暴雨氣候特征和天氣系統(tǒng)分析
——以湘西州為例

石燕清 張丹丹 單 丹

（湖南省湘西州氣象局，湖南吉首 416000）

暴雨是我國大部分地區(qū)多發(fā)的一種災(zāi)害性天氣，持續(xù)時(shí)間長、強(qiáng)度大的暴雨?？稍斐珊闈碁?zāi)害，給人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來損害[1-4]。湘西州地處湖南省暴雨天氣區(qū)上游，暴雨的突發(fā)性和致洪概率很高。只有掌握暴雨的時(shí)空規(guī)律和暴雨成因，才能為暴雨預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而更好地預(yù)防和防止洪澇災(zāi)害發(fā)生。本文對湘西州8個(gè)臺站52 a的降水資料進(jìn)行研究，分析了暴雨日數(shù)時(shí)間分布特征，并對形成暴雨過程的天氣系統(tǒng)背景進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

1 所用資料及統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

所用資料為日降水量≥50.0 mm的降水資料，日界取20：00-20：00。全州有一站或一站以上出現(xiàn)日降水50.0～99.9 mm的統(tǒng)計(jì)為一個(gè)暴雨日（次），大暴雨指日降水100.0～199.9 mm的降水，特大暴雨指日降水≥250.0 mm的降水。暴雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)用1959-2010年共計(jì)52 a的資料，形成暴雨過程的天氣系統(tǒng)背景的統(tǒng)計(jì)與分析用2004-2010年共計(jì)7 a的資料。

2 湘西州暴雨氣候特征分析

2.1 暴雨日數(shù)月分析 1959-2010年，全州累計(jì)暴雨日數(shù)為1 605 d（表1），其中汛期4-9月暴雨日數(shù)為1 515 d，占出現(xiàn)總數(shù)的94.4%。1月和12月均未出現(xiàn)過暴雨，其余各月均有出現(xiàn)，不過2-3月和10-11月極為稀少，其中2月僅出現(xiàn)過3次，發(fā)生區(qū)域也僅限于永順和瀘溪2縣。從4月開始明顯增多，主要集中于5-8月，占82%，其中以6月最多，居全年之首，7月次之。

2.2 暴雨日數(shù)旬分析 按旬統(tǒng)計(jì)也大致可分兩個(gè)峰值，一是5月下旬中至6月中旬中，二是6月下旬初至7月中旬初，兩段合計(jì)分別占全年暴雨和區(qū)域暴雨總數(shù)的39.9%和44.3%。52年來州內(nèi)出現(xiàn)區(qū)域大暴雨49次（2站以上日雨量100.0 mm），其中僅6月上旬末至7月中旬前就有37次之多，歷史上的洪澇災(zāi)害大多發(fā)生在這一時(shí)期。

2.3 暴雨日數(shù)日分析 統(tǒng)計(jì)歷年來各月降暴雨次數(shù)最多的日期，給出表2，5月26日、6月22-23日、7月8日、12日和8月4日湘西州出現(xiàn)暴雨的概率大。

表1 1959-2010年湘西州各月不同量級暴雨出現(xiàn)次數(shù) （單位：次）

表2 1959-2010年湘西州各月暴雨次數(shù)最多及次多的日期

2.4 不同季節(jié)的暴雨過程顯著不同 以2007年暴雨為例，湘西州前5次暴雨過程都出現(xiàn)在6月中旬以前，過程持續(xù)時(shí)間都只有1 d，降水范圍較小，但是大暴雨的出現(xiàn)比例較高，為21%（7/34）；6 h內(nèi)≥50 mm的站次為28站次，占總數(shù)的82%（28/34）；3 h內(nèi)≥50 mm的站次為15站次，占總數(shù)的44%（15/34）；以上數(shù)據(jù)說明，在初夏湘西自治州的暴雨范圍不寬，暴雨的局地性強(qiáng)，其中大暴雨占1/5以上，且暴雨的持續(xù)時(shí)間較短，80%以上的暴雨過程發(fā)生在6 h內(nèi)。

2007年湘西自治州暴雨持續(xù)時(shí)間2 d或2 d以上的暴雨天氣過程有3次，都出現(xiàn)在7月份以后，分別是7月10-12日（降水時(shí)段為7月9日20：00-12日20：00），7月21-26日（降水時(shí)段為7月20日20：00-26日20：00），8月3-4日（降水時(shí)段為8月2日20：00-4日20：00）。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看這3次暴雨過程的一個(gè)顯著特點(diǎn)是暴雨降水面廣，持續(xù)時(shí)間較長。這3次暴雨過程共出現(xiàn)252站次的暴雨，大暴雨47站次，占總數(shù)的19%（47/252），另外3 h及6 h最大降水強(qiáng)度比初夏的降水量占總暴雨次數(shù)的比例要低。

3 湘西州暴雨天氣系統(tǒng)分析

如上所說，不同季節(jié)的暴雨過程顯著不同，將暴雨天氣系統(tǒng)分為6月以前及7月份以后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。資料統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為槽線的關(guān)鍵區(qū)范圍：東經(jīng)100°～110°、北緯25°～35°。歐亞槽脊統(tǒng)計(jì)范圍：東經(jīng)80°～120°、北緯20°～50°。副高位置：588線伸入內(nèi)陸，稱副高登陸，否則副高在海上。

3.1 湘西州4-6月暴雨天氣系統(tǒng)分析 4-6月是該州天氣變化頻繁、冷暖空氣交匯活躍時(shí)期，西風(fēng)帶低槽東移時(shí)引導(dǎo)北方冷空氣南下與西南暖濕氣流交匯導(dǎo)致暴雨發(fā)生。同時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，中低層切變、低空西南急流、地面冷空氣等天氣系統(tǒng)的強(qiáng)弱及存在與否，將直接影響到暴雨的強(qiáng)度和范圍。為此，對暴雨過程天氣系統(tǒng)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出一些有意義的結(jié)果。

在湘西州4-6月全州性暴雨過程中，從500 hPa環(huán)流特征來看表現(xiàn)為三種類型，即兩槽一脊型、一槽一脊型、一脊一槽型。其中兩槽一脊型所占的暴雨次數(shù)最多，概率為50.0%（10/20），其次是一槽一脊型（30.0%），一脊一槽型（20%）。從統(tǒng)計(jì)的資料來看，全州性暴雨的發(fā)生，500 hPa均有低槽存在，但西太平洋副高的位置、強(qiáng)度僅與5-6月的暴雨存在一定關(guān)系，其中6月，副高登陸占63.3%。地面冷空氣入侵是4-5月全州性暴雨的重要因素，占65.0%，從6月份開始冷空氣減弱，全州性暴雨大多在地面倒槽發(fā)展的形勢下產(chǎn)生的，占87.5%。全州性暴雨過程中中低層均有低渦切變配合，700 hPa有西南急流的占72.4%。

3.2 湘西州7-9月暴雨天氣系統(tǒng)分析 7-9月隨著季節(jié)的變化，制約著湘西州暴雨的天氣系統(tǒng)與前期已不大相同，除了西風(fēng)帶低值系統(tǒng)和北方冷空氣外，副熱帶高壓對湘西州暴雨的產(chǎn)生也有十分重要的影響。

在7-9月暴雨過程中，影響湘西州暴雨天氣的500 hPa環(huán)流特征表現(xiàn)為4種類型，其中兩槽一脊型，出現(xiàn)暴雨最多，概率為50.0%（11/22），其余依次為調(diào)整型40.9%（9/22），一槽一脊型4.5%（1/22）和緯向型4.5%（1/22）3種類型。7-9月副高位置及強(qiáng)度與湘西州的暴雨有著密切的關(guān)系，在統(tǒng)計(jì)中，副高登陸占54.5%（12/22），預(yù)報(bào)日副高加強(qiáng)時(shí)暴雨出現(xiàn)概率為50.0%（6/12），副高減弱東退時(shí)暴雨概率為33.3%（4/12），副高穩(wěn)定少動(dòng)時(shí)的暴雨為16.7%（2/12）。100%的暴雨過程700 hPa或850 hPa都有切變線存在，而低渦卻不一定。切變線與緯線的交角大，湘西州暴雨多以單站暴雨為主，切變線近乎與緯線平行，且移動(dòng)較慢，易造成湘西州3站以上的暴雨。暴雨發(fā)生時(shí)700 hPa有西南急流的占54.5%（12/22），暴雨在地面倒槽發(fā)展的形勢下產(chǎn)生的占54.5%（12/22）。

4 結(jié)語

湘西州暴雨期大致可分兩個(gè)峰值：一是5月下旬中至6月中旬中，二是6月下旬初至7月中旬初，兩段合計(jì)分別占全年暴雨和區(qū)域暴雨總數(shù)的39.9%和44.3%，且每年的5月26日，6月22-23日，7月8日、12日和8月4日我州出現(xiàn)暴雨的概率大。

不同季節(jié)暴雨過程也不同，在初夏湘西自治州的暴雨范圍不寬、局地性強(qiáng)，且持續(xù)時(shí)間較短，80%以上的暴雨過程發(fā)生在6 h內(nèi)；夏季暴雨的特點(diǎn)是暴雨降水面廣，持續(xù)時(shí)間較長，3 h及6 h最大降水強(qiáng)度比初夏的降水量占總暴雨次數(shù)的比例要低。

4-6月湘西州暴雨主要由西風(fēng)帶低槽東移時(shí)引導(dǎo)北方冷空氣南下與西南暖濕氣流交匯產(chǎn)生的，同時(shí)中低層切變、低空西南急流、地面冷空氣等天氣系統(tǒng)的強(qiáng)弱及存在與否，也直接影響到暴雨的強(qiáng)度和范圍；7-9月制約著湘西州暴雨的天氣系統(tǒng)除了西風(fēng)帶低值系統(tǒng)和北方冷空氣外，副熱帶高壓也對湘西州暴雨的產(chǎn)生有十分重要的影響。