烏東德水電站一次暴雨天氣回波特征分析

摘 要：本文利用新一代多普勒天氣雷達觀測到的回波強度、回波速度等產(chǎn)品來進行判斷分析，得出烏東德水電站此次暴雨天氣的雷達回波，具有移動速度緩慢、高度高、中心強度強、速度場上有明顯的逆風(fēng)區(qū)結(jié)構(gòu)、輻合輻散區(qū)等特征，逆風(fēng)區(qū)是此次強降水的主要誘發(fā)因子，局地地形對暴雨的形成和雨量大小有一定的影響。

關(guān)鍵詞：基本反射率因子；徑向速度；逆風(fēng)區(qū)；輻合輻散區(qū)

新一代多普勒天氣雷達是監(jiān)測與預(yù)警災(zāi)害性天氣的主要手段，也是監(jiān)測小尺度天氣系統(tǒng)的有效手段。由于其探測資料的時空尺度分辨率較高，其資料的應(yīng)用對研究中小尺度天氣，尤其是局地強對流天氣發(fā)生、發(fā)展的內(nèi)在機理、風(fēng)場結(jié)構(gòu)有著非常重要的作用。一般的對流天氣時間、空間尺度較小。應(yīng)用常規(guī)的探測手段難以監(jiān)測到其發(fā)生、發(fā)展及變化的全過程，常規(guī)手段探測的精度也沒有雷達特別是多普雷天氣雷達獲得的資料精度高，而連續(xù)工作的新一代多普勒天氣雷達能跟蹤探測到其發(fā)展、變化的全部過程，強對流天氣是指冰雹、雷雨大風(fēng)和對流性短時暴雨，通常水平尺度為幾千米到幾十千米的強對流云團，生命史較短。因此利用新一代多普勒天氣雷達來對其探測與預(yù)警，通過獲取的資料來探討強對流天氣的發(fā)生機制就顯得尤為重要。

烏東德水電站位于四川會東縣和云南祿勸縣交界的金沙江下游河道上，是金沙江水電基地下游河段四大世界級巨型水電站—烏東德、白鶴灘水電站、溪洛渡水電站和向家壩水電站的第一梯級，工程籌建期3年，第一批機組發(fā)電工期約為6年半，總工期約為8年，目前工程建設(shè)處在前期階段。強降水、雷雨大風(fēng)等局地對流天氣對其施工進度、施工安全、工程質(zhì)量等方面有著十分重要的影響，因此，對于氣象服務(wù)尤其是當?shù)貜妼α魈鞖饧皶r、準確的預(yù)報及預(yù)警提出了更高的要求。本文選取了2012年6月21日至22日昆明新一代天氣雷達觀測到的烏東德水電站強降水過程和自動氣象站資料。來分析本次局部對流天氣的發(fā)展、變化過程，為今后的氣象服務(wù)特別是烏東德水電站在暴雨、雷電、大風(fēng)等強對流天氣的預(yù)測預(yù)警方面積累經(jīng)驗。

一、大尺度環(huán)流背景形勢及天氣實況

500HPA中高緯為多波動型，副高維持少變，印度東部到孟灣北部有一低值區(qū)，我省大部為西北氣流。700hPa過貴陽市、昆明、西昌有一切變，我省大部為偏西氣流控制。地面水汽條件較好，整個環(huán)流背景形勢有利于產(chǎn)生強烈的對流天氣。

2012年6月21日23時至22日10時烏東德水電站出現(xiàn)了對流性暴雨天氣，伴有雷雨大風(fēng)，烏東德水電站一帶出現(xiàn)了短時大暴雨，水電站附近的不同位置裝有兩臺區(qū)域自動站，烏東德鄉(xiāng)政府所在地裝有一臺區(qū)域自動站，21日23時至22日10時12小時降雨量：烏東德水電站營地109.8mm，烏東德水電站靠近江邊自動站75.3mm，烏東德鄉(xiāng)政府所在地76.5mm，其中營地1小時降雨量達到41.7mm，，據(jù)不完全統(tǒng)計，此次暴雨天氣過程導(dǎo)致水電站江邊一帶形成泥石流災(zāi)害，部分施工車輛及機器設(shè)備損毀嚴重，電站工程進度受到嚴重影響。

二、雷達回波強度特征分析

6月21日21時42分，祿勸縣北部至金沙江附近出現(xiàn)了幾塊回波，其中最大的一塊已發(fā)展到其中心強度在30dbz以上，回波南壓過江逐漸進入烏東德水電站西北側(cè)，隨著其發(fā)展不斷加強。到22時06分24分鐘的時間內(nèi)已有多個單體生成，每個單體都在發(fā)展加強，到6月22日00時10分經(jīng)過多個單體不斷合并加強，形成了一個長約40公里，寬約10公里的強回波帶，此時其中心強度最大值達到了50dbz左右，系統(tǒng)發(fā)展到成熟階段，烏東德水電站一帶產(chǎn)生了強降水，水電站營地3小時降雨量達到了76.5毫米，江邊自動站雨量達到41.6毫米，而烏東德鄉(xiāng)政府所在地3小時降雨量也達到了37.4毫米，回波的的降水核心區(qū)域正是在營地至江邊一帶?；夭◤姸仍?0dbz維持了近一個小時，系統(tǒng)因受地形影響移動緩慢，且期間不斷有新的單體生成，多個單體不斷的合并加強，至01時03分，回波減弱，單體分裂解體走向消亡階段，雨勢開始逐步減弱。

三、雷達回波速度特征分析

速度場上的逆風(fēng)區(qū)結(jié)構(gòu)，是暴雨的一個較好的判斷因子。所謂逆風(fēng)區(qū)，就是在大片暴雨回波區(qū)的負（正）徑向速度區(qū)中出現(xiàn)一塊正（負）速度區(qū)。從這種逆風(fēng)區(qū)風(fēng)場結(jié)構(gòu)可看出，風(fēng)場的一側(cè)是輻合氣流，另一側(cè)為輻散.形成了閉合的循環(huán)氣流 逆風(fēng)區(qū)常對應(yīng)著強降水區(qū).可作為暴雨識別指標，并且有一定的提前量。提前量的產(chǎn)生為暴雨的預(yù)報與預(yù)警做出了指示，抓住判斷因子即可對暴雨等強對流天氣的發(fā)生做出一定的判斷。輻合區(qū)氣流上升，源源不斷的為云團的發(fā)展和強降水提供了充足的水汽條件。在6月21日23時11分的徑向速度圖上，可以看出存在一個明顯的逆風(fēng)區(qū)，在大片速度為2-3m/s區(qū)域中包含著一片速度為-2-3m/s的回波區(qū)域，負速度區(qū)為水平尺度在10-15公里左右的狹長區(qū)域，逆風(fēng)區(qū)的出現(xiàn)表明此處的風(fēng)向發(fā)生了強烈的變化，風(fēng)向切變，外圍具有明顯的輻合特征，內(nèi)圍具有輻散特征，使得暖濕氣流源源不斷的輸送到發(fā)展的上升氣流中去。在這種風(fēng)切變環(huán)境下，有利于強對流的發(fā)展，從而造成了雷雨大風(fēng)天氣。因此逆風(fēng)區(qū)的出現(xiàn)可以作為此次短時強降水預(yù)報、預(yù)警的一項重要指標。

四、局地地形與降雨量大小關(guān)系

局地地形對暴雨形成和雨量大小也有一定的影響。烏東德水電站所處區(qū)域，北面山脈高聳，南面也有一山脈，海拔落差近百米，且南面的山脈較北面有一定的坡度，對氣流起到一定的緩沖作用。由于山脈的存在，在迎風(fēng)坡迫使氣流上升，從而垂直運動加大，有利于強對流云團的生成，使得暴雨增大；而在山脈背風(fēng)坡，氣流下沉，雨量有一定程度的減小。在6月21日，從北邊來的偏北氣流受山脈抬升作用的影響，氣流上升，垂直運動加大，風(fēng)場有一定程度的切變，對流單體在此不斷地新生、合并、加強，導(dǎo)致此區(qū)域出現(xiàn)大暴雨，而其它區(qū)域降雨強度相對較小，且由于山脈的緩沖作用，致使降水的持續(xù)時間加長。

五、結(jié)語

1.大尺度的環(huán)流背景形勢為暴雨等強對流天氣的發(fā)生提供了可能，特別是水汽的供給和對流運動的形成。

2.風(fēng)場的逆風(fēng)區(qū)結(jié)構(gòu)形成了輻合輻散區(qū)，對應(yīng)著氣流的上升、下沉運動，從而誘發(fā)了暴雨等強對流天氣的發(fā)生。

3.局地的地形對暴雨的形成和雨量大小有著一定的影響。

參考文獻：

[1] 夏文梅，張亞萍，湯達章.暴雨多普勒天氣雷達資料的分析[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報，2002，25（6）：787-794.

作者簡介：文道平（1987-9-），男，漢族，云南省曲靖市沾益縣人，本科，助理工程師，從事氣象業(yè)務(wù)服務(wù)工作。