云南省河口縣一次暴雨天氣過程分析

趙紅珍

摘要：本文運(yùn)用ECMWF0.75×0.75再分析資料、實(shí)況監(jiān)測資料、蒙自探空資料、文山雷達(dá)站資料對2018年9月28日凌晨河口縣暴雨天氣過程分析，分析表明：此次暴雨過程為冷空氣入侵配合副高外圍暖濕氣流所致;持續(xù)的水汽供應(yīng)是造成此次暴雨過程的重要原因;細(xì)長的Cape值、“上干下濕”、深厚的暖云層厚度對暴雨的預(yù)報(bào)有重要指示意義;雷達(dá)圖上速度輻合區(qū)與強(qiáng)降雨區(qū)相對應(yīng)，可以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)暴雨落區(qū)。

關(guān)鍵詞：暴雨;冷空氣;上干下濕;速度輻合區(qū)

中圖分類號：S16? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200229044

引言

河口瑤族自治縣位于滇東南，紅河州東南部，東部與文山州馬關(guān)縣接壤，海拔最低點(diǎn)是76.4m，最高點(diǎn)是2354.1m，地勢呈階梯狀，北高南低，漸向東南傾斜，以縣城河口鎮(zhèn)為中心，沿紅河、南溪河向東北、西北方向作扇形擴(kuò)散，年平均降雨量1770.1cm，其中5—10月降雨量1080.0cm，占全年降雨量的80%。在季風(fēng)環(huán)流和復(fù)雜地形影響下，河口地區(qū)多發(fā)生局地強(qiáng)降水。IPCC第5次評估報(bào)告指出從20世紀(jì)50年代開始，地球上的極端天氣包括強(qiáng)降雨已開始增多，在全球范圍內(nèi)，未來強(qiáng)降雨的強(qiáng)度和密度都將上漲，極端降水的頻率和強(qiáng)度的增加，導(dǎo)致因強(qiáng)降水引發(fā)的氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失呈上升趨勢[1]，近年來，國內(nèi)外學(xué)者對我國暴雨特征、降水日變化等作出了一系列研究，陳炯等[2]研究表明，中國西南部短時(shí)強(qiáng)降雨活躍時(shí)段為20∶00—次日02∶00，呈單峰結(jié)構(gòu)，而許多強(qiáng)降雨都是在各種系統(tǒng)的相互作用下形成的。本文利用河口縣域內(nèi)監(jiān)測站點(diǎn)逐小時(shí)降水資料、探空、雷達(dá)等實(shí)況，對河口縣2018年9月27—28日暴雨天氣過程進(jìn)行簡要分析，以期提高對河口地區(qū)暴雨天氣過程的預(yù)報(bào)能力。

1天氣及災(zāi)情實(shí)況

2018年9月27日23∶00—28日11∶00，河口縣出現(xiàn)大到暴雨，局地特大暴雨天氣過程（圖1），河口縣26個(gè)站中有2站超過200cm，1站在150～200cm，2站在100～150cm，5站在50～100cm，其余站點(diǎn)降雨量在50cm以下，最大降雨量出現(xiàn)在橋頭鄉(xiāng)岔河228.3cm，小時(shí)最大雨強(qiáng)為62.2cm（圖2），從分布圖上可以看出強(qiáng)降雨主要集中在28日05∶00—09∶00，01∶00、03∶00、04∶00可看作此次降水的間歇期。

強(qiáng)降雨導(dǎo)致大南溪河漲水，南溪農(nóng)場大南溪片區(qū)共有144戶500人的農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)受災(zāi)，災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失140.271萬元。

此次過程除紅河州個(gè)別站點(diǎn)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水外，降雨主要集中在河口縣及馬關(guān)縣西南部，除岔河、竹瓦房、薄竹箐降雨集中在夜間外，其余站點(diǎn)降水均集中出現(xiàn)在28日07∶00之后。下面對河口縣此次強(qiáng)降雨過程進(jìn)行簡單分析，以期提高對紅河州局地強(qiáng)降雨的預(yù)報(bào)能力。

2環(huán)流背景

500hPa上貝加爾湖附近切斷低壓南下，我國西北部受低壓后部偏北氣流控制，云南南部地區(qū)受副熱帶高壓外圍西偏北氣流控制，切斷低壓南下過程中副高影響范圍擴(kuò)大。700hPa上滇東地區(qū)有明顯的冷空氣南下，紅河州地區(qū)受副高外圍西偏北氣流控制。850hPa上曲靖一帶存在偏北風(fēng)和偏南風(fēng)的切變輻合區(qū)，隨著冷空氣南下，切變輻合區(qū)移至滇中一線，河口地區(qū)位于切變線尾部。地面上27日白天昆明、紅河及其以西地區(qū)受熱低壓控制，20∶00后冷空氣由東至西擴(kuò)散，地面輻合線自東向西推進(jìn)，根據(jù)河口站每小時(shí)變溫變壓情況分析，地面冷空氣于28日凌晨05∶00左右移動(dòng)到河口縣城地區(qū)，05∶00之前已影響橋頭鄉(xiāng)。河口27日最高溫度達(dá)到32℃，利于不穩(wěn)定能量的儲(chǔ)存。

3物理量分析

3.1水汽條件

27日20∶00—28日08∶00，蒙自探空站上空 700hPa T-Td維持在1℃，從水汽通量散度和比濕剖面可以看出，27日夜間至28日凌晨，河口地區(qū)（E103°～104°間，下同）700hPa以下比濕均維持在10g/kg以上，表明空氣本身水汽含量充足，同時(shí)，850hPa附近有明顯的水汽通量輻合中心，28日02∶00與27日20∶00相比，水汽通量輻合范圍擴(kuò)大，表明有持續(xù)的水汽輸送。不斷地水汽輸送也是造成此次暴雨的重要原因。

3.2 能量條件

對距離河口最近的探空站（蒙自站）探空圖進(jìn)行分析，27日20∶00（圖4）400hPa以下為冷平流控制，“喇叭口”形狀明顯，表明層結(jié)為“上干下濕”，K指數(shù)為42.42℃，Cape為1014J/kg，不穩(wěn)定能量充足，T850-T500達(dá)到了26℃，層結(jié)十分不穩(wěn)定，利于對流的發(fā)展。細(xì)長型的Cape利于產(chǎn)生持續(xù)性降水，同時(shí)，俞小鼎等[3]也指出根據(jù)云的微物理理論，暖云層厚度越厚，越有利于高降水效率的產(chǎn)生，抬升凝結(jié)高度（LCL）到融化層高度（0℃）之間的厚度可作為暖云層厚度的估計(jì)，從探空圖上可以看出，27日20∶00暖云層厚度較厚，利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生。

4雷達(dá)圖分析

從雷達(dá)圖上分析，27日22∶37左右橋頭鄉(xiāng)和南溪鎮(zhèn)交界處開始出現(xiàn)明顯的對流云團(tuán)并繼續(xù)發(fā)展，最強(qiáng)回波中心達(dá)到35dbz以上（圖5（a）），28日00∶00岔河、薄竹箐出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。2∶38在0.5°仰角速度圖上出現(xiàn)了明顯的速度輻合，輻合中心在馬關(guān)縣境內(nèi)，對流在03∶00—04∶00有所減弱，但在04∶00后又明顯增強(qiáng)，速度輻合區(qū)范圍擴(kuò)大并維持（圖5（b）），04∶00—05∶00時(shí)岔河的小時(shí)降雨量達(dá)到了56.4cm。且岔河、竹瓦房、薄竹箐3個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)上空的強(qiáng)對流云團(tuán)和速度輻合區(qū)一直持續(xù)到08∶00之后，導(dǎo)致3個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)了持續(xù)性強(qiáng)降水。

5結(jié)論

此次暴雨過程是在切斷低壓南下的環(huán)流背景條件下，中低層冷空氣入侵，近地面切變輻合抬升配合所致，冷空氣與副高外圍暖濕氣流配合建立不穩(wěn)定層結(jié)。

過程期間河口地區(qū)比濕維持在10g/kg以上，且有明顯的水汽通量輻合，持續(xù)的水汽供應(yīng)是造成此次暴雨的重要原因。

探空圖上表現(xiàn)出明顯的“上干下濕”特征，細(xì)長型的Cape區(qū)，及暖云層厚度均能較好地反映此次暴雨天氣過程，對暴雨過程的預(yù)報(bào)有一定的指示意義。

雷達(dá)圖明顯表現(xiàn)出了此次暴雨的演變過程：對流單體強(qiáng)回波中心長時(shí)間維持在35dbz以上，速度圖上正負(fù)速度區(qū)交錯(cuò)分布，且表現(xiàn)出了明顯的速度輻合，表明對流發(fā)展旺盛，利于中小系統(tǒng)的組織和維持，速度輻合區(qū)與強(qiáng)降雨區(qū)相對應(yīng)，可明確指示暴雨落區(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1] 林建，楊貴名.近30年中國暴雨時(shí)空特征分析[J].氣象，2014，40（475）：07，42-52.

[2]陳炯，鄭永光，張小玲，朱佩君.中國暖季短時(shí)強(qiáng)降水分布和日變化特征及其與中尺度對流系統(tǒng)日變化關(guān)系分析[J].氣象學(xué)報(bào)，2013，71（03）：3-18.

[3] 俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2007.