2019年陜西暴雨天氣過程分析

張淑敏 劉躍峰 倪聞 徐浩天 彭力 師靜雅 吳寧 楊亞利

摘要? ? 采用氣象探測資料、葵花氣象衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)、祥雨D型雙極化天氣雷達(dá)，對2019年7月中旬發(fā)生在陜西區(qū)域性暴雨天氣過程進(jìn)行診斷分析，結(jié)果表明，西風(fēng)槽加深東移，副熱帶高壓加強(qiáng)西伸，槽前西南暖濕氣流和副熱帶高壓外圍暖濕氣流合并，低槽攜帶冷空氣與西南暖濕氣流在暴雨區(qū)交匯，為暴雨形成提供了基礎(chǔ)環(huán)流條件;低渦切變與低空急流是暴雨產(chǎn)生的重要天氣系統(tǒng);衛(wèi)星云圖顯示，低槽云系中有不斷生成的中小尺度系統(tǒng)，雷達(dá)反射率因子回波大值區(qū)總是與大降水相對應(yīng)，降水量級偏大主要與降水云系持續(xù)時間長有關(guān)系;祥雨D型雙極化天氣雷達(dá)反射率垂直切割（RCS）產(chǎn)品對降水預(yù)測有一定作用。

關(guān)鍵詞? ? 暴雨;西風(fēng)槽;副熱帶高壓;葵花;RCS;陜西;2019年

中圖分類號? ? P458.121.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）22-0138-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

1? ? 降水特征

2019年7月16—19日，受西風(fēng)槽前偏南氣流和低渦切變的共同影響，陜西出現(xiàn)了范圍大、強(qiáng)度強(qiáng)、持續(xù)時間長的一次降水天氣。強(qiáng)降水主要集中在16—18日，較強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在漢中、安康、商洛、榆林中部。16日8：00至19日8：00，全省98個區(qū)縣1736個監(jiān)測站出現(xiàn)降雨;過程雨量最大出現(xiàn)在鎮(zhèn)巴黎壩322.1 mm，其次是鎮(zhèn)巴仁村309.9 mm;200 mm以上12個站，100 mm以上49個站，50 mm以上176個站。16日8：00至17日8：00大暴雨9個站，最大是鎮(zhèn)巴仁村（186.9 mm），其次是鎮(zhèn)巴黎壩（172.2 mm），暴雨25個站;鎮(zhèn)巴黎壩17日2：00小時雨強(qiáng)37.3 mm，渭南華州公園16日9：00小時雨強(qiáng)34.5 mm。強(qiáng)降水影響區(qū)域滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，山洪和中小河流洪水氣象風(fēng)險等級較高，陜西省自然資源廳與陜西省氣象局聯(lián)合發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害黃色預(yù)警（圖1）。

2? ? 影響系統(tǒng)

暴雨前15日8：00（北京時，下同）500 hPa高空圖上，副熱帶高壓（以下簡稱副高）偏弱，脊線588 dagpm位于臺灣海峽一帶，外圍584 dagpm位于杭州—南昌—衡陽—南寧，貝加爾湖西側(cè)有564 dagpm、-16 ℃冷渦中心，冷渦底部在新疆中東部有低槽生成并發(fā)展。16日8：00，副高西伸加強(qiáng)，588 dagpm抵達(dá)株洲附近，西風(fēng)槽攜帶冷渦分裂的冷空氣不斷加深東移，在新疆中北部和河套西部形成2個低槽，東高西低環(huán)流形勢建立起來，16日20：00低槽加深控制了新疆中南部、河套及云貴一帶，槽前西南暖濕氣流與副高外圍暖濕氣流合并，西南氣流進(jìn)一步加強(qiáng)，水汽從孟加拉灣沿著西南急流輸送到關(guān)中西部及陜南暴雨區(qū)，暖濕氣流為暴雨產(chǎn)生提供不穩(wěn)定能量和充沛的水汽[1-4]。這種天氣形勢持續(xù)到18日20：00，西風(fēng)槽和副高穩(wěn)定少動，水汽通道暢通，導(dǎo)致陜南降水持續(xù)時間長，過程累積雨量大。18日20：00，第5號臺風(fēng)“丹娜絲”在廣東登陸，副高588 dagpm逼退東移到東海海域，西風(fēng)槽東移出陜西，暴雨天氣結(jié)束（圖2）。

15日8：00的700 hPa高空圖上，西風(fēng)槽對應(yīng)的高空低渦在貝湖西側(cè)有一個300 dagpm的環(huán)流中心，15日20：00在巴塘附近有304 dagpm低渦生成。隨著高空低槽的加深東移，15日20：00在甘肅南部—成都—平?jīng)鲂纬汕凶兙€，云貴高原東側(cè)的偏南急流加強(qiáng)，急流軸中心風(fēng)速達(dá)12～16 m/s，急流軸從孟加拉灣沿著云貴高原東側(cè)到達(dá)秦嶺以南，孟加拉灣水汽沿著急流方向輸送到暴雨區(qū)，急流促使了低層不穩(wěn)定能量的釋放[5-6]。16日20：00，隨著高空槽加深南壓，冷空氣的侵入，在榆林—平?jīng)觥獫h中西部形成低渦切變，低渦切變東側(cè)的偏南風(fēng)和偏東風(fēng)合并加強(qiáng)，水汽和能量的不斷輸送使得暴雨維持。17—18日，急流發(fā)展旺盛，切變穩(wěn)定在延安—長武—漢中—佛坪一線，南北向穿過陜西全省，陜西強(qiáng)降水持續(xù)。18日20：00，隨著“丹娜絲”生成，副高減弱東退，高空槽東移，低層急流崩潰，大降水隨之結(jié)束（圖3）。

3? ? 物理量場

16日20：00的700 hpa水汽通量散度場上，沿著秦嶺以南急流方向形成水汽通量輻合帶，四川盆地和陜南有一個中心值達(dá)-20×10-7 g/（cm2·hPa·s）輻合中心，與暴雨區(qū)對應(yīng)。19日8：00水汽輻合值明顯減小，中心東移，陜西暴雨也隨之結(jié)束。水汽通量散度垂直剖面分析，水汽輻合與急流高度一致，主要集中在700～925 hPa高度，說明低空急流把水汽從孟加拉灣輸送到暴雨區(qū)，為暴雨發(fā)生提供了水汽和能量[7]。大氣垂直結(jié)構(gòu)從16日20：00到19日8：00一直呈高層輻散、低層輻合形勢，輻合位于500 hPa以下，中心在500～850 hPa高度，中心強(qiáng)度為-4×10-5/s;輻散層在200～300 hPa。高空輻散、低層輻合抽吸作用使低層水汽和不穩(wěn)定能量輸送到高空，導(dǎo)致強(qiáng)降水持續(xù)發(fā)生[8]。

4? ? 云圖及雷達(dá)資料

葵花衛(wèi)星云圖顯示，7月15日，受高空西風(fēng)槽東移影響，河套西部形成了西風(fēng)槽云帶;16日9：00西風(fēng)槽系統(tǒng)加深，500 hPa低槽與700 hPa低渦切變共同作用，在陜西南部的漢中、安康、商洛等地形成強(qiáng)云團(tuán);云團(tuán)里不斷有中尺度云團(tuán)生消，系統(tǒng)穩(wěn)定少動，云團(tuán)持續(xù)維持，直到19日8：00臺風(fēng)“丹娜絲”生成北上，副高減弱東退，西風(fēng)槽東移，低渦切變消失，降水云團(tuán)減弱，陜西暴雨天氣結(jié)束[9]（圖4）。

NIFS陜西省短時臨近智能預(yù)報服務(wù)系統(tǒng)全省雷達(dá)組合反射率因子拼圖顯示，西風(fēng)槽開始發(fā)展時的16日9：00，降水云系覆蓋了陜西全省，與西風(fēng)槽走向一致;之后盆地到陜南低渦切變生成，強(qiáng)云團(tuán)主要在陜西南部的漢中、安康一帶，雷達(dá)回波與降水對比分析，暴雨是由混合降水云團(tuán)造成。鎮(zhèn)巴黎壩17日2：00小時雨強(qiáng)37.3 mm，渭南華州公園16日9：00小時雨強(qiáng)34.5 mm，強(qiáng)降水出現(xiàn)都與雷達(dá)反射率增強(qiáng)相對應(yīng)，雷達(dá)反射率因子最大強(qiáng)度達(dá)50 dBZ左右。直到19日8：00回波隨西風(fēng)槽移出而減弱消失，降水天氣結(jié)束[10-11]。銅川祥雨D型雙極化天氣雷達(dá)分析，銅川屬于秦嶺以北，處在降雨云團(tuán)的弱區(qū)，降水比陜南量級小，小時雨強(qiáng)基本為4 mm左右。全省多普勒雷達(dá)與D型雙極化天氣雷達(dá)對比，在這次降水探測中表現(xiàn)穩(wěn)定，與周邊降水相當(dāng)時反射率因子沒有跳躍變化，強(qiáng)度在30 dBZ范圍內(nèi)，垂直高度較低，屬于中低云降水[12]。比如18日夜間銅川降水時段，沿著銅川西北部反射率垂直切割（RCS）顯示，云頂發(fā)展高度5 km，屬于匯合性中低云降水（圖5）。

5? ? “秦智——陜西智能網(wǎng)格氣象預(yù)報”平臺預(yù)報效果分析

2017年陜西省氣象局研發(fā)的“秦智——陜西智能網(wǎng)格氣象預(yù)報”平臺，實現(xiàn)3 km×3 km分辨率的精細(xì)化格點預(yù)報，針對2019年7月16—19日陜西區(qū)域暴雨天氣過程，預(yù)報準(zhǔn)確，落區(qū)和時段把握較好，提前發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警，為防災(zāi)減災(zāi)提供了準(zhǔn)確及時的決策服務(wù)，有效降低了暴雨災(zāi)害帶來的損失[13-15]。

6? ? 結(jié)論

副高加強(qiáng)，西風(fēng)槽東移，冷暖空氣在暴雨區(qū)交匯，為暴雨形成提供了環(huán)流條件。低層低渦、切變?yōu)楸┯戤a(chǎn)生提供了動力條件，高層輻散、低層輻合有利于上升運(yùn)動加強(qiáng);孟加拉是水汽的主要來源，為暴雨提供水汽和能量，是暴雨產(chǎn)生的重要系統(tǒng)?？ㄐl(wèi)星云圖、雷達(dá)圖上低槽云系中有中小尺度系統(tǒng)，密實云體、強(qiáng)回波與大降水對應(yīng)。祥雨D型雙極化天氣雷達(dá)反射率垂直切割（RCS）產(chǎn)品對降水預(yù)測有一定作用。“秦智——陜西智能網(wǎng)格氣象預(yù)報”對于2019年7月16—19日區(qū)域性暴雨天氣預(yù)報結(jié)論可用性較高，大降水落區(qū)和量級預(yù)報與實況較吻合。

7? ? 參考文獻(xiàn)

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