2021年浙江西南部一次區(qū)域性暴雨過程綜合分析

何靚 安濤

摘要 由于暴雨災(zāi)害具有較強(qiáng)的破壞性、突發(fā)性、局地性的特征。因此，目前針對(duì)如何有效提高針對(duì)暴雨氣象預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性已經(jīng)成為氣象行業(yè)工作者和相關(guān)研究者的目標(biāo)和科研熱點(diǎn)問題。本研究以2021年浙江省西南部“6·30”暴雨為例，從環(huán)流條件、動(dòng)力條件、水汽條件并結(jié)合雷達(dá)、衛(wèi)星等綜合分析了該暴雨的形成過程和變化特征，得到了較為豐富可靠的結(jié)論，以期為今后氣象行業(yè)工作者針對(duì)類似暴雨過程的分析提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 暴雨過程；浙江西南部；綜合分析

中圖分類號(hào)：P458.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）04–0076-03

暴雨通常是指降水強(qiáng)度較大的雨，從指標(biāo)上來說，是指每小時(shí)降雨量超過16 mm，或12 h內(nèi)降雨量超過30 mm，或24 h內(nèi)降雨量超過50 mm[1]。根據(jù)中國(guó)氣象行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，24 h內(nèi)降水量達(dá)到或超過50 mm的雨被稱為“暴雨”。同時(shí)“暴雨”按照降水強(qiáng)度大小可以分為3個(gè)等級(jí)：連續(xù)24 h內(nèi)降水達(dá)到50～99.9 mm的降雨被稱為“暴雨”；連續(xù)24 h內(nèi)降水達(dá)到100～250 mm的降雨被稱為“大暴雨”；連續(xù)24 h內(nèi)降水超過250 mm的降雨被稱為“特大暴雨”[2]。

暴雨通常也是自然界中最嚴(yán)重、最常發(fā)生的氣象災(zāi)害之一，通常在空間上具有局地性，在時(shí)間上具有突發(fā)性，容易造成洪澇、滑坡和泥石流等次生災(zāi)害，導(dǎo)致江河泛濫、農(nóng)田被淹、工程失事，嚴(yán)重危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，可能造成重大經(jīng)濟(jì)損失。中國(guó)是一個(gè)暴雨發(fā)生概率較高的國(guó)家，歷史上曾發(fā)生過較多由暴雨引發(fā)的災(zāi)害事件[3]。例如：河南“75·8”特大洪水災(zāi)害，共造成2.6萬(wàn)人死亡，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)34.97億元；北京的“7·21”特大暴雨，共造成79人死亡，受災(zāi)人數(shù)達(dá)190萬(wàn)；以及“82·5”北江大洪水、濟(jì)南“7·18”大暴雨”，2020年5月21—22日的廣州特大暴雨等。

暴雨的發(fā)生過程具有較強(qiáng)的突發(fā)性和形成的復(fù)雜性。因此，如何提高暴雨氣象預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性是氣象行業(yè)工作者的目標(biāo)和研究的熱點(diǎn)問題。李陽(yáng)斌等[4]科學(xué)分析了2013年5·16廣東省清遠(yuǎn)特大暴雨；徐娟等[5]對(duì)比分析了2011年6月中旬梅汛期的3場(chǎng)暴雨過程；張春艷等[6]分析了2011年浙江梅汛期的暴雨特征和對(duì)天氣系統(tǒng)的影響；王龍學(xué)等[7]分析了長(zhǎng)江中下游多個(gè)地區(qū)汛期暴雨的發(fā)生頻次和時(shí)空分布特征；鐘靜等[8]和呂吉法[9]比較分析了寧海鳧溪流域的“9216”和“9219”臺(tái)風(fēng)暴雨和洪水的發(fā)生過程。這些針對(duì)暴雨發(fā)生過程的分析和研究各有側(cè)重，但都遵循了相關(guān)機(jī)制和科學(xué)的分析手段和過程。

本研究以2021年浙江省西南部“6·30”區(qū)域性暴雨為案例，利用科學(xué)的分析方法綜合分析了該暴雨形成的全過程，并對(duì)分析技術(shù)手段的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)。

1 暴雨過程分析方法

1.1 暴雨預(yù)報(bào)與過程分析

暴雨天氣主要是由中尺度系統(tǒng)造成的，而中小尺度系統(tǒng)是由天氣尺度系統(tǒng)作用發(fā)展和形成的，且天氣尺度系統(tǒng)通常受到大氣環(huán)流的制約[10]。因此，暴雨的產(chǎn)生是時(shí)空尺度系統(tǒng)相互作用的產(chǎn)物[11]。

針對(duì)暴雨的預(yù)報(bào)，尤其是針對(duì)中小尺度暴雨對(duì)流系統(tǒng)的預(yù)報(bào)，極易出現(xiàn)漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)的問題[12]。因此，針對(duì)暴雨的定量預(yù)報(bào)通常受到觀測(cè)方法、理論知識(shí)和模式誤差等多方面因素的限制[13]。其中的主要原因是目前學(xué)界對(duì)中小尺度暴雨形成過程的分析和現(xiàn)階段的氣象業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)模式精細(xì)化程度不高。

1.2 綜合分析方法

本研究針對(duì)暴雨過程的分析流程主要包括：（1）暴雨概況與資料收集，介紹浙江省西南部“6·30”區(qū)域性暴雨的基本情況，并對(duì)基本的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行收集匯總；（2）天氣形勢(shì)特征分析，以不同高度的高空環(huán)流勢(shì)場(chǎng)圖為基礎(chǔ)，分析研究區(qū)在該暴雨發(fā)生時(shí)間內(nèi)天氣形勢(shì)的變化；（3）動(dòng)力條件分析，以區(qū)域暴雨中心衢州站為例，分析了該暴雨發(fā)生時(shí)間內(nèi)垂直速度變化；（4）水汽條件分析，以研究區(qū)域暴雨發(fā)生時(shí)間內(nèi)整層可降水量數(shù)據(jù)和水汽通量散度變化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析水汽條件；（5）其他分析，主要分析研究區(qū)的雷達(dá)圖像和衛(wèi)星云圖。針對(duì)以上5個(gè)分析步驟，實(shí)現(xiàn)對(duì)暴雨全過程的綜合分析。

2 浙江西南部“6·30”區(qū)域性暴雨過程分析

2.1 暴雨概況

根據(jù)對(duì)相關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)，該暴雨發(fā)生的全過程為：6月29日20：00～30日20：00，影響浙江省主要區(qū)域?yàn)檎憬∥髂喜康尼橹?、麗水、金華等地；此過程降雨量為：衢州139.5 mm、金華63.8 mm、麗水56.2 mm，最大小時(shí)雨強(qiáng)為67.1 mm（30日09：00開化本站），暴雨中心強(qiáng)降水主要集中在30日00：00～10：00。本研究主要從預(yù)報(bào)角度綜合分析了該次暴雨的過程，并對(duì)技術(shù)過程進(jìn)行總結(jié)，可以為以后的預(yù)報(bào)工作提供實(shí)踐參考。

2.2 天氣形勢(shì)特征分析

2.2.1 500 hPa高空形勢(shì)圖分析 從500hPa高空形勢(shì)圖上分析，東亞區(qū)域6月29日20：00 500 hPa環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)。具體分析為：中高緯呈兩低一高，副高脊線22°N，588線西伸110°E，北界華南地區(qū)，華北冷渦位置偏南（40°N），從其底部分裂出的小槽給暴雨的發(fā)生發(fā)展提供動(dòng)力條件，同時(shí)帶來其后部的冷空氣，與副高北部的西南暖濕氣流交匯，為強(qiáng)降水的形成提供了十分有利的大尺度動(dòng)力和水汽條件。

2.2.2 中低層形勢(shì)圖分析 從700 hPa、850 hPa高空形勢(shì)圖上分析，6月29日20：00 700 hPa、850 hPa環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)分別見圖1a、圖1b。具體分析結(jié)果為：29日20：00 700 hPa槽線東端已延伸至浙江省北部，低渦中心已進(jìn)入渤海，西南氣流旺盛，大值中心位于杭州、衢州上空，為16 m/s；850 hPa為冷性切變，并逐漸南壓，切變線兩側(cè)風(fēng)速差異較大，西南急流明顯，切變北側(cè)北風(fēng)不明顯。

2.3 動(dòng)力條件分析

本研究以位于浙江西南部的此次強(qiáng)降水中心衢州站為例，進(jìn)行29日08：00～30日20：00散度時(shí)間—高度剖面分析。具體分析結(jié)果為：從29日08：00～30日20：00，低層一直存在輻合區(qū)，30日02：00～14：00輻合加強(qiáng)，在08：00～14：00達(dá)到最大值，同時(shí)高層存在輻散大值區(qū)，兩者配合，有利于促使垂直上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和加強(qiáng)，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了動(dòng)力條件。

再對(duì)30日08：00沿119°E開展垂直剖面分析。垂直速度：上升運(yùn)動(dòng)區(qū)已達(dá)200 hPa，為水汽的快速凝結(jié)乃至降雨的形成提供了很好的動(dòng)力條件，極易形成短時(shí)強(qiáng)降水，垂直上升運(yùn)動(dòng)中心區(qū)域和暴雨中心基本一致。垂直螺旋度：暴雨區(qū)上空螺旋呈低層正螺旋度，高層為弱的負(fù)螺旋度，高層負(fù)螺旋度與低層正螺旋度重疊，使得流體能量耗散減慢，是觸發(fā)暴雨的動(dòng)力機(jī)制，有利于螺旋結(jié)構(gòu)的維持，帶來持續(xù)性的強(qiáng)降水天氣。

2.4 水汽條件分析

2.4.1 整層可降水量 通過分析浙江上空整層可降水量，有利的水汽條件見圖2。

2.4.2 水汽通量散度分析 分析該區(qū)域所收集到的6月30日02：00～11：00水汽通量散度圖（圖3）。從水汽通量散度場(chǎng)層面可以看到西南暖濕氣流帶來的水汽在浙江西南部形成輻合中心區(qū)，浙江衢州上空水汽通量散度持續(xù)輻合，與此次強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)可以看到整層水汽輻合比強(qiáng)降雨發(fā)生要早幾個(gè)小時(shí)，對(duì)強(qiáng)降雨落區(qū)等的預(yù)報(bào)有較好的參考意義。

2.5 其他分析

2.5.1 雷達(dá)資料分析 根據(jù)對(duì)收集到的雷達(dá)基本反射率圖雷達(dá)資料，得到的雷達(dá)資料分析結(jié)果為：00：00～03：00、06：00～10：00有回波不斷東移加強(qiáng)，形成列車效應(yīng)，小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)到30～50 mm，03：00后45 dBz以上強(qiáng)回波區(qū)向南擴(kuò)散，產(chǎn)生區(qū)域性短時(shí)強(qiáng)降水。

2.5.2 紅外云圖分析 分析30日02：15衛(wèi)星云圖，衢州上空有云頂亮溫≤-70 ℃的對(duì)流云團(tuán)，結(jié)合垂直速度場(chǎng)看，02：00衢州上空有下沉氣流，有利于將高層的冷空氣帶到地面，強(qiáng)迫抬升周圍的暖濕空氣，形成新的對(duì)流云團(tuán)，產(chǎn)生持續(xù)性短時(shí)強(qiáng)降水。

3 綜合分析結(jié)果

通過利用第2節(jié)的多種技術(shù)手段和分析方法對(duì)研究區(qū)的暴雨發(fā)生過程進(jìn)行多維度的綜合分析，可以得到以下結(jié)論：

（1）此次暴雨主要是在南下的干冷空氣與副高邊緣西南暖濕氣流的相互影響下產(chǎn)生的。500 hPa華北冷渦位置偏南（渤海），底部西風(fēng)帶小槽引導(dǎo)冷空氣南下提供動(dòng)力強(qiáng)迫條件，并由于副高勢(shì)力強(qiáng)，形成冷暖空氣對(duì)峙，同時(shí)高低空急流的維持是此次暴雨過程的主要影響系統(tǒng)。

（2）此次暴雨水汽充沛，整層可降水量60～70 mm，暴雨區(qū)存在水汽通量散度輻合中心。

（3）垂直螺旋度可以對(duì)暴雨持續(xù)時(shí)間作為一個(gè)參考，水汽通量散度輻合區(qū)走向可以作為暴雨落區(qū)的參考。

（4）當(dāng)發(fā)展旺盛的對(duì)流云團(tuán)中存在下沉氣流時(shí)，易產(chǎn)生列車效應(yīng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

暴雨作為自然界發(fā)生最嚴(yán)重且最長(zhǎng)發(fā)生的氣象災(zāi)害之一，由于其發(fā)生通常在空間上具有局地性，在時(shí)間上具有突發(fā)性的特征，加之影響暴雨的形成因素較為復(fù)雜等。因此，如何有效提高針對(duì)暴雨氣象預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性成為氣象行業(yè)工作者和研究者的目標(biāo)和目前研究的熱點(diǎn)問題。本研究以浙江西南部“6·30”區(qū)域性暴雨為例，分別從環(huán)流條件、動(dòng)力條件、水汽條件并結(jié)合氣象雷達(dá)圖和衛(wèi)星云圖等方法和技術(shù)手段綜合分析了該暴雨的形成過程和變化特征，得到了較為翔實(shí)的結(jié)論，并總結(jié)了該分析技術(shù)過程。該技術(shù)過程可以為以后氣象行業(yè)工作者分析暴雨過程提供技術(shù)路線和參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張坤.暖云降水主導(dǎo)的廣州“5·7”暴雨中電荷結(jié)構(gòu)特征模擬研究[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2021.

[2] 陳宇航.云微物理過程對(duì)北京“7·20”暴雨對(duì)流系統(tǒng)觸發(fā)的影響[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2021.

[3] 丁一匯.中國(guó)暴雨理論的發(fā)展歷程與重要進(jìn)展[J].暴雨災(zāi)害，2019，38（5）：395-406.

[4] 李陽(yáng)斌，李翠華，鄧朝陽(yáng).2013年5·16廣東清遠(yuǎn)特大暴雨分析[J].廣東氣象， 2015，37（1）：27-30，39.

[5] 徐娟，陳勇明.2011年6月中旬梅汛期3場(chǎng)暴雨過程的對(duì)比分析[J].浙江氣象，2014，35（4）：7-12.

[6] 張春艷，王力，孫明明，等.2011年浙江梅汛期暴雨特征及影響天氣系統(tǒng)分析[J].暴雨災(zāi)害，2012，31（2）：132-140.

[7] 王龍學(xué)，壽紹文，楊金虎.長(zhǎng)江中下游地區(qū)汛期暴雨頻次的時(shí)空分布特征[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2006（4）：541-545.

[8] 鐘靜，林小杰，彭超，等.氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2021（11）：124-126.

[9] 呂吉法.寧海鳧溪流域“9216”、“9219”臺(tái)風(fēng)暴雨洪水比較分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（17）：57.

[10] 莊曉翠，李博淵，趙江偉，等.天山南坡暖季暴雨過程的水汽來源及輸送特征[J].干旱氣象，2022，40（1）：30-40.

[11] 呂陽(yáng)昆，李陽(yáng)，杜小玲.貴州西南部近5a突發(fā)性暴雨時(shí)空特征分析[J].中低緯山地氣象，2022，46（1）：54-60.

[12] 劉占勝.現(xiàn)代城市暴雨洪澇災(zāi)害對(duì)策研究[J].北方經(jīng)濟(jì)，2022（2）：70-72.

[13] 陳雪，萬(wàn)修全，馬偉偉.西南黃海環(huán)流及其對(duì)滸苔分布的影響[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，52（4）：1-11.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Abstract Due to the strong destructive， sudden and local characteristics of rainstorm disasters. Therefore， at present， how to effectively improve the real-time and accuracy of the rainstorm weather forecast has become the goal and research hotspot of the meteorological industry workers and relevant researchers. Taking the “6·30” rainstorm in the southwest of Zhejiang Province in 2021 as an example， this study comprehensively analyzed the formation process and change characteristics of the rainstorm from the circulation conditions， dynamic conditions， water vapor conditions， radar， satellite， etc.， and obtained relatively rich and reliable conclusions， in order to provide a basis for future meteorological practitioners to analyze similar rainstorm processes.

Key words Rainstorm process; Southwest Zhejiang; Comprehensive analysis

作者簡(jiǎn)介 何靚（1988—），女，江西九江人，助理工程師，主要從事氣象研究工作。