2017年8月17日至19日崇州強(qiáng)降水天氣過程成因分析

周正斌 劉 怡 徐 洋 肖 濤 盧 杰 唐 婷 童紅梅

1 天氣概況

2017年8月17日8：00至19日8：00，崇州市出現(xiàn)了一次明顯雷雨天氣過程，過程雨量大到暴雨，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)大暴雨，其中，累積雨量100 mm以上站點(diǎn)3個(gè)，50 mm以上站點(diǎn)8個(gè)，最大累積雨量出現(xiàn)在雞冠山鄉(xiāng)薤子坪達(dá)134．2 mm。從24 h降雨量來看，17日8：00至18日8：00，強(qiáng)降水主要集中在崇州市中部和西部沿山區(qū)域，最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在18日1：00，雞冠山鄉(xiāng)薤子坪達(dá)44．3 mm；18日8：00至19日8：00，強(qiáng)降水主要集中在崇州市東部平壩區(qū)域，最大小時(shí)雨強(qiáng)在4：00，崇州經(jīng)開區(qū)達(dá)53．6 mm。總體來看，此次降水局地性強(qiáng)，小時(shí)雨強(qiáng)和累積雨量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響范圍廣（如圖1所示）。

2 環(huán)流背景

500 hPa高度圖上（圖2），17日8：00，盆地受到明顯反氣旋式環(huán)流控制，到17日20：00，盆地逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭芨备咄鈬髂蠚饬饔绊?，層結(jié)開始向不穩(wěn)定轉(zhuǎn)換，一直到18日20：00，盆地始終處于受副熱帶高壓外圍偏西南氣流影響。

圖1 17日8:00至19日8:00，24 h分段累計(jì)雨量

圖2 17日20:00（a）、18日20:00（b）500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)

700 hPa（圖2a），17日8：00川西高原上存在一條明顯的切變線，盆地大部受到偏西南氣流影響，到17日20：00，川西高原切變線仍然穩(wěn)定維持，盆地大部仍然受到西南氣流控制，風(fēng)速明顯增大。18日8：00，切變線已東移南亞，盆地大部仍然受到西南氣流影響，風(fēng)速略有減弱，18日20：00，盆地西部和西南部有一氣旋輻合。

圖2a 17日20:00（a）、18日20:00（b）700 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)

此次強(qiáng)降水天氣過程，西太平洋副熱帶高壓外圍偏西南氣流擾動(dòng)和川西高原切變線緩慢東移南亞產(chǎn)生動(dòng)力條件，低層偏南暖濕氣流向盆地源源不斷輸送水汽和能量；低層輻合和地形抬升作用有利于垂直運(yùn)動(dòng)的建立和維持；穩(wěn)定的西太平洋副熱帶高壓和中低層強(qiáng)偏南氣流的長(zhǎng)時(shí)間維持是此次暴雨天氣過程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的原因。

3 探空?qǐng)D分析

從8月17日8：00的探空?qǐng)D上看（圖3）。

溫江站表現(xiàn)為上干下濕，層結(jié)為弱不穩(wěn)定，有利于對(duì)流的發(fā)展，此時(shí)溫江站700 hPa為西南風(fēng)，850 hPa為東南風(fēng)，風(fēng)速較小。隨著低層偏南氣流加強(qiáng)以及白天的升溫導(dǎo)致溫江站的不穩(wěn)定能量得到了很大地累積，到了17日20：00，溫江站的不穩(wěn)定能量得到了很大地累積，CAPE值飆升至2 778．9，層結(jié)也轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定層結(jié)，層結(jié)仍為上干下濕狀態(tài)，粗理查遜數(shù)一直維持在一個(gè)較高的水平，非常有利于分散性強(qiáng)對(duì)流、雷雨和大風(fēng)天氣的發(fā)生。至18日8：00，隨著降水天氣過程的產(chǎn)生，不穩(wěn)定能量得到釋放，層結(jié)趨于較穩(wěn)定狀態(tài)，且整層水汽含量明顯升高。至18日20：00，隨著白天溫度的升高，不穩(wěn)定能量再一次得到累積，但強(qiáng)度明顯減弱，層結(jié)仍然處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

4 物理量診斷

本地較高的水汽含量、源源不斷地水汽供給以及水汽在低層的輻合是區(qū)域性暴雨天氣過程產(chǎn)生的必要條件。從850 hPa比濕場(chǎng)（圖4）可見，從17日8：00到19日8：00，崇州市本地水汽條件都非常好，850 hPa比濕場(chǎng)均在15 g/kg以上。從850 hPa水汽通量散度場(chǎng)（圖5）可見，從17日20：00到22日20：00，崇州市低層都存在明顯的水汽通量散度輻合區(qū)，尤其是18日0：00開始水汽輻合達(dá)到最強(qiáng)。17日8：00，主要的低層水汽輻合區(qū)在崇州市北部和東南部，之后向東移動(dòng)，17日20：00，低層水汽輻合區(qū)明顯向東移動(dòng)，但位置還是位于西部沿山地區(qū)，至18日8：00，輻合區(qū)逐漸由東向西移動(dòng)，與17日夜晚降水落區(qū)主要位于西部沿山相吻合，18日20：00，輻合區(qū)仍然維持在崇州市西部沿山。由此可見，低層水汽通量輻合區(qū)的位置與強(qiáng)降水落區(qū)非常一致。

圖4 17日20:00（a）、18日20:00（b）、850 hPa比濕場(chǎng)

圖5 17日20:00（a）、18日20:00（b）850 hPa水汽通量散度場(chǎng)

5 結(jié)論

從天氣系統(tǒng)、物理量場(chǎng)、探空?qǐng)D等方面對(duì)2017年8月17日至19日崇州發(fā)生的強(qiáng)降水天氣過程進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)此次降水天氣過程是西太平洋副熱帶高壓西伸588線西伸點(diǎn)基本穩(wěn)定維持，對(duì)高原切變線明顯的阻擋是本次強(qiáng)對(duì)流天氣過程有利的環(huán)流形勢(shì)；低層西南暖濕氣流向盆地提供了源源不斷輸送水汽和能量；低層輻合和地形抬升作用有利于垂直運(yùn)動(dòng)的建立和維持；從T-logp圖分析可見，本次強(qiáng)降水天氣過程發(fā)生在層結(jié)不穩(wěn)定且高能高濕的條件下，中低層垂直風(fēng)切變明顯，風(fēng)場(chǎng)輻合區(qū)與崇州市降水大值區(qū)有較好地對(duì)應(yīng)關(guān)系；從物理量場(chǎng)診斷可見，在本次強(qiáng)降水天氣過程中，本地水汽條件較好，且有水汽輸送，并在盆地西北部形成強(qiáng)水汽通量輻合，配合高低層強(qiáng)烈的抽吸作用共同產(chǎn)生了此次暴雨天氣。