貴州沿河一次低渦切變型暴雨過程分析＊

蔡成瑤，胡萍，嚴宏文

貴州沿河一次低渦切變型暴雨過程分析＊

蔡成瑤1，胡萍2，嚴宏文1

（1.貴州省沿河縣氣象局，貴州 銅仁 565300；2.貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300）

2016-06-19夜間，貴州省沿河土家族自治縣出現(xiàn)暴雨天氣，強降雨時段較為集中，降水強度較大，持續(xù)時間長。針對此次暴雨天氣過程，利用Micaps高空地面資料、NCEP再分析資料和地面自動氣象站降水觀測資料等進行分析，結果表明，高原槽加深發(fā)展、中低空低渦切變和低空急流、地面輻合的相互配置是產(chǎn)生沿河縣此次暴雨天氣的主要環(huán)流形勢；850 hPa建立的水汽通道以及中低層強水汽輻合為此次低渦暴雨過程的形成提供了充足的水汽條件；強烈的垂直上升運動有利于水汽的輻合抬升，低層輻合、高層輻散的抽吸作用利于此次暴雨過程的發(fā)生發(fā)展。

暴雨；低渦；切變；物理量

暴雨是造成貴州地區(qū)最嚴重的氣象災害之一，對其過程的研究一直備受氣象工作者的關注和研究，暴雨常常引發(fā)洪澇、山體滑坡等次生災害，會造成嚴重的經(jīng)濟損失，因此，對暴雨過程的研究尤為重要。但由于沿河縣地處貴州高原東北邊緣斜坡、大婁山脈和武陵山脈交錯地帶，烏江由南至北將沿河縣分割為西北、東南兩大部分，西北部屬大婁山脈，東南部屬武陵山脈，海拔為225～1 462 m，地形尤為復雜，因此沿河縣的暴雨過程預報難度較大。

因此，本文將利用Micaps、NECP再分析資料等資料，從水汽條件、動力條件、熱力條件等角度來分析此次暴雨過程，總結此次過程的物理量特征，提高對沿河低渦切變型暴雨的認識，以期為今后同類過程的預報起到一定的指示意義。

1 降水實況

2016-06-19T20：00—20：20，貴州省沿河縣出現(xiàn)了一次明顯的降水過程（下簡稱“6·20”過程），通過初步分析，“6·20”過程是典型的低渦切變型大暴雨過程。此次過程自2016-06-18夜間開始，于2016-06-21T06：00結束，強降雨時段集中在2016-06-19夜間到2016-06-20白天，暴雨落區(qū)在沿河縣大部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，大暴雨中心在沿河縣中部。沿河縣最大日降水是板場鎮(zhèn)洋溪站，達231.5 mm，最大小時雨強55.5 mm。此次暴雨過程持續(xù)時間長，造成全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度發(fā)生洪澇災害，縣城發(fā)生城市內(nèi)澇，部分農(nóng)作物被淹，市民出行困難。導致沿河縣受災人口為4 1350人，農(nóng)作物受災面積達752 hm2，倒塌房屋125間，嚴重損壞房屋164間，造成直接經(jīng)濟損失8 750萬元。

2 暴雨成因分析

2.1 天氣形勢環(huán)流背景分析

沿河縣的暴雨天氣過程主要的影響系統(tǒng)為：沿河上空500 hPa高空持續(xù)受副高外圍西南氣流影響，高原多波動，不斷東移南下發(fā)展影響沿河，中低空大氣處于飽和狀態(tài)，且在切變及低空急流的配合下不斷向沿河地區(qū)輸送水汽，地面 弱冷空氣觸發(fā)地面輻合線，產(chǎn)生了沿河此次低渦暴雨天氣過程。

過程環(huán)流形勢如圖1所示，500 hPa上位于貝加爾湖西部冷渦東移，高空槽東移南壓，至湖北西部—重慶東南部—貴州中部—云南東部一帶，副高東移南退至桂中東—湘南一帶，副高脊線位于20°N附近，西伸脊點在105°E，控制華東和華南地區(qū)。沿河縣位于高空槽前，受副高外圍西南氣流影響，槽前西南氣流增強，源源不斷的水汽由孟灣和南海向沿河方向輸送；700 hPa的低渦東移至重慶北部，南支切變在貴州的西北部，西南急流增強，風速達16 m/s，北支切變北抬；850 hPa低渦東移至重慶東南部—貴州東北部邊緣，位于沿河附近，南支切變在貴州中部，西南急流維持在 20 m/s以上，頂部在湖北東部；沿河縣位于中低空急流左 側，利于暴雨區(qū)的水汽輸送和能量的提供，且中低空沿河境內(nèi)溫度露點差小于等于2 ℃，大氣處于飽和狀態(tài)，水汽條件較好；地面輻合線位于銅仁中部一帶，沿河縣處于地面輻合線北側。

圖1 2016-06-20T08：00的系統(tǒng)配置

2.2 水汽條件分析

本地上空有大量的水汽和源源不斷的水汽輸送是產(chǎn)生此次暴雨的必要條件，而水汽的輻合主要由低層水汽通量輻合造成，尤其是850 hPa以下的邊界層中占很大比例。

2.2.1 水汽含量分析

從比濕分布來看，“6·20”過程中2016-06-20T08：00沿河縣700 hPa上比濕在10～12 g/kg之間，850 hPa的比濕為16 g/kg以上，溫度露點差都小于2，處于水汽飽和區(qū)，有著良好的水汽條件。從風場分布來看，沿河縣位于700 hPa南支切變線東南側，急流軸左側；850 hPa切變線處于沿河中部，西南急流的左前側，都有良好的水汽輸送條件。

2.2.2 水汽通量及水汽通量散度分析

總的來說，本地高濕并不能保證有強降水發(fā)生，比如在沿海地區(qū)雖處于高濕狀態(tài)，但不一定產(chǎn)生降水，特別對于范圍大、強度強的暴雨來說，水汽源源不斷地輸送到某地區(qū)，并且在該地區(qū)形成水平輻合，才是導致暴雨發(fā)生的重要水汽條件。而水汽的水平輻合指的是水汽水平輸送到該地區(qū)的水汽大于輸出的水汽，反之即為水汽的輻散。一般降水率=，為水汽通量散度，而水汽通量散度由水汽平流項和散度項兩部分組成，風由比濕高地區(qū)吹向比濕低的地區(qū)，為濕平流，水汽平流項小于0，對水汽通量輻合有正的貢獻；反之為干平流，對水汽通量輻合有負的貢獻，水汽平流項大于0。

水汽通量散度垂直剖面和垂直速度時序如圖2所示。分析過程發(fā)生前水汽通量散度的垂直剖面（圖2（a））發(fā)現(xiàn)，2016-06-20T02：00，沿河縣（28.2°N～29.1°N）上空水汽輻合抬升至650 hPa，其上部為水汽通量散度正值區(qū)，下部為水汽通量負值區(qū)，表明該地有大量水汽輻合上升，輻合中心位于28°～28.6°N上空850 hPa高度處，中心值達﹣50×10-6g/（cm2·hPa·s）；從水汽通量場來看，2016-06-20T 08：00，850 hPa建立了水汽通道，水汽通道路徑為廣西—湖南—江西—浙江一帶，水汽通量中心位于湖南西部，中心值達30 g/（cm·hPa·s）。

圖2 水汽通量散度垂直剖面和垂直速度時序圖

從“6·20”大暴雨過程的水汽條件來看，中低層都處于水汽飽和區(qū)，都有充足的水汽供應，并在850 hPa上建立了水汽輸送通道，大暴雨落區(qū)處于水汽通量梯度大的區(qū)域；沿河縣上空為低層強輻合、高層輻散區(qū)域，水汽輻合中心在850 hPa高度處。

2.3 熱力條件分析

從假相當位溫剖面來看，2016-06-19T20：00，沿河縣能量值達到最大，350 K伸展到300 hPa，處于假相當位溫梯度區(qū)，最大值在近地層附近達到369 K，且在700 hPa高度有上升運動輻合中心，有利于短時強降水的發(fā)生。由于銅仁市本地沒有探空站，而銅仁離湖南懷化探空站相對較近，因此選取懷化探空資料特征變化來作診斷分析。2016-06-20T 08：00時懷化探空指數(shù)為﹣0.07 ℃，指數(shù)為40 ℃，值為774.7 J/kg，中低層都是西南急流，為暴雨區(qū)提供水汽和熱力輸送。

2.4 動力條件分析

降水的發(fā)生除了充足的水汽條件外，還需要較強的上升運動，特別對于短期強降水來說，一定存在著特別強盛的上升運動。對降水期間的上升運動做剖面分析，從沿河縣城測站（28.5°N～108.5°E）的垂直速度等值線時序（圖2（b））可見，沿河縣在降雨過程中從300～900 hPa均為上升運動區(qū)，在500～800 hPa為較強的上升區(qū)，最大抬升運動中心出現(xiàn)在2016-06-20T02：00，高度在600 hPa附近，強度達﹣55 Pa/s，之后逐漸減弱；可以看出，強上升運動為此次暴雨的發(fā)生提供了有利的動力條件。

3 結論

“6·20”暴雨過程屬于暖式低渦切變型，西南急流占主導，副高控制華南、華東；500 hPa高空槽、中低層低渦切變和地面輻合線共同作用，沿河縣處于北支切變南側、南支切變東側，西南急流左側，中低層建立起明顯的水汽輸送通道，處于水汽大值輻合區(qū)，為大暴雨過程的發(fā)生提供了源源不斷的水汽條件供應；低層輻合、高層輻散的抽吸作用有利于將水汽抽吸到高層，有利于暴雨過程的發(fā)生。

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P458

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.028

2095－6835（2021）08－0077－02

沿河縣近20年低渦切變型暴雨過程研究（黔氣科登[2020]03-19號）資助

蔡成瑤（1995—），女，大氣科學本科，助理工程師，主要從事綜合氣象業(yè)務研究。

〔編輯：張思楠〕