重慶市萬州區(qū)“7·14”大暴雨天氣過程分析

摘 要：利用常規(guī)觀測資料和萬州多普勒雷達探測資料，對2023年7月13日下午至14日上午重慶市萬州區(qū)大暴雨天氣過程的環(huán)流形勢和雷達回波特征進行了簡要分析。得出結(jié)論：（1）盛夏副高的微小擺動，會影響中低層系統(tǒng)移動路徑；500 hPa低槽與低層切變線低渦系統(tǒng)耦合，為渝東北提供了強勁的動力條件和水汽輻合；地面冷鋒為強對流發(fā)生提供了觸發(fā)機制；地面冷空氣有利于提高降水效率，增強過程降水極端性。（2）雷達圖上，呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)的高反射率因子回波帶和列車效應(yīng)是造成“7·14”大暴雨的直接原因。（3）萬州雷達對層云降水預(yù)估表現(xiàn)較好，但對積云對流引起的暴雨以上量級和范圍預(yù)估能力不足，需要在以后工作中不斷評估檢驗，提高預(yù)警預(yù)報準(zhǔn)確率。

關(guān)鍵詞：大暴雨；短時強降水；雷達回波；列車效應(yīng)

中圖分類號：P458.121.1 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

在全球氣候變暖的背景下，近年來我國極旱極澇等極端天氣頻發(fā)。例如，河南特大暴雨、2022年極端高溫、華北極端暴雨等災(zāi)害天氣的出現(xiàn)，引起了社會各界的高度關(guān)注。在日常工作中，強對流預(yù)報預(yù)警難度非常大，因其具有突發(fā)性強、局地性強、持續(xù)時間短、致災(zāi)嚴重等特點，一直受到國內(nèi)外氣象工作者高度關(guān)注。段鶴等[1]在短時強降水預(yù)報預(yù)警方面做了大量的工作；方德賢等[2]對川渝地區(qū)短時強降水的時空分布和物理量特征進行了統(tǒng)計；江玉華等[3]對重慶地區(qū)發(fā)生的強對流天氣雷達回波進行了分析，指出渦旋結(jié)構(gòu)是暴雨雷達回波的顯著特征；翟丹華等[4]分析了降水期間的雷達回波演變特征，也取得了明顯的成果。

萬州區(qū)位于重慶市東北部，地處三峽庫區(qū)腹心。長江自西南—東北向貫穿全區(qū)，區(qū)內(nèi)高山峽谷地形地貌復(fù)雜， 海拔高差大、溪河深切，自然條件脆弱。每年汛期，萬州暴雨洪澇災(zāi)害十分嚴重，給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚a(chǎn)生活、生命財產(chǎn)安全造成了重大損失。2023年6—7月萬州區(qū)先后經(jīng)歷5次暴雨天氣過程，其中“7·4”“7·14”達到大暴雨。據(jù)統(tǒng)計，“7·14”暴雨洪澇災(zāi)害造成全區(qū)直接經(jīng)濟損失8 261.045萬元，未出現(xiàn)人員傷亡。通過對“7·14”大暴雨天氣成因進行分析，加強對強降水、強對流等突發(fā)災(zāi)害性天氣的短臨監(jiān)測預(yù)警，確保提前發(fā)布氣象災(zāi)害預(yù)警信號，以期最大限度地減少氣象災(zāi)害帶來的損失。

1 天氣實況

7月13日14：00—14日14：00，重慶市萬州區(qū)出現(xiàn)一次強降水天氣過程，雨量分布不均，大暴雨主要集中在長江以北（圖1）。過程期間伴有明顯雷電、短時強降水。在105個氣象監(jiān)測站點中，降雨量100～249.9 mm的站點有23個，50～99.9 mm的站點有33個。最大降雨量為231.2 mm（萬州國家基本氣象站），突破本站1956年建站以來歷史極值（199.3 mm）；最大小時降雨量90.6 mm（五橋街道，14日05：00），突破萬州區(qū)小時雨量歷史極值（82.1 mm）。

從逐小時雨量看，降水主要分為2個時段：第一階段（13日17：00～21：00），強降水落區(qū)分散，局地性較強；第二階段（14日02：00～07：00），24個站累計降雨量超過50 mm，其中8站超過100 mm，有9站次小時雨強超過50 mm，具有累計雨量大、強降水范圍廣、極端性強的特點。

2 暴雨過程的成因分析

2.1 環(huán)流形勢

7月13日08：00 500 hPa亞洲中高緯為兩脊一槽的環(huán)流形勢，溫度場略落后于高度場，貝加爾湖以北為冷渦，冷渦底部分裂的短波槽攜帶冷平流南下影響我國北方；大陸高壓控制我國新疆一帶，副熱帶高壓（以下簡稱副高）西脊點位于110°E附近（圖2），重慶處于副高外圍的西南氣流中。700 hPa偏北風(fēng)（10～16 m/s）伴有8 ℃負變溫，孟灣經(jīng)重慶至四川盆地東部為一致的西南風(fēng)（4～8 m/s），冷暖氣流在陜甘南部至四川盆地形成東北—西南向切變線。850 hPa偏北風(fēng)與偏南風(fēng)在盆地東部輻合形成低渦。13日20：00 500 hPa大陸高壓和副高之間的低槽東移南壓影響川渝地區(qū)，副高略西伸至105°E附近，700 hPa切變線移至四川盆地東北部至南部一線，850 hPa四川盆地轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，低渦移至渝東北地區(qū)，萬州處于低渦中心附近，有正渦度平流輸送，水汽輻合上升，有利于強降水的產(chǎn)生。14日08：00 500 hPa低槽東移，低層切變線和低渦位置維持，700 hPa偏北風(fēng)風(fēng)速增至20 m/s，南風(fēng)較弱，加強風(fēng)速和風(fēng)向切變，有利于降水的維持和加強。

從海平面氣壓場分析看，7月13日白天重慶地區(qū)受暖低壓控制，有利于該地區(qū)增溫增濕。20：00甘肅南部至渝東北氣壓梯度達20 hPa，渝東北處于地面冷高壓前沿，有弱冷空氣侵入。13日夜間地面冷鋒移動緩慢，鋒面抬升觸發(fā)的對流云團不斷發(fā)展維持在萬州一帶，同時地面冷空氣也有利于產(chǎn)生上升運動，提高降水效率，從而形成大暴雨天氣。

綜上分析可知，此次過程副高來回擺動，影響了500 hPa低槽、低層切變線和低渦系統(tǒng)的移動路徑，使得低層系統(tǒng)較長時間維持影響渝東北；同時，中低層系統(tǒng)耦合，為渝東北提供了強勁的動力條件和水汽輻合，有利于該地區(qū)強降水產(chǎn)生和持續(xù)；地面冷鋒為強對流發(fā)生提供了觸發(fā)機制。

2.2 探空圖

選取離萬州較近的達州探空資料，13日08：00探空曲線呈“上干下濕”形態(tài)，CAPE為1 491.6 J/kg且為狹長形，850 hPa θse達87 ℃，K指數(shù)40.2 ℃，SI指數(shù)0.56 ℃，850 hPa露點溫度19 ℃，具有適合對流發(fā)展的潛勢條件；0～6 km垂直風(fēng)切變?yōu)?.8 m/s，0 ℃層高度5.4 km，暖云層較厚，利于短時強降水出現(xiàn)。20：00 K指數(shù)仍然維持36 ℃以上，850 hPa θse為78 ℃，850 hPa比濕14 g/kg，地面至800 hPa風(fēng)向逆轉(zhuǎn)，有淺薄冷空氣侵入，增強了層結(jié)不穩(wěn)定性，同時自由對流高度（LFC）為345 m，非常有利于對流發(fā)展。14日08：00 K指數(shù)明顯降至30 ℃，850 hPa θse為62 ℃，濕層深厚，降水仍然持續(xù)，能量耗散，進而轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水。

3 雷達產(chǎn)品分析

3.1 反射率因子演變與強降水的關(guān)系

分析過程期間萬州多普勒雷達資料，13日下午17：00萬州區(qū)郭村、新田以及余家、孫家附近上空有對流單體生成，郭村回波強度達54.5 dBz，該時刻地面對應(yīng)31.1 mm的降水。在西南氣流的引導(dǎo)下，對流單體快速向東北方向移動，18：00形成一前一后的回波A和B，其中回波A的中心強度53.5 dBz，45 dBz以上的回波伸展高度超過4 km，ET回波頂高17 km，強回波在后山鎮(zhèn)附近上空持續(xù)時間為30 min左右，實況顯示：18：00～19：00后山鎮(zhèn)四平站出現(xiàn)49.7 mm、彈子鎮(zhèn)30.4 mm的短時強降水?；夭ˋ和B附近不斷有新的對流單體觸發(fā)生成合并，回波中心強度為56.5 dBz，19：00～20：00地面實況有2個站雨強超過30 mm，最大雨強為太龍鎮(zhèn)48.1 mm。

14日凌晨開始，地面鋒面先后在萬州區(qū)觸發(fā)多個對流單體形成并快速發(fā)展、合并，回波組織結(jié)構(gòu)較好，02：30形成一條東北—西南向的帶狀回波，其長度超過100 km，回波最大強度為56 dBz。帶狀回波前段（云陽縣境內(nèi)）在東北移動過程中移速較快呈減弱趨勢，而位于萬州境內(nèi)的帶狀回波移速慢（20 km/h），且有新的強單體生成更替，45 dBz以上的較強回波持續(xù)時間長，地面資料顯示，02：00～04：00有13站次小時雨量超過20 mm，其中03：00～04：00長嶺鎮(zhèn)茶店村76.0 mm、五橋街道54.2 mm；該時段有9個雨量站累計雨量超過50 mm，茶店村為130.3 mm。與此同時墊江梁平方向有混合降水回波向萬州方向移動，04：30左右與帶狀回波合并發(fā)展成以對流性降水為主的混合降水回波，回波基本穩(wěn)定位于萬州城區(qū)及西南部一帶，隨著上述混合降水回波東北移動，列車效應(yīng)使得萬州區(qū)的強降水得以持續(xù)，04：00～07：00地面上有9站次小時雨量超過50 mm，其中04：00～05：00五橋街道90.6 mm突破萬州區(qū)小時雨量歷史極值；該時段有23個雨量站累計雨量超過50 mm，6站超過100 mm，五橋街道165.0 mm、萬州城市站151.4 mm。07：00以后，降水回波強度明顯減弱，以層云降水為主，對應(yīng)降水強度也減弱，小時雨量普遍在10 mm以下，最大小時雨強為15.1 mm（07：00～08：00）。

3.2 短時強降水檢驗

3.2.1 逐3 h累計降水

ROSE2.1降水量產(chǎn)品估計未來3 h累計降水以THP（79號產(chǎn)品）為主，選取14日凌晨至上午的降水時段進行評估檢驗[5]。通過對此期間萬州雷達逐3 h預(yù)估降水量和實況對比分析，14日00：00～03：00強降水初期，主要在萬州城區(qū)附近、西部地區(qū)以及太龍、長嶺、白羊等地交界處出現(xiàn)較強降水，有5個站雨量超過50 mm，最大雨量孫家鎮(zhèn)亭子埡94.8 mm，萬州雷達3 h降水預(yù)估超過10 mm的降水區(qū)主要在城區(qū)附近，預(yù)估最大值33 mm，降水范圍和量級均較實況偏??；03：00～06：00地面降水強度明顯增強，50 mm以上的降水落區(qū)位于長江以北，50.0～99.9 mm的雨量站有17個，100 mm以上的站點有6個，最大雨量為五橋街道154.5 mm，雷達3 h預(yù)估對暴雨以上量級和落區(qū)預(yù)估表現(xiàn)較差，預(yù)估的降雨量級為中到大雨，局地暴雨，最大降雨量只有58 mm。06：00～09：00雨帶南壓，降雨強度減弱，有2個站雨量超過50 mm，最大雨量郭村54.8 mm，而該時刻雷達預(yù)估的強降水范圍和強度均表現(xiàn)最強，預(yù)估雨帶的位置和03：00～06：00實況基本一致，表明預(yù)估的強降水時段滯后，預(yù)估的最大值78 mm。09：00～12：00以層云回波降水為主，雷達降水預(yù)估小到中雨量級表現(xiàn)較好。從降水時段來看，萬州雷達對此次強降水時段預(yù)估存在偏差；從量級上看，萬州雷達對層云降水預(yù)估表現(xiàn)較好，但對積云對流引起的暴雨以上量級和范圍估計偏小。

3.2.2 小時雨量大值區(qū)

ROSE2.1用 OHP降水量產(chǎn)品（78號）來估計未來1 h降水量。此次過程短時強降水（小時雨強≥20 mm/h）主要集中在14日02：00～07：00，因此選取該時段萬州雷達OHP產(chǎn)品來進行評估檢驗。14日02：00，雷達預(yù)估1 h降水在孫家、九池街道周邊局地有超過10 mm的降水，最大值為33 mm，實況顯示有6個雨量站超過20 mm，最大值為44.4 mm（孫家鎮(zhèn)亭子埡），預(yù)估的局地強降水落區(qū)與實況有一定差異，1 h降水預(yù)估最大值較實況略偏小。03：00雷達產(chǎn)品預(yù)估白羊、長嶺等地有超過20 mm的降水量，最大值為45 mm，實況顯示有9個雨量站超過20 mm，最大小時雨量76.0 mm（長嶺鎮(zhèn)茶店村），預(yù)估的降水落區(qū)與實況基本吻合，但預(yù)估最大值較實況偏小。04：00雷達產(chǎn)品預(yù)估在萬州主城區(qū)、長嶺、太龍等地有超過20 mm的降水，最大值為38 mm，實況該時刻小時雨強達到最大，全區(qū)共有23個雨量站超過20 mm，最大小時雨量90.6 mm（五橋街道），預(yù)估的強降水落區(qū)和量級均較實況偏小。05：00雷達預(yù)估在萬州西南部至主城區(qū)附近有20 mm以上的降水，強降水中心在城區(qū)雙河口街道附近，預(yù)估最大值為53 mm，實況共有14個雨量站超過20 mm，最大雨量66.8 mm（分水鎮(zhèn)三正），預(yù)估的強降水中心與實況有所偏差。06：00降水產(chǎn)品預(yù)估在分水、李河、甘寧、柱山等地有10 mm以上的降水區(qū)，最大值為24 mm，實況顯示，該時刻小時雨強和強降水范圍均較前2個時次明顯減小，全區(qū)共有11個雨量站超過20 mm，最大雨量32 mm（郭村鎮(zhèn)），雷達產(chǎn)品的雨量最大值預(yù)估表現(xiàn)較好，但20 mm以上的降水落區(qū)預(yù)估表現(xiàn)較差。

4 結(jié)論

2023年7月13—14日，重慶市萬州區(qū)出現(xiàn)大暴雨天氣，累計降雨量和最大小時雨強打破本地歷史氣象紀(jì)錄。利用常規(guī)氣象觀測資料，對此次過程的環(huán)流形勢和雷達產(chǎn)品進行了簡要分析，得出以下結(jié)論：

（1）盛夏副高的微小擺動，會影響中低層系統(tǒng)的移動路徑；500 hPa低槽與低層切變線低渦系統(tǒng)耦合，為渝東北提供了強勁的動力條件和水汽輻合；地面冷鋒為強對流的發(fā)生提供了觸發(fā)機制；地面冷空氣有利于提高降水效率，增強過程降水的極端性。

（2）在雷達圖上，呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)的高反射率因子回波，列車效應(yīng)是造成“7·14”大暴雨的直接原因。

（3）萬州雷達對此次過程層云降水預(yù)估表現(xiàn)較好，但對積云對流引起的暴雨以上量級和范圍預(yù)估能力不足，需要在后續(xù)工作中不斷評估檢驗，提高預(yù)警預(yù)報準(zhǔn)確率。

參考文獻

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作者簡介：夏菲（1991—），女，四川鄰水人，工程師，主要從事縣級綜合氣象業(yè)務(wù)工作。