2023年5月21-22日永州一次强降水过程复盘分析

2023年5月21-22日永州一次强降水过程复盘分析

罗海英1    刘沈2 蒋雅婷2刘芳颖3 周娟4

1.道县气象局  湖南 道县 425300；2.永州市气象局  湖南 永州 425000；3.零陵气象局  湖南 零陵 425100；4.祁阳市气象局  湖南 祁阳 426100；

摘要：2023年5月21日至22日永州市中南部出现暴雨，局地大暴雨，是2023年入汛以来主要的一次较强降水过程。本文通过分析此次暴雨的机制，发现从形势场看，都有明显的汛期暴雨特点，但是受模式的预报偏差以及地形影响，预报的暴雨落区和强度有误差，通过本文对此次过程进行分析，以期对今后永州市的暴雨预报提供参考。

关键词：暴雨；切变线；西南急流；地面风场；副热带高压

引言

暴雨天气具有突发性、频发性和持续性的特点，往往导致严重的洪涝灾害，危及人民的生命财产安全［1-5］。湖南地处长江中游与南岭之间，属亚热带季风性湿润气候区，地形复杂，永州市位于湖南省南部，三面环山、向东北开口的马蹄形盆地的南缘，境内地貌复杂多样，河川溪涧纵横交错，山岗盆地相间分布，受季风性气候和特殊地形的叠加作用，暴雨过程在永州地区频繁发生，并带来城市内涝、山洪泥石流等灾害，严重影响农业生产、社会经济以及人民生命财产安全，并造成严重的国民经济损失［6-8］。本文利用常规观测资料,对2023年5月21日至22日永州市中南部暴雨，局地大暴雨天气过程进行了分析，旨在反思预报偏差，总结预报经验，对今后永州市的暴雨预报提供参考。

1 天气实况

2023年5月21日20时-22日20时受中低空切变线以及地面冷空气影响，永州市北部普降小到中雨，局地大雨；永州市中南部普降大雨，局部暴雨、局地大暴雨。根据永州市中小尺度监测网监测，累计降雨量≥100mm的站点有12站次，50～99.9mm的有91站，25～49.9mm的有101站。大暴雨站点集中分布在江永县（11站次），占大暴雨总数的91.7%。暴雨区主要集中在新田、宁远、道县、江永。

本次强降水过程21日20时-22日08时，暴雨落区主要集中在新田县，12小时内≥50mm站点有68站次，新田县26站次，占比38.2%。22日白天时段，中北部降水趋于结束，以小雨为主。强降水主要集中在江永、江华两地。12小时内≥50mm站点有17站次，江永县11站次，占比64.7%。局地性强、小时雨强大。整个降水过程最大小时雨强68.7mm，出现在江永上木源电站。小时雨强≥50mm的站点9站，江永县出现6站，占比66.7%。

本次过程因受地面冷空气影响，永州市北部大部分县市区出现偏北大风，最大风速双牌站20.4m/s，祁阳站20.2m/s。中南部在强降水过程中出现雷雨大风。

2 预报偏差与可预报性分析

2.1 预报偏差

2.1.1 预报与实况对比

考虑到21日晚间开始，中低层切变南压以及地面弱冷空气南下，结合各家模式，永州市21日08时起报2120-2208时段降水为北部暴雨，中部大雨，南部小雨；21日20时起报2120-2208时段降水为大部分地区大雨，南部中雨。对比降水实况分布图，北部暴雨落区出现空报，中部大雨落区基本正确，新田暴雨出现漏报。总体而言，北部量级预测偏大，南部量级预测偏小。

    对于22日白天降水，对于永州市南部江永、江华县区出现预测量级偏小情况，且江永地区的区域性暴雨出现漏报。

2.1.2 各家模式对比

    从各家模式21日08时起报2120-2208时降水情况来看，CMA预测暴雨落区偏北，集中在湘中怀化、邵阳、衡阳一带；EC在量级上偏小，预测大范围大雨，只在永州东安县预测了暴雨点；中尺度广东模式与MESO基本一致，暴雨落区略偏南，并在永州冷水滩、祁阳预测暴雨；中尺度上海模式暴雨落区相对表现较好，与实况最为接近，预测双牌、新田等地有暴雨。由此可见各家模式对比本轮永州市地区南部暴雨、大暴雨天气均有不同程度漏报，总体预测暴雨落区偏北。故而永州市本地预报订正也出现北部空报、南部漏报情况。

    各家模式对于22日白天时段永州市江永、江华的强降水均有漏报，中尺度广东、上海模式在量级上最为接近，虽对江永县暴雨有所漏报，但江永、江华的大雨预测基本准确。由此可见，对于永州市局地较强降水，中尺度华南、华东模式具有明显优势，可以多做参考。

2.1.3 省级指导预报

省气象台21日08时、20时起报预报产品中，均对永州市范围内暴雨有所漏报，对永州市北部降水预测量级偏大， 20时起报雨量对永州市南部把握较好，大雨范围基本与实况一致。

2.2 可预报性分析

2.2.1 高度场分析

强降水过程期间500hPa环流相对平直，无明显南支槽东移，可见高层动力条件较差。21日08时后，588线逐渐北抬，由两广沿海北抬至永州南部；21日20时后，受切变南压影响，588线南落至两广沿海，22日稳定少动，且有略北抬趋势，并未出现明显南落。永州台分析，22日白天永州江永、江华仍出现了大范围大雨、局地暴雨、大暴雨量级降水，副高稳定少动的加持作用必不可少。因副高的阻挡，本应快速南下的降雨系统在南岭附近停滞，且处副高边缘，为降水提供了必要的动力、水汽条件，故而造成了永州南部较强降水。

两家模式EC以及CMA对于21、22日高度场的预测基本与实况一致，无明显差异。相对于CMA，EC偏差更小，更接近实况。

2.2.2 风场分析

700hPa在湘南及两广范围内以西南急流为主，风速在16m/s左右，22日08时开始，风速略有减小，在12～14m/s之间，总体仍以西南风为主。从两家模式的对比可以看出，EC、CMA在两个时段的预测均出现了风速小于实况的偏差情况，且对22日08时的风场预报出现风向偏差。实况中22日08时，南岭附近仍以西南急流为主，且风速仍在14m/s左右，EC以及CMA预测场表现出偏西风，且风速在10m/s 左右。模式对于风场上风向、风速的预测偏差导致22日白天的降水预测出现了明显漏报情况。

    850hPa风场切变南压速度较慢，由湘中位置南移到永州市北部一带，且风速在12m/s左右，西南急流在21～22日维持，无明显减弱趋势。EC模式较实况出现切变位置明显偏南情况，CMA位置偏差略小于EC，但总体仍然偏南于实况。风速方面，EC基本与实况一致，CMA预测风速明显小于实况，尤其22日08时时段，风速偏小了4m/s左右。进而各家模式对于21日晚间降水出现暴雨区偏北，22日白天永州市南部暴雨漏报情况。

2.2.3 地面气压场分析

21日白天，永州地区受暖低压及其倒槽控制，冷空气南压缓慢，整体处在暖区内。21日23时，冷空气开始影响永州，22日08时，冷空气控制永州大部分地区。21日白天，永州市最高气温达33～34℃，能量得到累积。EC预报地面气压场的密集程度与实况基本一致，1010hPa较实况偏南。

地面风场预报与实况对比

左1、2图：EC（21日08时起报） 右图：CMA（21日08时起报）（黑色：实况；红色：EC；橘色：CMA）

对比分析地面风场预报与实况，EC模式21日08时起报10米风场自21日23时开始永州市北部开始转北风，实况转北风时间在22日02时，EC模式风场转变提前3小时左右。在风力方面，实况中北风偏强，平均风速在10～12m/s，22日02时左右，永州市北部出现了大范围大风天气，最大风速双牌站20.4m/s，祁阳站20.2m/s，而模式对于风速的预测明显偏小，EC、CMA预测的风速值多在6～8m/s之间。模式对于风速的预测偏差，导致预计的暴雨落区明显偏北于实况降水，故而永州台分析，实况风速远远强于各家模式预测数值，导致暴雨区在北部难以稳定维持，在强北风的作用下，暴雨区出现了明显南落的情况。

3 经验总结

（1）此次过程预测量级偏小，暴雨区出现明显北部空报、中南部漏报情况。各家模式均有不同程度漏报。在局地性强降水预测上，中尺度上海模式相对有较好体现。

（2）对于22日白天永州江永、江华仍出现了大范围大雨、局地暴雨、大暴雨量级降水，副高稳定少动的加持作用必不可少。因副高的阻挡，本应快速南下的降雨系统在南岭附近停滞，且处副高边缘，为降水提供了必要的动力、水汽条件，故而造成了永州南部较强降水。

（3）引导气流实况比预报偏北风量更大，导致冷式切变南下速度比预报更快，进而出现了中南部降雨量偏大的情况。

（4）根据以往经验，春末夏初永州市降水多以强对流性降水为主，局地性较强，经常会出现实况与模式出现较大偏差情况，追其主要原因是因为永州市北部地势略平坦、中南部山区较多，地形对于降水的加持作用更明显，故而在对流性降水中，要多关注山区的局地性强降水。

参考文献

[1]张超,罗伯良,彭莉莉等.湖南6月区域持续性暴雨的强信号及预报概念模型[J].暴雨灾害,2021,40(01):37-43.

[2]刘红武,尹忠海,杨令等.湖南一次暖区极端特大暴雨多尺度特征分析[J].中低纬山地气象,2019,43(05):7-15.

[3]唐佳,叶成志,唐明晖等.弱天气尺度背景下湖南两次暖区暴雨对比分析[J].高原气象,2021,40(04):815-828.

[4]胡燕,刘红武,曾钰婷等.湖南两次不同类型致灾暴雨水汽特征分析[J].灾害学,2022,37(03):93-98+111.

[5]兰明才,周莉,蒋帅等.副热带高压控制下湖南两次短时暴雨发生及系统维持机制对比分析[J].气象科技,2022,50(04):512-525.DOI:10.19517/j.1671-6345.20210385.

[6]刘红武,胡燕,苏涛等.2019年主汛期湖南两次致灾暴雨过程对比分析[J].高原气象,2021,40(05):1101-1114.

[7]刘红武,胡燕,张海等.2020年“6.9”湖南致灾暴雨预报偏差及成因分析[J].灾害学,2022,37(02):117-124+155.

[8]胡燕,刘红武,蔡荣辉等.低涡影响下湖南一次致洪极端暴雨过程成因分析[J].高原山地气象研究,2022,42(04):67-74.