驻马店市一次严重的秋季连阴雨天气过程分析

王静 陈建杰 靳婷

（驻马店市气象局  河南  驻马店 463000）

摘要

驻马店市于2017年8月28日-10月18日，特别是9月23日--10月18日出现了自1961年以来最严重的连阴雨天气，其降雨日数之多、累计雨量之大，日照时数之少均突破历史极值。本次连阴雨天气自8月底开始，由于此时秋作物正处于灌浆中后期，对作物最终产量有一定的不利影响。此外，连阴雨天气还增加了机收难度并降低作物品质，并导致田间过湿或渍涝，整地困难增加，小麦播种期向后推迟严重。本次连阴雨天气是由于强盛的乌拉尔山阻塞高压和偏强的副热带高压的共同影响，副高西北部边缘的西南气流携带来自孟加拉湾的暖湿气流，与阻高东北侧南下的低层冷空气相互叠加形成了严重的连阴雨天气。本文对此次严重连阴雨的分析为今后的预报和服务提供一定的借鉴意义。

Abstract

The most severe rain from August 28 to October 18 in 2017, especially September 23 to October 18, had happended in Zhumadian since 1961, with the number of rain days, the amount of accumulated rainfall, and the sunshine hours breaking the historical extremes. The continuous rain started at the end of August and that time is in the middle and late stages of autumn crops grouting, which had a certain negative impact on the production. In addition, the rainy weather had increased the difficulty of harvesting and reducing the quality of crops. Besides, due to excessive humidity or soiling in the fields, land preparation was so hard that wheat planting had been seriously delayed. The continuous rain was caused by the Ural Mountains blocking high and the subtropical high, which is stronger than the normal years. The southwestern wind at the northwestern edge of the subtropical high brought warm and moist air from the Bay of Bengal, overlapping with the south low-level cold air from northeast of the blocking high, which lead to the severe rainy weather. The article analyzed and summarized this severe continuous rain and provided useful experience for future forecast and services.

关键词：秋季 连阴雨 阻塞高压 暖湿气流 冷空气

Keywords: autumn, continuous rain, blocked high, warm moist air, cold air

引  言

秋季连阴雨特别是发生秋收期间的连阴雨，对夏秋作物的产量和品质影响极大，各地对秋季连阴雨的分析也比较注重，连阴雨一般出现在长波调整期间，阻塞高压稳定维持是连阴雨发生的一个明显的环流形势特征。王记芳等^[1]总结了近50年的河南省连阴雨灾害的气候特点；孔海江等^[2]分析2009年秋季连阴雨过程结果表明200 hPa高空急流的出现并且维持,南亚高压的偏东偏北,副热带高压的偏西略偏北,以及边界层的东北风(或偏东风),是造成此次长连阴雨天气的主要影响因素；张景珍等^[3]、张泽铭等^[4]等分别分析一次秋季连阴雨过程是欧亚高压偏强和副热带高压偏西偏北的形势下产生的；彭云峰等^[5]分析2005年秋季连阴雨是欧亚阻塞高压和北方大低涡同时存在而产生；李辉等^[6]总结了周口市秋季连阴雨的天气气候特征中指出，秋季连阴雨是中高纬度西风带系统和中低纬度副热带系统共同作用形成的。谢亦峰^[7]对安徽一次连阴雨分析发现连阴雨雪发生在超长波大气环流调整期间，并分别提出水汽、动力、热力条件指标；王静等^[8].[9]对驻马店市盛夏一次暴雨过程、一次台风低压倒槽和切变线影响的暴雨过程分析，并总结出预报经验指标。2017年秋季发生在驻马店市的严重的连阴雨天气过程连续时间长、降雨量大，其中包含一个暴雨日。

1. 2017年秋季连阴雨过程特征

1.1 累计降雨量大

图1  2017年9月23日-10月18日累计雨量  图2  2017年8月28日-10月18日逐日降水量

Fig. 1 Cumulative rainfall from September 23 to October 18, 2017

Fig. 2 Daily precipitation from August 28 to October 18, 2017

2017年入秋以后，河南省及周边陕西、山西、湖北、安徽、江苏等地持续阴雨，特别是9月23日至10月18日出现严重的连阴雨。2017年9月23日—10月18日自动站最大为信阳的鸡公山站420.5mm。2017年9月23日～10月18日，驻马店市平均降水300.7毫米，较常年同期偏多359%。为1961年来同期累计雨量最大值。其中10月4日达到暴雨量级，日降雨量60.3mm，为入秋以后日雨量最大。

1.2 持续时间长，降雨日数同期最多

图3 1961-2017年逐年9月23日-10月18日降雨日数直方图（驻马店站）

Fig. 3 The histogram of the number of rainfall days from September 23 to October 18 in each year since 1961 to 2017 (Zhumadian Station)

2017年9月23日至10月18日26天中，有21天雨日，较常年同期（8天）偏多1.63倍。达到1961年来同期最多值。

1.3日照时数同期最少

图4 1961～2017年9月23日～10月18日平均日照时数历年变化曲线（小时）

Fig. 4 Average annual sunshine hours change curve from September 23 to October 18 in each year since 1961 to 2017(hours)

2017年9月23日～10月18日平均日照时数只有10小时，为1961年以来同期最小值。

2. 灾情分析

驻马店市秋作物一般8月上旬开始灌浆，9月中旬成熟，全市夏玉米9月中旬相继成熟，本次连阴雨天气从8月底开始，此时秋作物处于灌浆中后期，对最终产量形成有一定不利影响。此外，连阴雨天气还增加了机收难度并降低作物品质，导致未收地块和部分已收的玉米、花生和大豆存在不同程度的霉变、发芽现象。同时由于田间过湿或渍涝，导致无法整地，小麦播种向后严重推迟。

3. 连阴雨成因分析

3.1环流平均场分析

图5  2017年9月23日-10月18日500hPa高度平均场及距平场

Fig. 5 Average mean height fields and an anomaly fields of 500hPa level from September 23 to October 18, 2017

从2017年9月23日-10月18日500hPa高度平均场及距平场可以看出，亚欧中纬度为纬向环流，高纬度高度场和中低纬度高度场正距平区，中间区域高度场为负距平区，中纬度维持较平直的西风环流。乌拉尔山地区附近高度场比常年同期偏高80gpm（位势米）以上，中心偏高140gpm以上，说明这一区域长时间存在一个强大的高压系统。我国中东部35°N以南为高度正距平，位势高度比常年同期偏高20-60gpm，副热带高压与常年同期相比偏强，副热带高压脊线与常年同期相比偏北约2-4个纬距。

由于乌拉尔山高压强盛，形成稳定阻塞高压，使得中纬度环流平直并且多小波动东传，我国东北地区东部为低槽区，又有冷空气从东路南下。副热带高压西北部边缘西南气流携带来自孟加拉湾的暖湿气流，我国大范围的雨带是随着副高边缘的南北移动而南撤北进，因此，2017年秋季偏强的副热带高压停滞在黄淮一带，为这里形成了严重的连阴雨天气。

3.2  主要过程形势分析

3.2.1阻塞高压稳定维持（9月23-10月5日）

图6  9月23日20时500hPa高度场分析         图7  10月5日20时500hPa高度场分析

Fig. 6 Analysis of the height fields of 500hPa level at 20h on September 23

Fig. 7 Analysis of the height fields of 500hPa level at 20 h on October 5

阻塞形势形成于9月22日，此时其南部的切断低压完成切断。乌拉尔山为一强大高压，贝加尔湖地区为一低压区。鄂霍次克海附近没有形成东阻形势，但是仍为一高压脊，形成近于双阻形势，中纬度环流较平直，副热带高压588线位于江淮之间，河南南部处在副热带高压边缘的西南气流中。贝加尔湖北部到咸海、里海北部低压大槽中不断分裂小股冷空气沿平直环流东传，受阻于南部的副热带高压，偏北东移的过程中又被东部的鄂霍次克海高压脊阻挡，从东路和东北路南下影响黄淮地区，而副热带高压边缘输送了来自孟加拉湾的暖湿气流在黄淮地区交汇，稳定维持的环流形势，形成大面积连绵不断连阴雨天气。阻塞形势10月2日开始减弱到10月5日以乌拉尔山高压脊减弱东移结束。

3.2.2  贝湖低槽+东北路冷空气+副高边缘（10月11-12日）

10月6-9日副高再度加强北抬控制河南南部，驻马店出现降雨间歇，但是仍为阴天多云天气。10日起一股较强冷空气东移南下迫使副高减弱，驻马店市再次处在副高边缘，中层西南气流叠加在近地层湿冷的东北气流之上，加大垂直切变，形成了11-12日的降水过程（图8）。

图8 10月11日20时500hPa形势图       图9 10月15-18日逐日20时500hPa低槽冷空气与副高演变

Fig.. 8 The weather situation of 500hPa at 20 h on October 11

Fig. 9 Evolution of trough-line cold air and subtropical high of 500hPa  at 20h on October 15-18

3.2.3  副高边缘+东北路冷空气（15-18日过程）

10月15日海南岛附近有一台风，副高588线在淮河流域附近，东北地区以北有冷涡，冷空气沿西北气流下滑，低层冷空气从东北路南下。16、17日副热带高压588线一直维持在淮河流域附近，来自副高边缘的西南暖湿气流与低层来自东北部海上的湿冷气流带来的充沛的水汽（图9），在河南南部形成持续降雨，累计雨量比较大。18日受西北路低槽冷空气的影响，副高南撤，我市转受新疆高压脊前控制，降雨结束。

3.3 低纬度系统扰动分析

图10  2017年19、20、21号台风的路径演变图

Fig. 10 The typhoon tracks evolution of 19, 20, and 21 in 2017

在这次连阴雨期间以及前后，有3个台风生成并发展。2017年19号“杜苏芮”、20号台风“卡努”、21号台风“兰恩”。特别是20号台风“卡努”从10月11日生成热带风暴至15日发展成台风、强台风，16日消亡。台风在南部、东南部洋面上活动扰动也阻挡了副高的南退。

3.4  冷空气活动分析

图11  2017年9月20日-10月18日逐日20时850hP温度变化曲线图

Fig.. 11 Temperature change curve of 850hP in each day from September 20, 2017 to October 18, 2017 at 20h

2017年9月下旬至10月中旬冷空气活动频繁，分别是9月22-24日、25-27日、29日、30日-10月4日、10-12日、14-15日、16-17日，其中9月30日-10月4日和10月10日-15日两次冷空气活动强度大时间长。以驻马店站为例（图2），雨量相对集中时段为9月24-27日、9月30日-10月1日、3-5日、11-12日、17-18日。雨量最大日为10月4日驻马店站60.3mm。

3.5 10月4日暴雨中分析

图12  2017年10月4日08时高空中分析

Fig. 12 High altitude analysis at 08:00 on October 4, 2017

10月4日是这次连阴雨过程中的一个暴雨日。从4日08时高空中分析看出（图12），副热带高压588线位于江淮之间，河南南部处在副高边缘强盛的西西南气流中，低槽位于河套东部到四川南部，700hPa西南急流轴由西西南向东东北穿过信阳，驻马店处在急流轴左侧，河南省除安阳、濮阳外均处在湿区中。低层850hPa冷舌由东东北伸向西西南，与700hPa急流轴近于重合，偏东至东东北气流最大轴线也穿过驻马店市，人字切变线在信阳与湖北交界处，驻马店市处在低涡的顶端。这样的配置一方面为驻马店的暴雨提供了充足的水汽（700hPa西南暖湿气流、低层东东北湿冷气流），同时700hPa及以上西西南气流叠加在低层东东北气流之上，垂直切变明显。稳定的副热带高压为强降雨的持续提供了支持。

4. 数值模式产品检验

我们对经常使用的EC形势预报场进行检验。目前我们能接收到的是最长时效是EC240小时（10天）预报，利用9月22日20时阻塞高压形成的标志连阴雨开始的实况场对EC各个时次的预报场进行检验，得出以下结论： 9月12日20时240小时预报，已经预报出乌拉尔山阻塞高压，位置偏差较大，此后的13日20时216小时、14日20时192小时、15日20时168小时预报没有预报出阻塞形势，说明168小时以上的形势预报不稳定并且误差较大。从16日20时的144小时形势预报阻塞高压预报出来了，误差逐渐减小，副热带高压的位置比较接近。之后的17日20时的96小时预报、18日20时的72小时预报越来越接近实况场。72小时预报已经高度接近实况场。通过对比检验，我们认为EC数值模式144小时（6天）以内的的形势预报可信度较高，有很好的参考价值。

图13  10月16日20时的144小时预报场与22日20时实况对比

Fig. 13 Comparison of the 144-hour forecast fields at 20 o 'clock on October 16^th and the actual weather situation 20 o 'clock on October 22^nd 

图14  19日20时的72小时预报场与22日20时实况对比

Fig. 14 Comparison of the 72-hour forecast fields at 20 o'clock on the 19^th and the actual weather situation 20 o 'clock on the 22^nd 

5.结语

（1）连阴雨一般是发生在是亚欧大尺度环流形势由纬向型向经向型转变的过程中发生的，是一次长波调整的过程。常见的连阴雨的中高纬度系统大致分双阻型、单阻型、平直环流型、两槽一脊偏北型。

（2）连阴雨期间乌拉尔山高压脊和西太平洋副热带高压较常年同期异常偏北、偏强，并长时间稳定维持。

（3）副热带高压西北部边缘带来孟加拉湾充沛水汽，与低层冷空气从东北路南下携带来自东部海上湿冷空气相互叠加，稳定维持的形势造成了持久的连阴雨天气。

（4）秋季连阴雨是中高纬度西风带系统和中低纬度副热带系统共同作用形成的。

（5）通过对数值模式产品检验分析，我们认为EC数值模式144小时以内的的形势预报可信度较高，特别是72小时以内有很好的参考价值。

（6）今年秋季严重连阴雨给驻马店市的农业生产带来严重的损失，也给我们的预报服务提出了迫切需要解决的问题，作准中长期预报，做好气象为农服务。

5. 参考文献

[1]近50年河南省连阴雨灾害气候特点[J].王记芳，朱业玉。河南气象2000（04）16-17页。

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