長沙6月22日暴雨天氣探空資料分析及應(yīng)對措施

摘 要：采用6月22日07：00長沙站及鄰近探空數(shù)據(jù)、天氣圖、雷達圖等分析資料，對暴雨天氣進行分析，得出結(jié)論：（1）07：00探空受到降水的影響，氣壓降幅最大為132 hPa，升速最小為188 m/min，最多降低223 m/min。（2）07：00近地面至286 hPa濕度保持在100%，露溫差為0，厚度達10 km，外部環(huán)境輸送了大量水汽至長沙地區(qū)，具有良好的、持久的降水條件。（3）07：00存在地面東北風(fēng)經(jīng)875 hPa東南風(fēng)最終至795 hPa西南風(fēng)的高低風(fēng)向切變，且風(fēng)速在500 hPa以下基本小于10 m/s，保持水汽維持在長沙。（4）07：00探空過程是在500 hPa高空槽前、700 hPa切變南側(cè)、850 hPa低渦切變共同影響下進行的。降水量02：00～13：00累計102 mm，達到大暴雨級別。探空前，結(jié)合地面降水量、雷達回波圖判斷充氣量，保證業(yè)務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：暴雨；探空；L波段雷達

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）08–0-03

暴雨是一種常見的氣象災(zāi)害天氣，具有持續(xù)時間長、影響范圍廣、突發(fā)性強等特點，易導(dǎo)致城市內(nèi)澇、山體滑坡、泥石流等，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、生命財產(chǎn)等造成嚴重危害[1-4]。在業(yè)務(wù)上，若探空觀測遇到降雨，常在雨勢開始減弱時施放氣球，若遭遇持續(xù)暴雨時，則無法判斷雨勢減弱的時間，從而影響正常釋放氣球，對降雨強度估計得不充分，會導(dǎo)致氣球動力不足、無法突破降雨層、達不到500 hPa，導(dǎo)致重新放球、觀測質(zhì)量降低[5-6]。長沙站2023年6月22日02：00～13：00

出現(xiàn)暴雨，致使07：00的探空觀測在暴雨區(qū)展開。采用07：00及鄰近2次探空觀測資料，配合天氣系統(tǒng)、雷達圖等進行對比分析，找出暴雨對探空觀測的影響，為氣象服務(wù)、科學(xué)研究等提供一定的信息保障。

1 資料來源與分析方法

采用的數(shù)據(jù)來自長沙國家基本氣象站的地面觀測資料、長沙高空探測站的L波段雷達探空資料，氣象系統(tǒng)圖與雷達資料來自長沙市氣象臺。探空儀采用上海長望氣象科技股份有限公司的GTS14型數(shù)字式探空儀。探空資料在數(shù)據(jù)處理軟件上采用1 min等時間、標準等壓面2種方式處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 探空基本資料

由圖1a觀察到2次19：00的氣壓在起始3 min內(nèi)無明顯偏差，隨著觀測時間的延長，直至32 min時才出現(xiàn)略小偏差，這表明，探空觀測并未受到天氣形勢的顯著影響。22日07：00氣壓在2 min內(nèi)呈較均勻的下降趨勢，無明顯偏差，隨后緩慢脫離正常趨勢，顯著降低，氣壓偏差不斷擴大，在19 min降幅最大、為

132 hPa，再緩慢降至與19：00平行。顯然07：00探空受到明顯的降水作用影響，但終止氣壓小于500 hPa，符合探空業(yè)務(wù)規(guī)范，無須重新放球。

由于氣壓變化范圍較大、偏差較小不明顯，對探空升速進行分析。21日19：00探空初始升速323 m/min，波動幅度較小，隨觀測時間增長逐漸增長，最大升速為371 m/min。翌日07：00初始升速280 m/min，隨時間增長先呈階梯式下降趨勢，07：06降至233 m/min，再在07：13降至188 m/min，持續(xù)18 min，然后在07：00大幅升高至411 m/min，顯然此時已沖出降雨層，至終止觀測呈波浪式變化。

22日19：00初始升速314 m/min，在19：03小幅降至282 m/min，維持至19：05后呈階梯式上漲。顯然07：00探空初始升速受降水影響降低約38 m/min，在降雨層最大降低223 m/min；若探空氣球充氣量不足，無法克服降水的重量、穿不過降水下沉層，導(dǎo)致重新探測，業(yè)務(wù)質(zhì)量下降。

由圖1b可知，21日19：00濕度在地面至889、761、598～348 hPa均大于90%，僅在921、550～482 hPa處為100%，屬于下干上濕，具有較好的水汽條件，有利于濕度輸送。翌日07：00濕度從近地面至286 hPa保持在100%，再隨氣壓降低呈均勻下降趨勢，此時濕度層厚度達10 km，屬于下濕上干，明顯外部環(huán)境輸送了大量水汽至長沙地區(qū)，有利于持續(xù)降水；22日19：00濕度在923～776 hPa穩(wěn)定在100 %，隨氣壓降低僅在694、647、526 hPa保持在100%，仍具有繼續(xù)降雨的趨勢但降水量不及07：00。

露點溫度差的趨勢圖和濕度規(guī)律相似，21日19：00露溫差為0的氣壓范圍最小，不具備立刻降水條件，需要外地輸送水汽；22日07：00露溫差從近地面至286 hPa均為0，具有良好、持久的降水條件；而19：00露溫差僅在923～776 hPa內(nèi)，降水條件明顯變?nèi)酢?/p>

在圖1c風(fēng)向中，21日19：00風(fēng)向在近地面為南風(fēng)，隨高度升高，先轉(zhuǎn)至890 hPa東北風(fēng)，再經(jīng)825 hPa東風(fēng)、793 hPa東南風(fēng)、761 hPa南風(fēng)，最后至730 hPa后維持在西南風(fēng)，出現(xiàn)明顯的切變線，具有預(yù)示降水的作用；翌日07：00從地面東北風(fēng)轉(zhuǎn)至875 hPa東南風(fēng)，最后回歸至795 hPa西南風(fēng)，是明顯的高低風(fēng)向切變，且此時正值降雨，預(yù)示降雨持續(xù)進行；22日19：00從地面北風(fēng)先轉(zhuǎn)至892 hPa東風(fēng)，再轉(zhuǎn)至836 hPa南風(fēng)，最后轉(zhuǎn)至806 hPa西風(fēng)，由于水汽減少，降雨量明顯減小。

在圖1d風(fēng)速中，21日19：00地面風(fēng)速僅為1.1 m/s，

且隨高度升高，風(fēng)速變化呈波浪式升高至700 hPa的10.6 m/s，一直維持至256 hPa，最后持續(xù)升高，為降水輸送水汽；翌日07：00風(fēng)速僅在960～902 hPa內(nèi)大于8.5 m/s，但近地面、875～712 hPa小于7 m/s，相對較小，再隨高度升高持續(xù)升高至10 m/s左右，保持水汽在長沙站附近持續(xù)降雨；22日19：00風(fēng)速在500 hPa以下，最大為6.8 m/s，輸送水汽量有限且明顯降低，導(dǎo)致降水量下降。

2.2 天氣系統(tǒng)分析

由圖2可知，500 hPa高空槽自21日20：00至翌日08：00一直停滯在重慶—四川貴州交界區(qū)域，向東緩慢移動，使水汽不斷向長沙地區(qū)移動，能印證圖1b濕度層高達10 km；700 hPa低渦位于重慶—貴州交界處、500 hPa高空槽前，其切變位于湖南北部與湖北交界地帶，長沙位于該切變南側(cè)；850 hPa低渦中心位于湖南中部，其東段切變呈東西向，一直延伸至江西鄱陽湖區(qū)域，長沙位于該低渦移動右前側(cè)，有利于持續(xù)降水；

700 hPa急流位于廣西—廣東、指向江西，850 hPa急流位于湖南南部區(qū)域，與低渦中心距離較遠、影響有限，導(dǎo)致低渦緩慢移動，切變線影響時間長，有利于降水持續(xù)。表明07：00探空過程受到500 hPa高空槽、700 hPa切變線、850 hPa低渦切變的共同影響。

黑色實線為500 hPa海平面氣壓場，棕色實線為500 hPa槽線，風(fēng)向桿為850 hPa風(fēng)場，棕色雙實線為700 hPa切變線，紅色雙實線為850 hPa切變線，棕色箭頭為700 hPa急流，紅色箭頭為850 hPa急流

2.3 雷達回波

在圖3的雷達回波中，除了寧鄉(xiāng)西部，長沙地區(qū)均處在降雨區(qū)域。探空氣球在升空19 min內(nèi)均處于積雨云內(nèi)，先向西飛行，再略向北飛行，最后向東北飛行。結(jié)合軌跡圖，本站附近雷達回波30 dBz，向西飛行后回波強度升高至35 dBz，造成升速降低，后遇到回波

45 dBz，升速繼續(xù)降低。表明在探空動力氣球充氣前，可根據(jù)雷達回波強度判定充氣量多少，保證探空觀測不受天氣情況的影響。

2.4 長沙站降水強度及影響

在長沙站降水強度中（圖5），21日19：00探空觀測前僅有少量間歇性降水1.5 mm，觀測過程中無降水，造成圖1d中僅有地面、674 hPa內(nèi)濕度為100%。22日07：00探空觀測前，從02：00起至觀測時持續(xù)性降水75.3 mm，觀測過程中降水14.0 mm。結(jié)合圖3雷達回波、圖4探空球軌跡，探空過程在降雨區(qū)進行，濕度100%持續(xù)至200 hPa，堆積了大量水汽，具備持續(xù)降雨條件，同時造成探空初始升速持續(xù)下降，直至沖出降雨層。22日19：00探空觀測中僅有0.1 mm的降水，可忽略降水的影響。22日02：00～13：00持續(xù)降水，最大分鐘雨量1.2 mm，總共102 mm，為大暴雨。

3 暴雨天氣探空應(yīng)對措施

為了減輕暴雨天氣對探空觀測的不利影響，建議采取以下措施：第一，提高對暴雨預(yù)報的警惕性。積極關(guān)注預(yù)報降水天氣變化趨勢，判斷探空觀測時段是否遇到降水、降水強度如何，挖掘氣球升速受影響的變化趨勢。第二，提高暴雨應(yīng)急能力。遇到暴雨時，在探空氣球充氣前關(guān)注地面站降水情況、降水持續(xù)時間、1 min最大降水量，結(jié)合天氣雷達等先進設(shè)備預(yù)判充氣量，保證業(yè)務(wù)正常、有序開展。放球時，盡量選擇雨勢減小時施放氣球；若暴雨持續(xù)較長無法判斷雨勢時，盡量多充氫氣。放球后，關(guān)注探空儀探測情況能否沖過500 hPa。

4 結(jié)論

采用6月22日07：00長沙站及鄰近探空數(shù)據(jù)與對應(yīng)的天氣圖、雷達圖等進行對比，得出以下結(jié)論：

（1）22日07：00探空受到明顯的降水影響，氣壓降幅最大為132 hPa，升速最小為188 m/min，升速初始降幅約38 m/min、在空中最多降低223 m/min，終止氣壓小于500 hPa，符合探空業(yè)務(wù)規(guī)范。22日07：00近地面至286 hPa濕度保持在100%、露溫差為0，厚度達

10 km，屬于下濕上干，外部環(huán)境輸送了大量水汽至長沙地區(qū)，具有良好的、持久的降水條件。22日07：00從地面東北風(fēng)轉(zhuǎn)至875 hPa東南風(fēng)，最后回歸至795 hPa西南風(fēng)，是明顯的高低風(fēng)向切變，且此時正值降雨，預(yù)示降雨持續(xù)進行；其風(fēng)速僅在960～902 hPa內(nèi)大于8.5 m/s，但近地面、875～712 hPa小于7 m/s，隨后持續(xù)升高至10 m/s左右，保持水汽持續(xù)輸送至在長沙。

（2）22日07：00探空過程是在500 hPa高空槽前、700 hPa切變南側(cè)、850 hPa低渦切變共同作用下進行的。整個探空過程在積雨云和降雨區(qū)展開，致使探空升速降低。22日02：00～13：00持續(xù)降水，最大分鐘雨量1.2 mm，降水量累計102 mm，達到大暴雨級別。

（3）暴雨天氣觀測時，結(jié)合地面降水量、天氣雷達圖判斷氫氣充氣量，保障業(yè)務(wù)質(zhì)量。

參考文獻

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