2022 年9 月16 日石林、羅平、江城局地短時強降雨分析

張婧琦

石林彝族自治縣氣象局，云南石林 652200

1 實況特征、災情和社會影響

1.1 石林、羅平、江城的地理位置、地貌及當日降水情況

石林彝族自治縣位于云南省昆明市，屬喀斯特地貌，境內地勢東高西低。圖1是2022年9月16日09:00～11:00的石林縣、羅平縣、江城縣的降水分布和最高降水量站點降水時序圖。由圖1可知，降水落區(qū)集中，只出現(xiàn)在北小村附近，石林街道的區(qū)域站降雨量普遍在20 mm左右，只有北小村的降水高出周圍站點40 mm，有明顯的局地邊界輪廓。

圖1 石林、羅平、江城9月16日09:00～11:00降水情況

圖2反映了石林縣10:00～11:00降水量最大的前10個站點09:00～12:00的降水情況，能明顯看出前3名的降水普遍在20 mm以上，降水折線有明顯的、尖銳的最高點[1]。

圖2 石林、羅平、江城最大值降水時前10名降水站點對比

羅平縣位于云南省曲靖市，地勢西北高、東南低。由圖1可知，09:00～11:00的羅平縣降水集中在栗樹坡、多依、老寨、舊屋基，普遍降水都在60 mm以上，其中，栗樹坡87.7 mm為全縣最高。從圖2折線圖看，栗樹坡、多依、長底、舊屋基4個站點的降水呈現(xiàn)明顯的突增突降變化。

江城哈尼族彝族自治縣位于云南省南部普洱市，地處橫斷山脈，地形起伏大，切割深，地勢呈西北高東南低[2]。江城縣1 h降雨量最大值出現(xiàn)在10:00的板河村。板河村09:00～11:00累計降雨量達117.5 mm，為江城縣最大值，也是當時云南省累計降水量最大值，排名第一。

石林、羅平、江城三縣的短時強降雨都呈現(xiàn)出突增突降變化，局部分界明顯，強降水中心雨量極高。

1.2 災情和社會影響

北小村、臺創(chuàng)園均采用現(xiàn)代化農業(yè)大棚種植技術[4]，處于疏松多孔的喀斯特地貌，沒有積水積澇[5]，無重大災情。

羅平縣受災人數(shù)3 212人，農業(yè)受災面積127.86 hm2，經(jīng)濟損失133.91萬元，主要受災作物為玉米和水稻。

江城縣2 188人受災，農業(yè)受災面積172.93 hm2，經(jīng)濟損失445.09萬元，主要受災作物為玉米和水稻。

2 預報檢驗和預報難點

從客觀參考的量級上看，智能平臺給出的預測降水量級只有20 mm，若剔除個別點看剩余的點，完全符合預報結果。說明智能預警平臺在大尺度到縣域級別預報能力是優(yōu)秀、準確的。此次降雨集中在1 h內1個站點附近，具有很強的局地破壞性，發(fā)展快速且與其他一般降水沒有明顯區(qū)分特征，這給業(yè)務預報帶來了很大的困難。

從降水級別上看，屬于暴雨橙色級別了[6]，根據(jù)要求，橙色及以上級別的預警要向縣市級領導報備，但顯然10 min不能完成整個報備流程。

3 強降雨成因及預報偏差分析

3.1 中小尺度系統(tǒng)精細化發(fā)展演變

3.1.1 三地結合分析三地雖然均位于云南省，但直線距離相差100～360 km，并不是同一塊云團造成三地同時、同樣的降水，而是三地的云團性質高度相似，下墊面性質也高度相似。三地都出現(xiàn)了發(fā)展速度快、邊界清晰明顯的強降水，互相結合對比分析，更容易找出降水發(fā)展的必然性和規(guī)律性。

在降水時，從智能平臺上觀察，發(fā)現(xiàn)三地雷達中心回波的剖面均出現(xiàn)了明顯的“核”，類似冰雹云的結構[7](圖3)?！昂诵摹睆姸染^55 dBz，中心距地高度4～5.5 km，核心的投影半徑不超過1 km?！昂诵摹蔽恢门c降水最強的站點一一對應，時間上也符合?？梢哉J為是此“核心”結構造成的局地短時強降雨。雖然雷達剖面圖能很好地判斷降水對應關系，但智能平臺上雷達剖面產品延遲時間達18 min，不滿足業(yè)務預報的需求。

圖3 北小村、栗樹坡村、板河村雷達剖面出現(xiàn)核心

3.1.2 石林的回波移動路徑上的地形分析從回波的移動方向來看，回波最初是從小河村方向向東南方向移動，遇到了北小村附近的山脈抵擋，逐漸向前進方向的兩邊推開，回波主體向東北方向的陸良移動，少量回波向西南方向打散攤平，移動路徑如圖4所示。

圖4 石林地形和云團移動路徑

從地形高程圖不難看出，石林整體為東高西低的形勢，北小村位于一個高度階梯的過渡帶上，回波從石林小河村方向向北小村移動跨越了一個高度差約為70 m的階梯，向陸良方向移動的高度差近50 m，而2條路徑上最高點和最低點的直接距離只有5 km左右。

3.1.3 羅平的回波移動路徑上的地形分析結合組合反射率和速度圖發(fā)現(xiàn)，羅平降水的云團從南部而來向北部移動，遇到山脈阻擋，緩慢地向西北移動尋找突破方向(圖5)。羅平的地勢北高南低，高差約1 000 m。從降水落點來看，強降水主要集中在栗樹坡村—舊屋基—安木勒一帶，這是從南向北跨越1 250 m海拔的一個階梯，降水集中在山脈一側，山脈后基本無降水。

圖5 羅平地形和云團移動路徑

3.1.4 江城回波移動路徑上的地形分析結合江城的地形分析可見，江城縣有2條西北—東南向的山脈，中間為一河谷地帶，中部南部，東南角地勢偏低。根據(jù)速度圖和組合反射率圖分析的移動方向來看，江城的降雨云團應從地勢較低的南部進入，“卡入”河谷后被山脈阻擋，向山脈兩側推開尋找較低的地方翻越，但整個山脈長而連綿，最后從板河村附近的山谷向北翻越山峰(圖6)。

圖6 江城地形和云團移動路徑

石林、羅平和江城短時強降雨的特點如下：一是降水位置均出現(xiàn)在翻越坡度過大的山脈前，山脈背后降水稀少；二是暴發(fā)性降水前回波持續(xù)時間長，降水后迅速消散。

3.3 關鍵物理量診斷分析

預測此類降水的關鍵點在于速度和地形。坡度、速度絕對值和降水值的對應關系見表1。從表1可以看出，降水值與坡度值的對應關系更強。

表1 三縣降水量最大站點的坡度、速度、降水量

3.4 強降水預報偏差成因

此次短強降水速度快、暴發(fā)性強，智能預報平臺難以捕捉。報警閾值沒有對鄉(xiāng)鎮(zhèn)級因地制宜地進行差異化訂正，沒有考慮地形坡度對降水的影響[7]。

4 結論

速度和地形對此類強降水的關系可以總結為速度值越大，降水越強；坡度越大，降水越強。在實際業(yè)務中，要注意以下幾點。

第一，快速預報。業(yè)務值班中要時常注意看“云團移動路徑上有沒有坡度大的山體”和“云團撞向山體的速度大不大”；還要準備好預發(fā)布的文件材料，不要在文字內容等一般性任務上浪費時間。

第二，快速發(fā)布。針對發(fā)展快速級別高的過程，讓智能程序自動檢測，在達到報警閾值時，優(yōu)先推送預警信號給對應鄉(xiāng)鎮(zhèn)的村委會村民；再由業(yè)務值班員報備審批后發(fā)布正式預警，此“自下而上”的預警流程更適合短臨過程的預警。

第三，規(guī)避風險。結合三地的受災情況來看，采用了現(xiàn)代化鋼架結構大棚的臺創(chuàng)園地區(qū)受災影響最小，可以嘗試在暴雨冰雹等災害多發(fā)地區(qū)推廣半永久性鋼架大棚的建設或種植非夏季生長的作物，使作物生長周期避開災害多發(fā)時間。