萬寧市2015年9月13—16日暴雨天氣過程分析

陸語

摘 要 利用自動(dòng)氣象站降水觀測資料、逐6 h的1°×1°NECP再分析資料等，分析了萬寧市2015年9月13—16日出現(xiàn)的暴雨、局地大暴雨天氣過程，得出：此次強(qiáng)降雨主要受臺(tái)風(fēng)環(huán)高影響，臺(tái)風(fēng)登陸后，臺(tái)風(fēng)東北側(cè)環(huán)流與冷空氣交匯，萬寧市處于水汽通量大值區(qū)，上空輸送大量水汽，且具備強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)及大量不穩(wěn)定能量，為發(fā)生暴雨天氣提供了充沛的水汽及有利的動(dòng)力抬升和不穩(wěn)定條件。

關(guān)鍵詞 臺(tái)風(fēng);副熱帶高壓;冷空氣;物理量條件

中圖分類號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.32.081

1 研究背景

暴雨是我國主要的災(zāi)害性天氣之一，除西北個(gè)別省區(qū)外，其他地區(qū)幾乎都有暴雨出現(xiàn)。受季風(fēng)、地形等因素影響，我國暴雨地域性和時(shí)間性特征不是很明顯，南方多而北方少，東南沿海多而西北內(nèi)陸少;夏季多、冬季少，主要出現(xiàn)在夏季風(fēng)活躍的下半年里，冬季暴雨常局限于華南沿海。每年的4—6月，華南地區(qū)暴雨頻發(fā);5—7月長江中下游常出現(xiàn)持續(xù)性暴雨，持續(xù)時(shí)間長、影響范圍廣且暴雨量大;7—8月為北方各省的主要暴雨季，暴雨強(qiáng)度也較大;8—10月雨帶又逐漸南散;夏秋之后，東海和南海臺(tái)風(fēng)暴雨較為活躍，臺(tái)風(fēng)暴雨點(diǎn)雨量通常很大。暴雨的研究和預(yù)報(bào)一直受到政府和氣象部門的高度重視，研究暴雨形成機(jī)制及預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)可為同期暴雨監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警提供重要的參考價(jià)值[1]。萬寧市位于海南省東南部沿海，地形西高東低，西半部多為丘陵山脈，東瀕南海，屬熱帶季風(fēng)海洋性氣候，溫和多雨，年平均降雨量2 070.3 mm，每月均有降雨，夏秋季降水較多，常受到臺(tái)風(fēng)降雨影響，降水來勢猛，持續(xù)時(shí)間長，且降水強(qiáng)度大、降水時(shí)段分布不均，暴雨導(dǎo)致多地區(qū)房屋倒塌，農(nóng)作物嚴(yán)重受災(zāi)，城市形成內(nèi)澇，直接經(jīng)濟(jì)損失巨大?；诖?，利用常規(guī)氣候觀測資料及自動(dòng)站觀測資料等，對(duì)2015年9月13—16日萬寧市出現(xiàn)的暴雨、大暴雨天氣過程進(jìn)行分析，為氣象部門做好暴雨天氣預(yù)測預(yù)報(bào)提供參考[2]。

2 萬寧市暴雨天氣概況

2015年9月13日起，海南省出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降水天氣，強(qiáng)降水落區(qū)主要在海南島東半部地區(qū)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，13日8： 00至16日16： 00，萬寧市共有11個(gè)自動(dòng)觀測站點(diǎn)累積雨量超過300 mm，1個(gè)觀測站點(diǎn)累積雨量超過400 mm，過程最大累積降雨出現(xiàn)在萬寧市北大鎮(zhèn)東興農(nóng)場自動(dòng)站412.7 mm。另外，萬寧市陸地普遍出現(xiàn)6～7級(jí)陣風(fēng)，近海風(fēng)力在白鞍島測得最大陣風(fēng)達(dá)11級(jí)。

3 暴雨天氣形勢

2015年9月中旬，大氣環(huán)流平直且呈經(jīng)向性，副熱帶高壓明顯，19號(hào)臺(tái)風(fēng)環(huán)高在南海中部生成，受副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流影響，臺(tái)風(fēng)在越南登陸，由于其北側(cè)環(huán)流與冷空氣交匯結(jié)合，因此海南省大部分地區(qū)在13—16日期間出現(xiàn)了暴雨、局部大暴雨天氣過程。15日8： 00，500 hPa流場上（圖1），高空槽底在北緯26°附近，引導(dǎo)冷空氣南下，副熱帶高壓表現(xiàn)為帶狀分布，并處于東西走向，萬寧市位于副熱帶高壓西南側(cè)偏東氣流影響范圍內(nèi)，同時(shí)受到臺(tái)風(fēng)東北部東南氣流控制，促使低壓系統(tǒng)外圍及南海北部的水汽源源不斷輸送至萬寧市上空，從而出現(xiàn)暴雨、大暴雨天氣。16日24： 00，副熱帶高壓出現(xiàn)南壓，影響勢力出現(xiàn)減弱，此時(shí)萬寧市仍受到副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流影響，降雨持續(xù)。在925 hPa上，15日8： 00（圖2）和16日24： 00（圖略），有冷空氣南下至華南沿海，與低壓系統(tǒng)北部的東南暖濕氣流匯合，冷暖氣流在海南島東部交匯，為萬寧市出現(xiàn)暴雨、大暴雨天氣提供了有利的水汽條件。

4 物理量條件

4.1 水汽條件

在臺(tái)風(fēng)“環(huán)高”和冷空氣的共同作用下，13—16日萬寧市出現(xiàn)了暴雨、大暴雨天氣，沿海還出現(xiàn)大風(fēng)天氣。分析700 hPa水汽通量場及水汽通量散度場得出，在前期出現(xiàn)較大降水后，15日18： 00萬寧市上空水汽通量值達(dá)到了4 g·cm-1·hPa-1·s-1，水汽通量大值中心位于海南省以西的越南地區(qū)，中心值為20 g·cm-1·hPa-1·s-1，正對(duì)應(yīng)該地區(qū)出現(xiàn)的熱帶低壓系統(tǒng)活動(dòng)。同時(shí)，14日萬寧市等地上空水汽通量散度值達(dá)-3×10-7 g·cm-1·hPa-1·s-1，14日18： 00，海南省東南部地區(qū)上空形成水汽輻合，萬寧市處于水汽輻合中心，隨后水汽通量散度負(fù)值區(qū)不斷擴(kuò)大，同時(shí)水汽輻散轉(zhuǎn)變成為水汽輻合，萬寧市上空具備充沛的水汽輸送，大量水汽在上空集聚，為暴雨、大暴雨天氣提供了良好的水汽條件。

4.2 動(dòng)力條件

針對(duì)15—16日降水時(shí)段分析，15日8： 00左右，925 hPa流場上，海南省上空存在明顯的氣流輻合，同時(shí)低空還存在偏東向的大風(fēng)速帶。由于萬寧市地形西高東低，低空偏東氣流遇西半部丘陵山脈阻擋，促使氣流向上抬升，形成強(qiáng)烈的上升垂直運(yùn)動(dòng)，為大暴雨天氣發(fā)生發(fā)展提供了有利的動(dòng)力抬升作用。

4.3 不穩(wěn)定條件

強(qiáng)降水天氣出現(xiàn)的過程中往往伴隨有較高的能量出現(xiàn)，而持續(xù)性強(qiáng)降水天氣的產(chǎn)生，要同時(shí)具備有充足的水汽和水汽供應(yīng)以及不穩(wěn)定層結(jié)，不穩(wěn)定能量得到釋放后勢力趨于減弱?？偟目磥恚诖舜伪┯赀^程中，不穩(wěn)定能量條件有利于暴雨天氣發(fā)生發(fā)展，不穩(wěn)定能量充足促進(jìn)了暴雨天氣持續(xù)。9月13—16日受臺(tái)風(fēng)“環(huán)高”影響，海南省多地區(qū)出現(xiàn)了暴雨、局部特大暴雨天氣過程。15日20： 00，從最近的三亞高空站探空?qǐng)D（圖略）上可以看出，CAPE對(duì)流有效位能值較大，遠(yuǎn)高于對(duì)流抑制有效位能，K指數(shù)達(dá)到了38，都說明該地區(qū)上空大氣極不穩(wěn)定。同時(shí)，高空230～400 hPa、500～600 hPa、700～925 hPa為相對(duì)濕度大于80%的濕層，濕層深厚，中層干冷，從而就形成了上干、下濕的分布形勢，極易形成強(qiáng)對(duì)流天氣。出現(xiàn)強(qiáng)降水前，萬寧市最高溫度達(dá)到了27 ℃以上，且午后至傍晚期間溫度偏高有利于不穩(wěn)定能量積累，再加上副熱帶高壓向外圍輸送水汽，在這種低層高溫高濕的大氣環(huán)境下，暖濕環(huán)境為萬寧市出現(xiàn)持續(xù)暴雨、大暴雨天氣提供了必要的不穩(wěn)定條件。

5 結(jié)語

在臺(tái)風(fēng)環(huán)高和冷空氣的共同影響下，2015年9月13—16日萬寧市出現(xiàn)了強(qiáng)降雨天氣過程。臺(tái)風(fēng)登陸后，其北側(cè)環(huán)流與冷空氣交匯，會(huì)引發(fā)暴雨、大暴雨天氣過程。萬寧市處于水汽通量大值區(qū)，并對(duì)應(yīng)活動(dòng)的熱帶低壓系統(tǒng)，水汽通量散度場不斷擴(kuò)大，水汽輻散轉(zhuǎn)變?yōu)樗椇?，不斷向暴雨區(qū)輸送大量水汽。萬寧市等地上空具備強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)及大量不穩(wěn)定能量，為暴雨天氣發(fā)生發(fā)展提供了充沛的水汽及有利的動(dòng)力抬升和不穩(wěn)定條件。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王皘，高拴柱.2015年9月大氣環(huán)流和天氣分析[J].氣象，2015，42（12）：1562-1567.

[2] 陳小華，李華宏，何鈺，等.2015年9月15—16日華坪及昌寧大暴雨中尺度特征分析[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2017，39（2）：225-234.