銅仁市一次暴雨天氣過(guò)程成因特征分析

張丹丹 黎榮 李習(xí)瑾

摘要 ? ?2018年6月21—22日在銅仁市南部出現(xiàn)了一次較長(zhǎng)時(shí)間的暴雨天氣過(guò)程。本文利用MICAPS實(shí)況資料、氣象自動(dòng)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和銅仁多普勒天氣雷達(dá)資料對(duì)此次暴雨過(guò)程成因進(jìn)行診斷分析。分析結(jié)果表明，降水區(qū)在潮濕不穩(wěn)定的西南季風(fēng)氣流控制下，受高空低槽和中低層切變線共同影響，加上弱冷空氣南下與南海輸送的暖濕氣流匯合，氣流輻合形成垂直上升運(yùn)動(dòng)觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放，是導(dǎo)致銅仁市此次暴雨過(guò)程的主要成因。分析雷達(dá)回波反射率因子資料發(fā)現(xiàn)，降水區(qū)主要降水時(shí)段的反射率因子在40 dBZ以上，這次暴雨過(guò)程以積狀云為主的積云層狀云混合降水回波。

關(guān)鍵詞 ? ?暴雨;環(huán)流形勢(shì);雷達(dá)回波;貴州銅仁

中圖分類號(hào) ? ?P458.1+21.1 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2019）23-0199-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

暴雨是一種災(zāi)害性天氣，6—7月是貴州出現(xiàn)暴雨的多發(fā)季節(jié)，暴雨常引發(fā)山洪、城市內(nèi)澇等洪澇災(zāi)害，災(zāi)害的發(fā)生往往導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡。暴雨的形成過(guò)程復(fù)雜多變，有學(xué)者對(duì)暴雨的形成機(jī)制進(jìn)行了大量的研究[1-2]。本文將在前人研究基礎(chǔ)上，從天氣環(huán)流形勢(shì)、物理量特征及雷達(dá)回波等方面對(duì)2018年6月21—22日銅仁市南部暴雨天氣過(guò)程的成因進(jìn)行診斷分析。

1 ? ?降水天氣實(shí)況

受高空低槽、中低層低渦切變的共同影響，地面輻合線上氣流匯合觸發(fā)，2018年6月21—22日貴州省銅仁市南部出現(xiàn)了一次持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、范圍較大的強(qiáng)降水天氣過(guò)程，同時(shí)局地伴有雷電發(fā)生。主要降水時(shí)段集中在6月22日2：00—7：00，主要降水區(qū)域出現(xiàn)在銅仁市南部，6月22日白天10：00降水逐漸減弱，13：00后降水過(guò)程基本結(jié)束（圖1）。

21日20：00至22日20：00，江口、思南等縣出現(xiàn)了局部大暴雨，局地伴有強(qiáng)雷電。根據(jù)銅仁市全市氣象自動(dòng)站雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全市共有2個(gè)站出現(xiàn)大暴雨、27個(gè)站出現(xiàn)暴雨。暴雨到大暴雨降水量范圍為50.9～147.3 mm，降水量最大值達(dá)147.3 mm，出現(xiàn)在江口縣魚糧溪水庫(kù)，最大小時(shí)雨強(qiáng)為51 mm。此次暴雨天氣過(guò)程主要集中在江口縣，暴雨區(qū)域隨著天氣系統(tǒng)的演變緩慢北抬，但維持在銅仁市南部的區(qū)、縣。

2 ? ?天氣環(huán)流形勢(shì)分析

500 hPa高層短波槽東移、700 hPa低渦切變系統(tǒng)、850 hPa暖式切變線以及地面熱低壓和輻合線是造成銅仁市2018年6月21—22日暴雨天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng)。

500 hPa高度場(chǎng)上，中高緯為“兩槽一脊”，脊區(qū)位于貝加爾湖，新疆和山東半島有2個(gè)低值區(qū)，南支槽東移進(jìn)入貴州省并維持在銅仁市西部，低渦西移至貴州西南部，銅仁市上空轉(zhuǎn)為由偏南氣流控制。700 hPa高度場(chǎng)上，低渦切變系統(tǒng)由云南北部向貴州東北至西南一線演變，貴州主要受西南氣流影響。850 hPa高度場(chǎng)上，暖式切變線維持在貴州中部偏北一線，切變線位置垂直向南偏;22日8：00，低渦中心位于貴州南部，西南風(fēng)加強(qiáng)，懷化風(fēng)速達(dá)12 m/s。從地面圖上可知，貴州由均壓場(chǎng)發(fā)展為熱低壓影響，地面輻合線出現(xiàn)，位于貴州中部至南部一線。

3 ? ?物理量分析

3.1 ? ?水汽條件分析

充足的水汽和源源不斷的水汽輸送是形成暴雨的必要條件[3]。6月21日20：00 700 hPa、850 hPa在南海、廣西、貴州、四川中西部有一水汽通量高值區(qū)，建立南海至四川一條明顯水汽輸送帶，西南氣流攜帶南海水汽不斷向廣西、貴州、四川輸送;6月21日20：00，貴州上空850 hPa，水汽通量散度為負(fù)值即水汽輻合中心區(qū)，低層水汽輻合的形勢(shì)為降水的形成提供了良好的水汽條件。

3.2 ? ?垂直速度場(chǎng)分析

這次暴雨過(guò)程貴州上空垂直速度明顯，6月21日20：00 700 hPa、850 hPa都是上升運(yùn)動(dòng)，且在700 hPa、850 hPa貴州大部分地區(qū)由-10 m/s以上的負(fù)垂直速度區(qū)控制，表明貴州輻合上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，為暴雨的形成提供了必要的動(dòng)力條件。

3.3 ? ?能量條件分析

θse分布反映大氣能量的分布，θse值越大則說(shuō)明高溫、高濕，從6月21日20：00 700 hPa貴州大部分地區(qū)處于>79 K的高能舌區(qū)中，高能舌一直持續(xù)到22日20：00開始逐漸減弱;850 hPa貴州大部分地區(qū)處于>82 K的高能舌區(qū)中，南部邊緣地區(qū) >91 K。華東部地區(qū)為一明顯的低能區(qū)，高能舌與低能區(qū)在湖北、安徽形成能量鋒區(qū)。此過(guò)程降水量最大的地區(qū)正處在能量鋒區(qū)的南側(cè)、高能舌的中心高值區(qū)附近。

3.4 ? ?穩(wěn)定度條件分析

銅仁位于貴陽(yáng)與懷化兩探空站之間，選取貴陽(yáng)和懷化探空資料特征變化來(lái)進(jìn)行診斷分析（圖2）。分析6月21—22日各特征物理量參數(shù)值，暴雨前21日20：00貴陽(yáng)、懷化K指數(shù)為45、36 ℃，說(shuō)明兩站周圍上空的大氣處于對(duì)流性不穩(wěn)定狀態(tài);沙氏指數(shù)分別為-4.17和-0.12，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài);CAPE值的演變，21日20：00貴陽(yáng)、懷化上空對(duì)流不穩(wěn)定能量分別為2 042.9、12.8 J/kg，22日8：00分別為150.6、40.7 J/kg。貴陽(yáng)的CAPE值隨著強(qiáng)降雨的減弱結(jié)束也急劇下降，強(qiáng)盛的對(duì)流不穩(wěn)定能量得到了充分釋放。

4 ? ?雷達(dá)回波分析

由雷達(dá)組合反射率因子回波圖分析可知，6月21日22：00銅仁南部邊緣地區(qū)開始有回波生成，22日1：00回波迅速發(fā)展，方向由西南向東北方向移動(dòng)，在江口縣形成強(qiáng)回波帶。22日2：00—6：00混合云回波布滿銅仁市南部石阡、印江、思南等地，強(qiáng)度為25～55 dBZ，回波范圍逐漸由南往北擴(kuò)大，降水范圍擴(kuò)大，降水強(qiáng)度增強(qiáng)，最強(qiáng)回波中心區(qū)域維持在江口縣，22日4：00回波強(qiáng)度達(dá)50 dBZ以上。22日9：00回波范圍開始縮小，回波強(qiáng)度開始減弱，強(qiáng)度降到35 dBZ以下，降水強(qiáng)度明顯減弱。

雷達(dá)垂直風(fēng)廓線圖較完整。降水發(fā)生前各高度層出現(xiàn)大量ND數(shù)據(jù)[4]，6月22日1：00 4.2 km以下ND層遭受到破壞，說(shuō)明整層含水量條件較好，降水開始出現(xiàn);22日2：00—6：00 1.5 km以下東南低空氣流，1.5～3.0 km為偏南到西南氣流，風(fēng)隨高度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，說(shuō)明低層出現(xiàn)明顯暖平流。

5 ? ?結(jié)語(yǔ)

（1）由于高層低渦低槽東移加深，配合中低層低渦切變系統(tǒng)共同作用，地面輻合線氣流匯合上升觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放，是產(chǎn)生此次銅仁南部暴雨天氣過(guò)程的主要原因。

（2）建立南海至四川一條明顯的水汽輸送帶，將南海水汽源源不斷輸送到貴州中西部地區(qū)，水汽通量散度表現(xiàn)為低層水汽輻合的形勢(shì)，為降水的形成提供了良好的水汽條件;總溫度場(chǎng)顯示銅仁市該次暴雨發(fā)生過(guò)程能量充足，強(qiáng)降水中心處在中低空θse能量鋒區(qū)的南側(cè)、高能舌的中心高值區(qū)附近。

（3）雷達(dá)組合反射率圖和垂直風(fēng)廓線圖分析可知，組合反射率回波強(qiáng)度的變化，風(fēng)廓線ND層被破壞和風(fēng)隨高度順時(shí)針轉(zhuǎn)變，與此次銅仁南部暴雨天氣過(guò)程降水時(shí)間段能很好地對(duì)應(yīng)。

6 ? ?參考文獻(xiàn)

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[3] 陳軍，鐘有萍，周長(zhǎng)志，等.銅仁市2012 年一次秋季大暴雨天氣過(guò)程成因分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（23）：9691-9695.

[4] 夏文梅，陳楠，程婷，等.降水過(guò)程中多普勒天氣雷達(dá)風(fēng)廓線產(chǎn)品特征[J].氣象，2008，34（10）：20-26.