2009年7月22日阜陽市沿淮地區(qū)暴雨天氣過程分析

李明 牛雪梅

摘 要：該文利用NCEP/NCAR再分析資料和安徽省氣象自動觀測網(wǎng)資料對北京時間2009年7月22日發(fā)生在阜陽市沿淮地區(qū)強降水過程的環(huán)流形勢、地面流場、散度及水汽通量散度進行了空間上與時間上的綜合分析。結(jié)果表明：副高勢力較強，其在南北位置上較為穩(wěn)定少移，有利于西南暖濕氣流吹向淮河流域，與之前的西北干冷空氣匯合，促使降水開始增大；低空輻合引起垂直運動，隨之出現(xiàn)強烈的輻合輻散，引發(fā)垂直對流產(chǎn)生，是此次暴雨過程產(chǎn)生的啟動機制；在整個降水過程中，散度與強降水有很好的對應(yīng)關(guān)系，降水最大時刻，對應(yīng)低層強輻合，高層強輻散，散度作為強迫項激發(fā)了地面中尺度系統(tǒng)的發(fā)展與次級環(huán)流的形成，同時水汽的大量輻合為強降水提供了豐富的水汽條件，使得此次暴雨得以發(fā)展與維持。

關(guān)鍵詞：淮河流域；暴雨；診斷分析

中圖分類號 P458 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）13-0143-04

近年來，我國許多地方都出現(xiàn)了極端天氣氣候事件[1]，引發(fā)了干旱、洪澇、水土流失、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，給我國國民經(jīng)濟造成了嚴重的損失，對人民生活產(chǎn)生了很大的影響。這些極端天氣事件中，暴雨的大范圍發(fā)生，影響尤其重大。

淮河位于我國南北方過渡帶[2-3]，歷年來就容易發(fā)生暴雨洪澇災(zāi)害，近幾年更是頻繁發(fā)生。這類極端天氣的發(fā)生，首先與淮河流域自然地理條件復(fù)雜、氣候多變有很大的關(guān)系，同時也是大氣的外部強迫因子和內(nèi)部動力過程的異常共同作用的結(jié)果。暴雨的發(fā)生發(fā)展是由不同天氣尺度的系統(tǒng)造成的，在穩(wěn)定的形勢下，氣旋等天氣系統(tǒng)或會造成短期的暴雨，在一定的天氣系統(tǒng)影響下，中、小尺度對流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展也會造成短時期的暴雨[4-11]。

本文通過對2009年7月22日阜陽市沿淮流域的一次暴雨過程進行綜合分析，從環(huán)流形勢、動力和水汽等方面探討分析此次過程的發(fā)生發(fā)展，以期得到一些有益的結(jié)果。

1 資料及方法

本文使用安徽省氣象自動觀測網(wǎng)資料，以及NCEP/NCAR推出的逐6h等壓面再分析資料集（每日4次平均，水平格距為1°×1°），位勢高度（h），溫度（t），緯向風（u）和經(jīng)向風（v）為26層，相對濕度（rh）為（1 000～300hPa） 21層，垂直速度（ω）為（1 000～100hPa） 21層。通過實況降水量、500hPa高度場及溫度場、地面流場、散度場剖面圖和700hPa水汽通量散度對2009年7月22日影響安徽省阜陽市的一次暴雨天氣過程做出綜合分析。

2 天氣實況

2009年7月21—23日，受冷空氣影響，阜陽地區(qū)自北向南先后出現(xiàn)了一次明顯降水天氣過程，7月21日16時到22日16時，除太和縣外，阜陽地區(qū)其它縣、市大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量都達到50mm以上。阜陽、阜南、臨泉、潁上部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)共9個雨量站點雨量達100mm以上，其中臨泉宋集193mm、老集139mm，阜南王店111mm，阜陽老廟114mm，潁上中東部大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量超過100mm，其中謝橋175mm、湯店123mm。7月22日19時到22時，阜陽市城區(qū)再次出現(xiàn)大于90mm的強降水，主要城區(qū)發(fā)生嚴重內(nèi)澇。在此次強降水過程中，阜南縣降水量達252.9mm，受災(zāi)人口達156 000人，全縣受災(zāi)面積1萬hm2，倒塌房屋28間，直接經(jīng)濟損失80萬元，其中洪河橋鎮(zhèn)、王化鎮(zhèn)、中崗鎮(zhèn)、田集鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi)嚴重，王家壩鎮(zhèn)水位逼近設(shè)防水位。安徽省2009年7月22日20時到7月23日02時降水量實況見圖1，6h累積降水量阜陽71.6mm、潁上90.6mm、阜南則達到了212.4mm。

3 天氣形勢特征分析

3.1 環(huán)流形勢分析 從500hPa高度場和溫度場看，如圖2所示，環(huán)流形勢主要是兩槽一脊型，分別在貝加爾湖的東部和西部，在貝湖附近有持續(xù)穩(wěn)定的高壓在控制，高壓脊的位置出現(xiàn)在東經(jīng)100°E左右，形勢較為穩(wěn)定，為這次暴雨的持續(xù)時間提供了穩(wěn)定的大尺度環(huán)境場。從巴湖到我國東部地區(qū)，經(jīng)向環(huán)流明顯，受東經(jīng)100°E低壓影響，副高主體斷為兩部分，大陸副高受東亞低槽影響，分裂成幾個高壓，巴湖處不斷有冷空氣分裂南下，受其影響，大陸高壓明顯減弱。綜合看，副高勢力較強，雖然受冷空氣和熱帶低壓影響副高斷裂，而副高在南北位置上較為穩(wěn)定少移，有助于西南暖濕氣流沿西南方向吹向淮河流域，與之前的西北干冷空氣匯合，促使降水開始增大。

3.2 地面流場分析 由圖3可以看出，2009年7月22日20：00的10m流場，在阜陽地區(qū)西南方向有一個明顯輻合中心，到了23日02：00這個輻合中心向東北方向移動到阜陽以北地區(qū)。在此過程中，輻合中心橫穿整個阜陽地區(qū)，給阜陽大部分地區(qū)帶來了大到暴雨，說明在這次暴雨過程中，地面輻合的存在是一個可能的啟動機制，暴雨一直發(fā)生在輻合中心附近，最大雨量發(fā)生的位置處于輻合中心的后方。

3.3 物理量分析 物理量診斷分析是近代天氣學中用以定量分析天氣過程物理機制的一種研究方法。它應(yīng)用氣象要素場資料，對描述支配各種天氣現(xiàn)象和天氣系統(tǒng)的物理和動力過程的熱力學和動力學方程各項進行定量計算和分析。下文主要從散度場和水汽通量散度這兩個診斷量對此次降水過程進行較詳細分析。

3.3.1 散度及三維風矢緯向剖面圖 散度是衡量速度場輻散、輻合強度的物理量，輻散時為正，輻合時為負[8-11]，如圖4取降水帶所在的緯度大約32.5°N，經(jīng)度范圍為110～122°E，計算了1 000h～100hPa的散度場垂直剖面分布情況，粗黑線部分對應(yīng)為強降水區(qū)域。

觀察降水前后散度和三維風矢的緯向剖面圖，由圖4a可以看出，在強降水發(fā)生前6h，負散度最大中心在114°E；圖4b和4c分別顯示了22日20：00和23日02：00的散度剖面情況，隨著負散度中心東移，地面輻合不斷加強，范圍加大，上升氣流也發(fā)展強盛，在此時間段內(nèi)降水大大加強，暴雨區(qū)的上空出現(xiàn)了很強的上升運動，一直持續(xù)到高層，并且在低層伴隨著風的氣旋性切變，暴雨區(qū)兩側(cè)則是反氣旋性切變，激發(fā)了地面中尺度系統(tǒng)的發(fā)展；圖4d顯示強降水時刻之后的6h，輻合中心東移并減弱，而強降水中心的輻合全面減弱。

3.3.2 水汽通量散度 水汽通量散度是單位時間、單位體積內(nèi)匯合近來或者輻散出去的水汽質(zhì)量，通常用來定量地判斷水汽在某些地區(qū)的匯聚與輻合，是診斷降水條件中比較常用的一個物理量[12-17]。本文根據(jù)降水帶的位置，計算了緯度28°～37°N，經(jīng)度110～122°E，700hPa等壓面上水汽通量散度。圖5a顯示了7月22日14時即強降水發(fā)生前6h，700hPa水汽通量散度負值最大中心在阜陽以北地區(qū)，此時阜陽地區(qū)北部已發(fā)生了較強降水；圖5b和5c分別顯示了22日20時和23日02時的700hPa水汽通量散度分布情況，隨著負散度中心的加強東移，水汽通量散度負值帶變?yōu)闁|北西南向，且西南風明顯加大，表現(xiàn)為一個強水汽輻合區(qū)，為這個時段的強降水提供了大量的水汽；圖5d顯示強降水時刻之后的6h，700hPa水汽輻合中心東移，而此時強降水區(qū)域為西北氣流，水汽由輻合變?yōu)檩椛ⅰ?/p>

4 結(jié)論與討論

本文通過對此次強降水過程的環(huán)流形勢、地面流場、散度及水汽通量散度進行了空間上與時間上的綜合分析，得出：

（1）副高勢力較強，其在南北位置上較為穩(wěn)定少移，有助于西南暖濕氣流沿西南方向吹向淮河流域，與之前的西北干冷空氣匯合，促使降水開始增大，同時穩(wěn)定的環(huán)流形勢，為這次暴雨的發(fā)生提供了穩(wěn)定的大尺度環(huán)境場。

（2）低空輻合引起垂直運動，隨之出現(xiàn)強烈的輻合輻散，引發(fā)垂直對流產(chǎn)生，是此次暴雨過程產(chǎn)生的啟動機制。

（3）在整個降水過程中，散度與強降水有很好的對應(yīng)關(guān)系，降水最大時刻，對應(yīng)低層強輻合，高層強輻散，散度作為強迫項激發(fā)了地面中尺度系統(tǒng)的發(fā)展與次級環(huán)流的形成，同時水汽的大量輻合為強降水提供了豐富的水汽條件，使得此次暴雨得以發(fā)展與維持。

參考文獻

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