)程(4月12~15日、5月23~26日)均與準(zhǔn)23 d周期振蕩對(duì)應(yīng)、而6月9~13日連續(xù)暴雨與準(zhǔn)9~12 d周期振蕩相對(duì)應(yīng),且強(qiáng)降水時(shí)段對(duì)應(yīng)的周期均能夠通過(guò)0.05顯著性水平檢驗(yàn)。從圖1c小波功率譜分析可見(jiàn),存在一個(gè)準(zhǔn)23 d的峰值,代表整個(gè)前汛期的主要周期為準(zhǔn)23 d。因此,4~5月兩次連續(xù)暴雨均與準(zhǔn)23 d周期振蕩對(duì)應(yīng),它們與前汛期降水的主要周期振蕩一致。
圖1 2019年4~6月廣東86站(a)平均的逐日降水量(左側(cè)縱坐標(biāo),柱狀,單位:mm)、7~30 d濾波降水演變(右側(cè)縱坐標(biāo),藍(lán)色點(diǎn)虛線,單位:mm),平均逐日降水量的(b)墨西哥帽小波變換系數(shù)(實(shí)、虛線表示正、負(fù)值)、(c)小波全譜(實(shí)線)。圖1a中上下兩條水平虛線表示7~30 d濾波降水的一倍標(biāo)準(zhǔn)差;圖1b中淺色和深色陰影區(qū)表示通過(guò)0.1和0.05顯著性水平的區(qū)域,兩側(cè)的交叉區(qū)域表示邊界效應(yīng)的影響域;圖1c中虛線為0.1顯著性水平線。顯著性檢驗(yàn)采用了Monte-Carlo方法Fig. 1 (a) The daily precipitation (left y-axis, bars, units: mm) and 7-30-d filtered precipitation (right y-axis, blue dotted-dashed line, units: mm)averaged at 86 stations in Guangdong Province from April to June 2019. (b) Mexican hat wavelet transform coefficient [solid (dashed) line represent positive (negative) value] and (c) global wavelet power spectrum (solid line) for daily mean precipitation. In Fig. a, the upper and lower horizontal dashed lines indicate one standard deviation of 7-30 d filtered precipitation. In Fig. b, the light (dark) shadings represent the regions with statistical significance at 0.1 (0.05) levels, based on the Monte-Carlo method; the cross-hatched regions at both ends indicate the areas with boundary effects. In Fig. c, the dashed line represents statistical significance at the 0.1 level, based on the Monte-Carlo method
圖2給出了2019年4月12~15日、5月23~26日、6月9~13日廣東連續(xù)暴雨過(guò)程累計(jì)雨量(單位:mm)分布。4月12~15日總降水量在100 mm以上的區(qū)域主要分布在以陽(yáng)江為中心的西南部及佛崗到河源一帶(圖2a),它們均是廣東三大暴雨中心,其中以陽(yáng)江為中心的西南部降水最大,遂溪—吳川—電白—陽(yáng)江—上川島較歷年同期偏多6.4~8.8倍(圖略);5月23~26日總降水量在100 mm以上的區(qū)域主要分布在以陽(yáng)江為中心的西南部一帶(圖2b),斗門—臺(tái)山—恩平—上川島—陽(yáng)江較歷年同期偏多2.5~9倍左右(圖略)。6月9~13日總降水量在200 mm以上的區(qū)域主要分布在以連縣—樂(lè)昌為中心的西北部偏北及以龍門—連平—和平—興寧為中心的東北部偏東(圖2c),它們較歷年同期偏多2.5~4.5倍左右(圖略)。因此,2019年4~5月的兩次連續(xù)暴雨中心均在以陽(yáng)江為中心的西南部,而6月的連續(xù)暴雨主要出現(xiàn)在西北部偏北—東北部偏東一帶。
圖2 2019年4~6月廣東3次連續(xù)暴雨過(guò)程累計(jì)雨量(單位:mm):(a)4月12~15日;(b)5月23~26日;(c)6月9~13日Fig. 2 The cumulative precipitation (units: mm) of three continuous rainstorms in Guangdong in April-June 2019: (a) 12-15 April; (b)23-26 May; (c) 9-13 June
為了弄清連續(xù)暴雨的性質(zhì),需要了解連續(xù)暴雨期間是否有冷空氣活動(dòng)。圖3給出了2019年4~6月陽(yáng)江逐日平均氣壓(p)、溫度(T)和絕對(duì)濕度(e)的變化。4月12~15日、6月9~13日連續(xù)暴雨期間,4月12日、14~15日與6月11日,陽(yáng)江單站p、T、e三要素的24 h變化存在明顯或弱的上升、下降、下降(即+Δp、-ΔT、-Δe)。對(duì)照表1,可知4月12日、14~15日、6月11日陽(yáng)江分別受中等偏強(qiáng)、微弱、弱冷空氣影響;而5月23~26日連續(xù)暴雨期間,陽(yáng)江單站P、T、e三要素的24 h變化只有在5月24日(25日)存在微弱的上升(下降)、下降(下降)、下降(下降),說(shuō)明連續(xù)暴雨期間不存在明顯的升壓、降溫、降濕,即無(wú)明顯冷空氣影響。因此可以認(rèn)為,5月23~26日為無(wú)明顯冷空氣影響的連續(xù)暖區(qū)暴雨,其余兩次(4月12~15日、6月9~13日)為有明顯冷空氣影響的連續(xù)暴雨。
圖3 2019年4~6月陽(yáng)江逐日平均氣壓(黑色線,單位:hPa)、溫度(紅色線,單位:°C)、絕度濕度(藍(lán)色線,單位:g kg-1)的變化Fig. 3 The evolutions of the daily pressure (black line, units: hPa), temperature (red line, units: °C), and absolute humidity (blue line, units: g kg-1) at Yangjiang from April to June 2019
謝炯光等(2006)的研究表明,一次連續(xù)暴雨過(guò)程只出現(xiàn)在一個(gè)區(qū)的可能性非常小,多數(shù)情況是幾個(gè)區(qū)分別出現(xiàn)。從連續(xù)暴雨期間逐日暴雨的落區(qū)分布(圖略)可知,2019年4月12~15日、5月23~26日的連續(xù)暴雨除4月15日主要出現(xiàn)在西北部和中部外,其余時(shí)間均主要出現(xiàn)在以陽(yáng)江為中心的西南部。由于這兩次連續(xù)暴雨對(duì)應(yīng)的強(qiáng)降水過(guò)程均具有準(zhǔn)23 d左右的周期振蕩,且ECMWF細(xì)網(wǎng)格(0.125°×0.125°)、NCEP_GFS(0.5°×0.5°)全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式在中短期預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)對(duì)發(fā)生在西南部的這兩次連續(xù)暴雨過(guò)程均存在明顯的漏報(bào)現(xiàn)象。那么,這兩場(chǎng)落區(qū)均在以陽(yáng)江為中心的西南部連續(xù)暴雨對(duì)應(yīng)的平均環(huán)流場(chǎng)有何特征?它們與6月主要出現(xiàn)在北部的連續(xù)暴雨有何不同?
圖4給出了2019年4~5月兩次發(fā)生在以陽(yáng)江為中心的西南部連續(xù)暴雨過(guò)程平均的500 hPa高度場(chǎng)、850 hPa風(fēng)場(chǎng)、925 hPa風(fēng)場(chǎng)疊加500 hPa垂直運(yùn)動(dòng)ω場(chǎng)及海平面氣壓場(chǎng)的分布。4月12~14日連續(xù)暴雨期間,500 hPa高度場(chǎng)上(圖4a),中高緯度呈二脊一槽型,歐洲與鄂霍次克海附近為高壓脊及明顯的正距平控制,烏拉爾山以東—貝加爾湖以北—東北亞—日本?!獤|海為極渦與南壓的東亞大槽及明顯的負(fù)距平控制;中低緯度亞洲—東亞沿海為一脊一槽型,巴爾喀什湖—亞洲大陸為西北—東南走向的高壓脊及明顯的正距平控制,東亞大槽位于日本及以南,槽底可達(dá)25°N附近。低緯度,西太平洋副熱帶高壓(簡(jiǎn)稱西太副高)北緣穩(wěn)定在南海北部—中南半島及其以西,584 dagpm線位于華南北部—臺(tái)灣中部一帶。這種連續(xù)暴雨的大尺度環(huán)流形勢(shì)與鮑名(2007)總結(jié)的華南型暴雨所需的冷空氣多來(lái)自于西高東低環(huán)流型的東亞深槽、西太副高穩(wěn)定維持是一致的。與謝炯光等(2006)總結(jié)的廣東連續(xù)暴雨對(duì)應(yīng)的中高緯度具有十分穩(wěn)定的“西阻”和“東阻”也是一致的。850 hPa風(fēng)場(chǎng)上(圖4b),30°~35°N附近的華中—華東為高壓環(huán)流控制,云南—貴州—廣西為氣旋性環(huán)流控制,廣東—江南為西太副高邊緣的偏南風(fēng)控制,偏南風(fēng)的大風(fēng)軸位于廣東—廣西交界處;925 hPa風(fēng)場(chǎng)和500 hPa垂直運(yùn)動(dòng)ω場(chǎng)上(圖4c),華東—江南為入海高壓環(huán)流控制,江南—華南為一致的從入海高壓南部回流的干冷偏東—東南風(fēng)控制,中南半島為從南海中南部轉(zhuǎn)向的偏南風(fēng)控制。從入海高壓南部回流的相對(duì)干冷的偏東—東南氣流與暖濕的偏南氣流在廣東西南部上空匯合,由于東南風(fēng)的大風(fēng)軸中心在陽(yáng)江,形成了以陽(yáng)江為東南風(fēng)大風(fēng)軸的輻合漸近線,并在廣東上空形成以西南部為中心的垂直運(yùn)動(dòng)上升區(qū),造成以陽(yáng)江為中心的連續(xù)暴雨的發(fā)生。地面上(圖4d),冷高壓中心在東海附近,廣東為入海高壓底部的高壓脊控制,等壓線呈西北—東南走向。林確略等(2015)也揭示了類似的回流暴雨環(huán)流形勢(shì)。他們還發(fā)現(xiàn),當(dāng)前汛期邊界層為東南風(fēng)時(shí),就會(huì)形成隨高度由東南風(fēng)順轉(zhuǎn)為西南風(fēng)的垂直結(jié)構(gòu),有利于對(duì)流有組織地發(fā)展。特別是當(dāng)邊界層?xùn)|南風(fēng)加大時(shí),高低層的垂直風(fēng)切變?cè)鰪?qiáng),水平螺旋度也增加,從而使暴雨增強(qiáng)。因此,由于中高緯度具有穩(wěn)定的“西阻”和“東阻”,使巴爾喀什湖—亞洲大陸的冷空氣源源不斷地從東海入海高壓的南部東移南下,造成低層以陽(yáng)江為中心相對(duì)干冷的強(qiáng)東南風(fēng)長(zhǎng)時(shí)間維持,并與來(lái)自南海中南部從中南半島轉(zhuǎn)向的暖濕偏南風(fēng)匯合,形成以陽(yáng)江為東南風(fēng)大風(fēng)軸中心的輻合漸近線,造成以陽(yáng)江為中心有明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨的發(fā)生。
圖4 2019年廣東西南部4月12~14日(左列)、5月23~26日(右列)兩次連續(xù)回流暴雨過(guò)程平均的(a、e)500 hPa高度場(chǎng)(黑色粗實(shí)線,單位:gpm)及其距平場(chǎng)(黑色細(xì)線,陰影區(qū)為負(fù)距平,單位:gpm),(b、f)850 hPa風(fēng)場(chǎng)(單位:m s-1),(c、g)925 hPa風(fēng)場(chǎng)(箭頭,單位:m s-1)、500 hPa垂直速度(實(shí)線表示正值,虛線和陰影表示負(fù)值,單位:hPa s-1),(d、h)海平面氣壓場(chǎng)(單位:hPa)Fig. 4 (a, e) The 500-hPa geopotential height (bold solid lines, units: gpm) and their anomalies (black thin lines, shadings represent negative anomalies, units: gpm), (b, f) 850-hPa wind (units: m s-1), (c, g) 925-hPa wind (arrows, units: m s-1) and 500-hPa vertical velocity (solid lines indicate positive values, dashed lines and shadings indicate negative values, units: hPa s-1), (d, h) sea level pressure (units: hPa) averaged in the two continuous backflow rainstorms in southwestern Guangdong on 12-14 April 2019 (left), 23-26 May 2019 (right)
5月23~26日連續(xù)暴雨期間,500 hPa高度場(chǎng)上(圖4e),60°N以北的高緯主要為極渦及其東擴(kuò)的環(huán)流控制,中緯度的環(huán)流相對(duì)平直,東亞大槽位于日本海及日本東南部,華西—華南地區(qū)為階梯槽控制,云貴高原附近為明顯的高原槽及明顯的負(fù)距平控制,華東—東海—黃海為高壓脊及明顯的正距平控制并形成高壓壩,對(duì)高原槽的移動(dòng)起到了阻擋作用,使其移動(dòng)緩慢,并使廣東長(zhǎng)時(shí)間處于高原槽前強(qiáng)盛的西南氣流控制;副高較弱,位于南海南部。這與陳翔翔等(2012)分析影響暖區(qū)暴雨的高空槽以高原槽為主一致。850 hPa風(fēng)場(chǎng)上(圖4f),東?!毡炯捌湟阅蠟槌龊W冃岳涓邏涵h(huán)流控制,華南—江南—華東為一致的來(lái)自孟加拉灣穿過(guò)中南半島的強(qiáng)盛西南風(fēng)控制,且西南風(fēng)的大風(fēng)軸中心也位于廣東西部,廣東西南部處于云南—貴州—廣西—北部灣氣旋性彎曲東側(cè)的西南風(fēng)大風(fēng)軸右側(cè)。925 hPa風(fēng)場(chǎng)和500 hPa垂直運(yùn)動(dòng)ω場(chǎng)上(圖4g),東?!毡炯捌湟阅先詾槌龊W冃缘睦涓邏涵h(huán)流控制,珠江口以西為來(lái)自孟加拉灣穿過(guò)中南半島的一致強(qiáng)盛偏南風(fēng)控制、且偏南風(fēng)的大風(fēng)軸中心位于以陽(yáng)江為中心的西南部,珠江口以東為出海變性冷高壓環(huán)流西南部的東南風(fēng)控制,它們?cè)谥榻诟浇纬奢椇蠞u近線,并在廣東西部—湖南—江西形成垂直運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈上升區(qū),造成以廣東西南部為中心連續(xù)暴雨的發(fā)生。地面上(圖4h),冷高壓中心在東?!毡灸喜坎⒔?jīng)福建沿海伸向廣東東部,使廣東中東部為出海的變性高壓脊控制,北部灣—西南地區(qū)為低壓槽控制。這種連續(xù)暴雨的中低層天氣系統(tǒng)配置與《廣東省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)》編寫組(2006)總結(jié)的暖區(qū)回流暴雨對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流場(chǎng)基本一致,與何立富等(2016)總結(jié)的邊界層輻合線型暖區(qū)暴雨也基本一致。因此,由于華西地區(qū)為階梯槽控制,云貴高原附近為明顯的高原槽控制,華東—東海—黃海高壓壩的穩(wěn)定維持,使廣東長(zhǎng)時(shí)間處于高原槽前西南氣流中,地面上處于東海出海高壓脊西南部及北部灣—西南低槽前,在925 hPa形成以陽(yáng)江為中心來(lái)自孟加拉灣的強(qiáng)偏南風(fēng)與珠江口以東來(lái)自東海出海變性高壓脊西南側(cè)東南風(fēng)的輻合漸近線,導(dǎo)致以陽(yáng)江為中心的西南部無(wú)明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨發(fā)生。
6月9~13日連續(xù)暴雨期間,500 hPa高度場(chǎng)上(圖5a),中高緯度呈穩(wěn)定的二脊二槽型,歐洲—烏拉爾山與30°N以北的我國(guó)大部分地區(qū)—貝加爾湖—東北亞均為穩(wěn)定的高壓脊及正距平控制,巴爾喀什湖以北為極渦與南壓的高空槽及負(fù)距平控制,黃海—東?!毡疽詵|洋面為槽底可達(dá)臺(tái)灣及其以東洋面的東亞大槽控制,即東亞大陸及其沿海維持穩(wěn)定的西高東低環(huán)流型,有利于冷空氣沿著華東—東海南下;低緯度,西太副高西脊點(diǎn)可達(dá)中南半島,華南沿海為副高邊緣的偏西氣流控制。850 hPa風(fēng)場(chǎng)(圖5b)與925 hPa風(fēng)場(chǎng)和500 hPa垂直運(yùn)動(dòng)ω場(chǎng)上(圖5c),華北—華中—黃海—長(zhǎng)江流域—江南為冷高壓環(huán)流控制,華南為一致的來(lái)自孟加拉灣穿過(guò)中南半島的強(qiáng)盛西南風(fēng)控制,它們與冷高壓環(huán)流底部的干冷偏東氣流相遇在廣東北部—江南,具有明顯的輻合上升運(yùn)動(dòng)(圖5c),利于形成鋒前西南風(fēng)急流暴雨或者冷鋒暴雨(《華南前汛期暴雨》編寫組,1986),造成以廣東北部為主的連續(xù)暴雨發(fā)生。地面上(圖5d),冷高壓位于東?!S?!毡疽员?,北部灣—華南—江南大部分地區(qū)為低壓槽控制,使冷空氣沿著華東—東海南下,與低壓槽前暖濕氣流在江南—廣東北部相遇,形成鋒前西南風(fēng)急流暴雨或者冷鋒暴雨。因此,由于東亞大陸及其沿海維持穩(wěn)定的西高東低環(huán)流型,東亞大槽槽底可達(dá)臺(tái)灣及其以東洋面,使冷空氣沿著華東—東海南下,它們與來(lái)自孟加拉灣穿過(guò)中南半島的強(qiáng)盛西南風(fēng)在江南—廣東北部形成明顯的冷暖對(duì)峙,形成鋒前西南風(fēng)急流暴雨或者冷鋒暴雨,造成以廣東北部為主的鋒面型連續(xù)暴雨發(fā)生。
圖5 同圖4a-d,但為2019年6月9~13日連續(xù)暴雨過(guò)程Fig. 5 As in Fig. 4a-d, but for continuous rainstorm on 9-13 June 2019
圖6給出了2019年4~6月廣東三次連續(xù)暴雨的925 hPa水汽通量矢量與散度。4月12~14日連續(xù)暴雨過(guò)程(圖6a),水汽主要來(lái)源于臺(tái)灣—菲律賓東面的熱帶西太平洋及熱帶西太平洋穿過(guò)菲律賓南部到達(dá)南海中北部轉(zhuǎn)向的水汽輸送,并在江南—廣東形成以廣東西部為中心的明顯水汽通量輻合;5月23~26日連續(xù)暴雨過(guò)程(圖6b),水汽除了來(lái)源于臺(tái)灣—菲律賓東面的熱帶西太平洋,還有來(lái)自105°E附近在中南半島南部轉(zhuǎn)向經(jīng)南海中北部到達(dá)及來(lái)自孟加拉灣經(jīng)中南半島轉(zhuǎn)向北上的兩條水汽輸送通道,它們?cè)陂L(zhǎng)江口—廣東西部形成明顯的水汽通量輻合;而6月9~13日的連續(xù)暴雨過(guò)程(圖6c),水汽主要來(lái)源于孟加拉灣穿過(guò)中南半島到達(dá)廣東的強(qiáng)西南風(fēng)水汽輸送通道,它們與來(lái)自東海的弱東風(fēng)在江南—華南北部形成明顯的水汽通量輻合,且輻合中心在25°N附近的華南北部。因此,上述2019年4~6月三次連續(xù)暴雨的水汽分別來(lái)源于臺(tái)灣—菲律賓東面的熱帶西太平洋和南海中北部,臺(tái)灣—菲律賓東面的熱帶西太平洋、南海中北部和孟加拉灣,以及孟加拉灣。這與林愛(ài)蘭等(2013)研究廣東前汛期持續(xù)性暴雨過(guò)程的主要水汽來(lái)源隨月份發(fā)生變化一致。
琚建華等(2007, 2008)的研究表明,夏季東亞季風(fēng)區(qū)大氣季節(jié)內(nèi)振蕩(ISO)的傳播分為經(jīng)向傳播和緯向傳播,其中經(jīng)向傳播主要表現(xiàn)為在30°N以南地區(qū)從赤道向北傳播和30°N以北地區(qū)向南傳播的特征,緯向傳播則是分別起源于印度季風(fēng)區(qū)的ISO東傳和起源于西太平洋海域的ISO西傳。那么,大氣季節(jié)內(nèi)振蕩的經(jīng)向和緯向傳播對(duì)2019年4~5月連續(xù)回流暴雨的影響如何?它們與2019年6月廣東北部鋒面型連續(xù)暴雨的低頻傳播特征有何不同?
對(duì)2019年4~6月925 hPa緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)及OLR分別進(jìn)行7~30 d的Lanczos濾波,并作它們沿110°~115°E平均的緯度—時(shí)間剖面圖(圖7)與20°~25°N平均的經(jīng)度—時(shí)間剖面圖(圖8)。
從圖7可見(jiàn),4月12~14日連續(xù)回流暴雨期間,對(duì)應(yīng)7~30 d低頻緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)、OLR的負(fù)值中心從35°~40°N附近的我國(guó)中部逐漸向南傳播到廣東并加強(qiáng)的過(guò)程,當(dāng)該中心向南加強(qiáng)傳播到廣東,并與從南海中北部向北傳的低頻緯向風(fēng)、OLR負(fù)值相遇,加強(qiáng)為強(qiáng)負(fù)值中心即強(qiáng)的低頻東北風(fēng)并伴有對(duì)流發(fā)展時(shí),正好對(duì)應(yīng)該次有冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨過(guò)程。
5月23~26日連續(xù)回流暴雨期間,對(duì)應(yīng)5月中旬后期低頻緯向風(fēng)的負(fù)值中心從35°N附近的我國(guó)中部逐漸向南傳播到廣東并加強(qiáng)的過(guò)程,但低頻經(jīng)向風(fēng)、OLR則分別主要對(duì)應(yīng)其正值、負(fù)值于5月下旬初從35°N附近逐漸向南并在江南加強(qiáng)傳播到廣東的過(guò)程,當(dāng)它們向南傳播到廣東并伴有對(duì)流發(fā)展時(shí),正好對(duì)應(yīng)該次無(wú)明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨過(guò)程。另外,5月下旬初,伴隨低頻經(jīng)向風(fēng)的向南傳播,低頻緯向風(fēng)的正值中心也向南傳播到26°N附近的江南,廣東對(duì)應(yīng)其底部負(fù)值的南傳,說(shuō)明連續(xù)回流暴雨期間主要對(duì)應(yīng)低頻東南風(fēng)從江南逐漸南傳到廣東的過(guò)程。
圖6 2019年4~6月廣東3次連續(xù)暴雨過(guò)程的925 hPa水汽通量(箭頭,單位:g s-1 hPa-1 cm-1)和水汽通量散度(實(shí)線表示正值,虛線和陰影表示負(fù)值,單位:10-6 g s-1 hPa-1 cm-2):(a)4月12~14日;(b)5月23~26日;(c)6月9~13日Fig. 6 925-hPa water vapor fluxes (arrows, units: g s-1 hPa-1 cm-1) and water vapor fluxes divergences (solid lines indicate positive values, dashed lines and shadings indicate negative values, units: 10-6 g s-1 hPa-1 cm-2) in the three continuous rainstorms in Guangdong in April-June 2019:(a) 12-14 April; (b) 23-26 May; (c) 9-13 June
6月9~13日連續(xù)暴雨期間,主要對(duì)應(yīng)6月上旬初低頻緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)的正值中心及OLR的負(fù)值從35°N附近的我國(guó)中部逐漸向南傳播到廣東并加強(qiáng)的過(guò)程。這與以往的研究(琚建華等, 2007,2008; 谷德軍和紀(jì)忠萍, 2011)得到的“強(qiáng)降水過(guò)程多與緯向風(fēng)的正值中心相對(duì)應(yīng)、而降水過(guò)程的間歇期多與緯向風(fēng)的負(fù)值中心相對(duì)應(yīng)”一致,但與4~5月兩次連續(xù)回流暴雨與緯向風(fēng)的負(fù)值中心即強(qiáng)東風(fēng)距平對(duì)應(yīng)有明顯的不同。從上面的分析可知,導(dǎo)致這種相反變化的原因與這兩次連續(xù)暴雨由強(qiáng)東風(fēng)回流所造成有關(guān)。
從圖8可見(jiàn),4月12~14日連續(xù)回流暴雨期間,在110°~140°E的低頻緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)、OLR均存在一個(gè)明顯的負(fù)值中心,低頻經(jīng)向風(fēng)于4月上旬末從140°E附近的西太平洋負(fù)值中心逐漸西傳到廣東并加強(qiáng),并與本地加強(qiáng)的低頻緯向風(fēng)、OLR的負(fù)值中心相遇,形成強(qiáng)的低頻東北風(fēng)距平,導(dǎo)致該次連續(xù)暴雨過(guò)程。而在5月23~26日連續(xù)暴雨期間,在110°~120°E的低頻緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)、OLR分別存在一個(gè)明顯的負(fù)、正、負(fù)值區(qū),對(duì)應(yīng)5月中旬末低頻緯向風(fēng)、經(jīng)向風(fēng)從80°~90°E的印度季風(fēng)槽區(qū)經(jīng)青藏高原南側(cè)逐漸向東傳到廣東且經(jīng)向風(fēng)的正值存在明顯加強(qiáng)的過(guò)程,并與5月下旬初從105°E附近加強(qiáng)東傳的OLR負(fù)值相遇,導(dǎo)致該次連續(xù)暴雨過(guò)程。造成這兩次連續(xù)暴雨經(jīng)向傳播不同的原因,可能與它們分別發(fā)生在南海季風(fēng)爆發(fā)(5月5日)前、后有關(guān)。從圖4中的850 hPa風(fēng)(圖4b、f)、925 hPa風(fēng)場(chǎng)(圖4c、g)可見(jiàn),4月12~14日連續(xù)暴雨期間,孟加拉灣中北部為反氣旋環(huán)流控制,20°~25°N的青藏高原南部為弱的西南風(fēng)—西北風(fēng)且只能傳播到102.5°~105°E的云南附近,未能傳播到廣東;而5月23~26日連續(xù)暴雨期間,孟加拉灣中北部為一致的強(qiáng)盛西南季風(fēng)控制,20°~25°N的青藏高原南部為西南—偏西風(fēng)控制,來(lái)自孟加拉灣的強(qiáng)盛西南季風(fēng)穿過(guò)中南半島并在北部灣—廣東西南部轉(zhuǎn)向?yàn)槠巷L(fēng),它們對(duì)應(yīng)經(jīng)向風(fēng)即偏南風(fēng)的加強(qiáng)東傳。
圖7 2019年4~6月110°~115°E平均的925 hPa低頻(7~30 d)(a)緯向風(fēng)(單位:m s-1)、(b)經(jīng)向風(fēng)(單位:m s-1)、(c)OLR(單位:W m-2)的緯度—時(shí)間剖面。紅色箭頭表示低頻波的傳播方向,兩條紅色線之間的區(qū)域表示廣東所在的緯度范圍。圖a、b中,陰影表示正值;圖c中,陰影表示負(fù)值Fig. 7 Latitude-time cross sections of the low-frequency (7-30 d) (a) zonal wind (units: m s-1), (b) meridional wind (units: m s-1), and (c) OLR(outgoing longwave radiation, units: W m-2) at 925 hPa averaged over 110°-115°E from April to June 2019. The red arrows mean propagating direction of low-frequency wave, areas in the two red horizontal lines represent the latitude range where Guangdong Province. In Figs. a, b, shadings represent positive values; in Fig. c, shadings represent negative values
另外,6月9~13日連續(xù)暴雨期間,在110°~115°E的低頻緯向風(fēng)與經(jīng)向風(fēng)、OLR分別存在明顯的正值區(qū)、負(fù)值區(qū),低頻緯向風(fēng)與經(jīng)向風(fēng)主要從105°E附近的中南半島北部東傳到廣東,而OLR則無(wú)明顯的傳播特征。
為了更清楚地了解季節(jié)內(nèi)振蕩的經(jīng)向與緯向傳播對(duì)廣東4~5月連續(xù)回流暴雨過(guò)程及6月連續(xù)暴雨的影響,圖9~11分別給出了2019年4月7~14日、5月21~26日、6月1~13日的925 hPa低頻水平風(fēng)場(chǎng)的演變。
圖8 2019年4~6月20°~25°N平均的925 hPa低頻(7~30 d)(a)緯向風(fēng)(單位:m s-1)、(b)經(jīng)向風(fēng)(單位:m s-1)、(c)OLR(單位:W m-2)的經(jīng)度—時(shí)間剖面。紅色箭頭表示低頻波的傳播方向,兩條紅色線之間的區(qū)域表示廣東所在的經(jīng)度范圍。圖a、b中,陰影表示正值;圖c中,陰影表示負(fù)值Fig. 8 Longitude-time cross sections of the low-frequency (7-30 d) (a) zonal wind (units: m s-1), (b) meridional wind (units: m s-1), and (c) OLR(units: W m-2) at 925 hPa averaged over 20°-25°N from April to June 2019. The red arrows mean propagating direction of low-frequency wave, areas in the two red horizontal lines represent the latitude range where Guangdong Province. In Figs. a, b, shadings represent positive values; in Fig. c,shadings represent negative values
從圖9可見(jiàn),4月7日到10日(圖9a、b),位于35°~40°N附近我國(guó)華北—華中的低頻東北風(fēng)逐漸東移南壓到長(zhǎng)江流域,(20°~25°N、140°E)附近及其以東的西太平洋由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)控制;低緯度,位于南海西北部海面的反氣旋式環(huán)流中心逐漸東北移到臺(tái)灣東南部海面,使華南由反氣旋北側(cè)的偏西風(fēng)轉(zhuǎn)為反氣旋西部邊緣的弱西南風(fēng)控制,降水偏少。另外,在赤道以北、135°E以東的熱帶西太平洋、菲律賓南部及其以東的熱帶西太平洋存在低頻反氣旋、氣旋波列逐漸西北移,使南海中南部逐漸轉(zhuǎn)為氣旋性環(huán)流控制,氣旋性環(huán)流北側(cè)的偏東風(fēng)也逐漸北抬到南海中部。4月12日到14日(圖9c、d),隨著華北低頻反氣旋的東移南壓,低頻反氣旋南側(cè)的東北風(fēng)也從江淮流域逐漸加強(qiáng)東移南壓到華南及其沿海,(20°~25°N、140°E)附近的西太平洋轉(zhuǎn)為東北風(fēng)控制且逐漸加強(qiáng)西傳,并在南海北部轉(zhuǎn)為偏東—東北風(fēng),到達(dá)珠江口及其以西沿海,同時(shí)低緯度熱帶西太平洋的低頻反氣旋繼續(xù)西北移,南海中部的低頻氣旋則向北—東北移,使南海中部低頻氣旋環(huán)流北側(cè)的偏東氣流繼續(xù)北抬到達(dá)南海北部。因此,來(lái)自我國(guó)中部低頻反氣旋南側(cè)的低頻干冷東北風(fēng)逐漸加強(qiáng)南傳,與來(lái)自140°E附近的西太平洋西傳并加強(qiáng)到達(dá)廣東西南部的低頻偏東—東北風(fēng)相遇,并與南海中北部逐漸北抬的低頻氣旋北側(cè)暖濕的偏東風(fēng)匯合,導(dǎo)致4月12~14日以陽(yáng)江為中心的廣東西南部有明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨發(fā)生。
圖9 2019年4月(a)7日、(b)10日、(c)12日、(d)14日的925 hPa低頻水平風(fēng)場(chǎng)(單位:m s-1)Fig. 9 Low frequency horizontal wind (units: m s-1) at 925 hPa on (a) 7 April, (b) 10 April, (c) 12 April, and (d) 14 April 2019
從圖10可見(jiàn),5月21~23日(圖10a、b),隨著中緯度的低頻反氣旋中心逐漸東移到東海,江南逐漸轉(zhuǎn)為低頻東南風(fēng)控制,廣東由強(qiáng)東北風(fēng)轉(zhuǎn)為來(lái)自東海低頻反氣旋西南側(cè)的東北—東風(fēng)回流控制,連續(xù)回流暴雨開(kāi)始。另外,80°~90°E的孟加拉灣中北部也由偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)。5月25~26日(圖10c、d),隨著東海低頻反氣旋繼續(xù)東移到日本以南海域,來(lái)自東海低頻反氣旋西南側(cè)的東南風(fēng)從江南逐漸加強(qiáng)南壓到廣東,使廣東東部與珠江口以西轉(zhuǎn)為東南風(fēng)控制,同時(shí)來(lái)自孟加拉灣中北部的西南風(fēng)也不斷東傳并在中南半島中北部轉(zhuǎn)向?yàn)槠巷L(fēng)到達(dá)廣西—廣東西南部,并在北部灣—廣東西部—廣西—貴州形成明顯的氣旋性環(huán)流,使以陽(yáng)江為中心的廣東西南部處于氣旋性環(huán)流東南側(cè)的偏南風(fēng)與從東海出海反氣旋西南側(cè)回流東南風(fēng)的交匯處,導(dǎo)致以陽(yáng)江為中心的西南部連續(xù)回流暴雨的維持。因此,來(lái)自我國(guó)中部從東海東移出海的低頻反氣旋西南側(cè)的東南風(fēng),從江南逐漸加強(qiáng)南壓控制廣東東部與珠江口以西,與來(lái)自孟加拉灣中北部不斷東傳轉(zhuǎn)向到達(dá)陽(yáng)江的偏南風(fēng)相遇,導(dǎo)致5月23~26日以廣東陽(yáng)江為中心的西南部無(wú)明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨發(fā)生。
圖10 2019年5月(a)21日、(b)23日、(c)25日、(d)5月26日的925 hPa低頻水平風(fēng)場(chǎng)(單位:m s-1)Fig. 10 Low frequency horizontal wind (units: m s-1) at 925 hPa on (a) 21 May, (b) 23 May, (c) 25 May, and (d) 26 May 2019
從圖11可見(jiàn),6月1~7日(圖11a-c),隨著黃海—日本的低頻反氣旋逐漸東移,江淮低頻氣旋發(fā)展并逐漸東移出海,江南—華南逐漸轉(zhuǎn)為加強(qiáng)西伸并南壓的西太平洋低頻反氣旋外圍的西南風(fēng)控制,低頻西南風(fēng)也從35°~40°N的我國(guó)華北—華中逐漸加強(qiáng)南壓到江南—華南,降水逐漸減少。低緯度,南海南部的低頻氣旋(圖11a)逐漸西北移控制中南半島南部(圖11c),130°~140°E附近的赤道以北出現(xiàn)低頻反氣旋(圖11c);6月9日(圖11d),低頻反氣旋控制我國(guó)華北—華中—江南,來(lái)自西太平洋低頻反氣旋外圍逐漸南壓的西南風(fēng),與來(lái)自南海南部加強(qiáng)西伸的低頻反氣旋西緣經(jīng)孟加拉灣—中南半島—南海北部北傳轉(zhuǎn)向的西南風(fēng)匯合,并與來(lái)自中緯度低頻反氣旋的干冷東北風(fēng)交匯在江南,使廣東北部開(kāi)始出現(xiàn)暴雨。6月11~13日(圖11e、f),我國(guó)華北—華中的低頻反氣旋逐漸東移到渤海,低頻反氣旋西南部的干冷東北風(fēng)逐漸南壓到南海北部,它們與來(lái)自南海南部低頻反氣旋西緣經(jīng)孟加拉灣轉(zhuǎn)向到達(dá)南海的西南風(fēng)相遇在南海北部,并在江南—廣東—南海北部—臺(tái)灣以東的西太平洋形成明顯的低頻氣旋性環(huán)流,導(dǎo)致連續(xù)暴雨的持續(xù)。
圖11 2019年6月(a)1日、(b)4日、(c)7日、(d)9日、(e)11日、(f)13日的925 hPa低頻水平風(fēng)場(chǎng)(單位:m s-1)Fig. 11 Low frequency horizontal wind (units: m s-1) at 925 hPa on (a) 1 June, (b) 4 June, (c) 7 June, (d) 9 June, (e) 11 June, and (f) 13 June 2019
因此,從上面的分析可見(jiàn),來(lái)自華中(東海東移出海)低頻反氣旋南側(cè)(西南側(cè))逐漸加強(qiáng)南傳的低頻東北風(fēng)(東南風(fēng))與從140°E附近的西太平洋西傳(從80°~90°E的孟加拉灣東傳)到廣東并加強(qiáng)的低頻北風(fēng)(南風(fēng))匯合在廣東西南部,并有(無(wú))與從南海中北部北傳的低頻氣旋北側(cè)暖濕的低頻東風(fēng)相遇,導(dǎo)致4月12~14日(5月23~26日)有(無(wú))明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨發(fā)生。而來(lái)自我國(guó)中部、孟加拉灣分別逐漸加強(qiáng)向南、向東傳播到達(dá)廣東的低頻西南風(fēng),與來(lái)自中緯度低頻反氣旋外圍的干冷東北風(fēng)交匯在江南或南海北部,導(dǎo)致廣東北部6月9~13日鋒面型連續(xù)暴雨的發(fā)生。
通過(guò)對(duì)2019年4~6月廣東前汛期降水及其季節(jié)內(nèi)振蕩特征進(jìn)行分析,并對(duì)季風(fēng)爆發(fā)前后4~5月兩次連續(xù)回流暴雨及6月鋒面型連續(xù)暴雨期間的冷空氣活動(dòng)、平均環(huán)流場(chǎng)、低頻傳播與低層低頻風(fēng)場(chǎng)演變特征進(jìn)行了對(duì)比分析,可得到如下結(jié)論:
(1)2019年4月12~15日、5月23~26日、6月9~13日出現(xiàn)了連續(xù)3 d以上的連續(xù)暴雨,其中4~5月兩次連續(xù)暴雨的中心均在以陽(yáng)江為中心的廣東西南部,而6月的連續(xù)暴雨主要出現(xiàn)在廣東西北部偏北—東北部偏東一帶。除5月23~26日為無(wú)明顯冷空氣影響造成的暖區(qū)連續(xù)暴雨,其余兩次(4月12~15日、6月9~13日)連續(xù)暴雨均為有明顯冷空氣影響所造成。4~5月兩次連續(xù)暴雨均與準(zhǔn)23 d周期振蕩對(duì)應(yīng),它們與前汛期的主要周期振蕩一致。
(2)4~5月發(fā)生在南海季風(fēng)爆發(fā)前后,以陽(yáng)江為中心的西南部?jī)纱芜B續(xù)暴雨分別為有、無(wú)明顯冷空氣影響所造成的回流暴雨,它們對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流場(chǎng)具有明顯的不同,與6月主要出現(xiàn)在北部的鋒面型連續(xù)暴雨也有明顯的不同:4月12~14日連續(xù)回流暴雨期間,由于500 hPa中高緯度具有穩(wěn)定的“西阻”和“東阻”,使巴爾喀什湖—亞洲大陸的冷空氣源源不斷地從東海入海高壓的南部東移南下,造成925 hPa以陽(yáng)江為中心相對(duì)干冷的強(qiáng)東南風(fēng)長(zhǎng)時(shí)間維持,并與來(lái)自南海中南部從中南半島轉(zhuǎn)向的暖濕偏南風(fēng)匯合,形成以陽(yáng)江為東南風(fēng)大風(fēng)軸中心的輻合漸近線,造成以陽(yáng)江為中心有明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨的發(fā)生。而5月23~26日連續(xù)回流暴雨期間,由于500 hPa華西地區(qū)為階梯槽控制,云貴高原附近為明顯的高原槽控制,華東—東?!S海高壓壩的穩(wěn)定維持,使廣東長(zhǎng)時(shí)間處于高原槽前西南氣流中。地面上處于東海出海高壓脊西南部及北部灣—西南低槽前,925 hPa形成以陽(yáng)江為中心來(lái)自孟加拉灣的強(qiáng)偏南風(fēng)與珠江口以東來(lái)自東海出海變性高壓脊西南側(cè)東南風(fēng)的輻合漸近線,導(dǎo)致以陽(yáng)江為中心的西南部無(wú)明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨發(fā)生。6月9~13日,由于東亞大陸及其沿海維持穩(wěn)定的西高東低環(huán)流型,東亞大槽槽底可達(dá)臺(tái)灣及其以東洋面,使冷空氣沿著華東—東海南下,它們與來(lái)自孟加拉灣穿過(guò)中南半島的強(qiáng)盛西南風(fēng)相遇在江南—廣東北部,造成以廣東北部為主的鋒面型連續(xù)暴雨發(fā)生。
(3)4~5月以陽(yáng)江為中心的廣東西南部?jī)纱芜B續(xù)回流暴雨與6月主要出現(xiàn)在廣東北部的鋒面型連續(xù)暴雨的低頻傳播特征也有明顯的不同:來(lái)自我國(guó)中部(東海東移出海)低頻反氣旋南側(cè)(西南側(cè))逐漸加強(qiáng)南傳的低頻東北風(fēng)(東南風(fēng))與從140°E附近的西太平洋西傳(從80°~90°E的孟加拉灣東傳)到廣東并加強(qiáng)的低頻北風(fēng)(南風(fēng))匯合在廣東西南部,并有(無(wú))與從南海中北部北傳的低頻氣旋北側(cè)的低頻東風(fēng)相遇,導(dǎo)致4月12~14日(5月23~26日)有(無(wú))明顯冷空氣影響的連續(xù)回流暴雨發(fā)生。而來(lái)自我國(guó)中部、孟加拉灣分別逐漸加強(qiáng)向南、向東傳播到達(dá)廣東的低頻西南風(fēng),與來(lái)自中緯度低頻反氣旋外圍的干冷東北風(fēng)交匯在江南或南海北部,導(dǎo)致廣東北部6月9~13日鋒面型連續(xù)暴雨的發(fā)生。