引言

暴雨预报是一个非常困难的问题。暴雨具有局地性、突发性和活动规律多变等特点。对暴雨形成的机制迄今尚未揭示清楚，暴雨的预报就更有难度了^[1]。2006年7月10日08时，常规气象资料表现出有利鄂东及武汉单站有暴雨发生，所以对外发布了24小时内鄂东及武汉有暴雨，结果暴雨没有产生。事实证实了暴雨预报的难度。特别是单站暴雨预报就更难了。

本文利用T213数值预报产品中多物理要素，对7月10日鄂东地区及武汉单站暴雨空报现象进行物理要素诊断分析，探讨空报原因。为日后暴雨的落区、落点预报提供点启示和参考。

1 常规资料分析 1.1 高低层天气系统与降水落区的分析

7月10日08时500、700和850hPa图(图略)表明，在湖北东部高层有冷槽、低层有切变线，降水天气系统的时空配置很好。另外，500hPa槽后有大片偏北气流，700和850hPa切变线南部有大片西南急流，表现出冷暖交汇处在鄂东，有利鄂东产生强降水。武汉处在鄂东。

1.2 武汉单站的T-Td与降水落点分析

使用500、700、850hPa三层武汉单站温度露点差之和，来表示站点整层大气饱和程度。通过分析7月10日08时实时叠加值可以看出，汉口站的值为2.9，表明其单站整层大气非常饱和，局地水汽条件充足。深厚的湿层是单站暴雨发生的必要条件^[2]。

1.3 武汉单站K指数和沙氏指数与降水落点分析

用K指数来衡量大气中潜在的能量。单站的K指数越大表明潜能越大。经验表明，当K≥35℃时，大气就具备了较高的潜能。7月10日08时武汉单站探空图上表现出K=40℃(图略)，说明单站K指数大，存在较大的潜能，具备暴雨天气发生所需的大量的不稳定能量。

沙氏指数是判断对流性天气稳定度的一种重要指标。沙氏指数越小越不稳定。暴雨发生前沙氏指数为负值，表示大气处于不稳定状态。通常沙氏指数 < 1.0有暴雨发生。7月10日08时武汉单站探空图上表现出沙氏指数=-3.0℃(图略)，说明大气处在不稳定状态，有利武汉暴雨天气产生。

K指数和沙氏指数充分证实了武汉单站处在潜能较大的不稳定状态。这种状态是发生强降水重要条件之一。

1.4 雷达回波的分析

7月10日10时49分武汉雷达图表明(图略)，鄂东及武汉周边有35~45dBz的强回波核存在，回波带呈西南—东北向。回波的分布和动态，有利鄂东及武汉发生强降水。

上述实时天气系统和各物理要素场和值都支持预报24小时内鄂东及武汉单站有暴雨发生的可能。但降水实况与暴雨量级相差太大。下面将对T213数值预报产品中多个物理要素进行诊断分析。其目的是想通过诊断分析，探讨暴雨落区、落点预报空报原因。

2 降水预报产品的分析

图 1给出了各类降水预报产品预报24小时内降水分布情况：中央台预报鄂东有小雨(武汉10 mm)；暴雨所预报鄂东小到中雨，局部大雨(武汉5 mm)；日本预报鄂东小到中雨(武汉5 mm)；T213预报鄂东偏东地区有小雨(武汉无雨)。几种降水产品预报鄂东及武汉的降水量级差异较大。这给预报带来一定难度。降水实况为，鄂东大部地区下了小雨，局部大到暴雨。如：黄石57.4mm，赤壁42.2mm，局部大到暴雨数值预报漏报。

3 数值预报物理量场与降水落区的分析

首先，根据T213数值预报分析场，诊断分析有降水天气系统存在的鄂东是否有区域性暴雨产生。

3.1 ∑θ_se(5+7+8)水平分布场的分析

θ_se的分布反映了大气中能量的分布。暴雨的发生，需要有能量锋区相配合。作者曾对历史上34次暴雨过程，利用数值预报产品，对500、700、850hPa θ_se之和(∑θ_se(5+7+8)水平分布场进行诊断分析得出：在28~35°N、108~118°E区间出现∑θ_se(5+7+8)水平能量锋区，表明湖北境内将有暴雨发生的可能。暴雨区发生在锋区南沿或靠近锋区处。诊断分析7月9日20时12小时预报场(图略)和7月10日08时00时分析场得出(图 2a)，在28~35°N、108~118°E区间内没有出现∑θ_se(5+7+8)水平能量锋区。表明这一要素场不支持有降水天气系统存在的鄂东有暴雨发生。

3.2 q场的分析

湿度锋区也就是降水落区，q值越大越有利于强降水天气的发生。诊断分析700和850hPa 7月9日20时12小时预报场(图略)和7月10日08时00时700hPa(图 2b)和850hPa分析场(图略)，q场在鄂不但没有湿度锋区产生，而且表现出湿度高值区处在鄂北的北部地区，鄂中和鄂南处在湿度低值区。q场这种北高南低形态分布不符合暴雨预报模型^[3]。所以，这一要素场也不支持有降水天气系统存在的鄂东有暴雨发生。

3.3 r_a场的分析

大量的水汽在暴雨区辐合，暴雨才有可能发生。9日20时12小时700hPa r_a和风场叠加预报场(图略)和10日08时700hPa r_a和风场的叠加分析场表明(图 2c)，在鄂东有降水天气系统存在的区域，有风向的辐合，与天气实况相吻合，但r_a在鄂东表现出水汽是辐散的，水汽辐合区处在河南省南部。表明这一要素场不支持有降水天气系统存在的鄂东有暴雨发生。

暴雨区需要有源源不断的水汽输送，才能有暴雨发生。9日20时12小时700 hPa r_f和风场叠加预报场(图略)和10日08时00时700 hPa r_f和风场的叠加分析场表明(图 2d)，鄂东处在水汽通量小值区的下风方，表明这一地区水汽是在不断减小，不会有暴雨发生。

通过诊断分析上述4种数值预报物理要素场表明，在有降水天气系统存在的鄂东，没有能量锋区、湿度锋区、水汽的辐合和水汽的输送来支持降水天气系统继续发展和加强，所以，当降水天气系统得不到发展和加强时，降水天气系统会减弱，鄂东的区域性暴雨不会发生。

4 数值预报物理量值与降水落点的分析

其次，根据T213数值预报分析值，诊断分析有降水天气系统存在的地区中武汉单站是否有暴雨发生。

4.1 涡度平流

准地转平衡破坏的另一重要因素是高低层涡度平流配置。其诊断分析结果显示，10日08时850hPa分析场表明(图 3a)，武汉站在明显的正涡度平流区，其值为50×10^-10s^-2；10日08时200hPa分析场表明(图 3b)，武汉站处在明显的负值区，其值为-200×10^-10s^-2。武汉单站低层正值高层负值，这样的涡度平流配置，表现出没有动力作用，不能导致次级环流发展，不稳定发展不起来，地转平衡基本恢复，不可能有大到暴雨天气发生，这是武汉单站暴雨空报原因之一。

4.2 单站的垂直速度

分析没有暴雨出现的武汉站上空上升运动情况，在7月10日08时分析场上沿114°E垂直速度剖面图可见(图 3c)，在26~30°N之间，从低层往高层基本上是正值垂直速度区，表明在汉口上空整层为下沉气流区，没有上升运动存在，产生不了动力不稳定，不能促发动力次级环流，所以暴雨天气不可能发生。

经验表明，单站上空要有强烈的垂直上升运动，才有利强降水发生^[4]。否则即使降水云团经过某站点上空，没有上升运动相配合，强降水也不会发生。上述分析说明了武汉上空没有动力次级环流相配合，即使其上空有降水天气系统存在、有西南-东北走向强回波核存在，由于没有上升运动相配合，天气系统逐步减弱，暴雨是不会发生的。这是武汉单站暴雨空报原因之二。

4.3 单站r_a和r_f值

充足的水汽是产生暴雨最主要的条件之一。暴雨发生不但要求有很好的局地水汽条件，还要有源源不断的水汽进行补充。分析了7月10日08时700hPa的r_a和r_f分析场发现(图略)，武汉站点的r_a=0×10^-8g·hPa^-1·cm^-2·s^-1以上，处在正值区，没有水汽辐合，局地水汽条件不好；r_f=30×10^-1g·hPa^-1·cm^-1·s^-1以下，处在小值区，90以上的大值区处在江西北部，武汉没有源源不断的水汽进行补充^[5]。这两要素充分说明，在武汉站点没有水汽的辐合，也没有源源不断的水汽进行补充，水汽辐合次级环流不能产生，所以暴雨不会发生。这是武汉单站暴雨空报原因之三。

4.4 K指数

K指数是反映稳定度和湿度条件的综合指数。K值愈大，表示大气层结愈不稳定。经验表明，K≥35℃以上易发生对流天气。分析武汉单站K指数，7月9日20时12小时预报场(图略)和7月1 0日08时分析场(图 3d)，K指数由前一天的33℃下降到30℃，表现出K≤35℃，而且指数在逐步递减。这种对流不稳定能量的迅速递减是未来强对流系统发展不起来的重要条件之一。这是武汉单站暴雨空报原因之四。

通过诊断分析上述5种数值预报物理要素值表明，武汉单站虽然处在有35~45dbz强回波核的区域中，由于没有动力作用、对流不稳定能量在迅速递减，大气层结处于稳定状态；水汽在辐散等，所以武汉单站暴雨不会产生。

5 小结

上述分析得出：对于区域性暴雨和单站暴雨预报而言，虽然降水天气系统存在、降水云团也生成了, 但还要诊断分析数值预报是否支持预报区域性和单站有暴雨。也就是说，是否有某些物理量场和值支持降水天气系统和降水云团的继续发展和加强，如果有，则有区域暴雨发生，相反则无。更重要的是要通过诊断分析单站热力、动力、水汽条件，当这些次级环流条件满足强降水天气发生的条件后，再预报单站有强降水天气发生。这就可以减免区域性和单站暴雨空报现象。

目前，各家数值预报产品的种类较多，其准确率也在不断提高。但是，各家数值预报产品，在预报某一地区和某一要素时，它们的差别还是较大的。所以，在实际预报工作中，还需要针对不同的地区，不同的预报对象进行多个个例的诊断分析，特别是对灾害性天气更要多做些诊断分析工作。这对提高灾害性天气预报准确率必定有益。