建德市2023年一次短時暴雨天氣過程預(yù)報與服務(wù)分析

摘 要：利用常規(guī)觀測資料、再分析資料、多普勒雷達(dá)資料等對建德市2023年7月22日短時暴雨天氣過程進(jìn)行分析，結(jié)果表明：此次短時暴雨過程是在西風(fēng)帶低槽、副熱帶高壓邊緣、低空西南急流等主要影響系統(tǒng)下造成的，且水平風(fēng)垂直切變、低空急流、位勢不穩(wěn)定層結(jié)、深厚的水汽飽和層、低層輻合高層輻散、不穩(wěn)定能量的快速集聚等都為短時暴雨的發(fā)生提供了有利條件；雷達(dá)產(chǎn)品體現(xiàn)出強的反射率因子、低質(zhì)心、懸垂結(jié)構(gòu)、弱回波區(qū)和“列車效應(yīng)”等也提示短時暴雨的發(fā)生；“梯次化”氣象服務(wù)模式為基層氣象部門開展氣象服務(wù)提供了實用的指導(dǎo)方法，具有較好的可操作性。

關(guān)鍵詞：短時暴雨；天氣形勢；大氣層結(jié)；“梯次化”氣象服務(wù)

中圖分類號：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–00-03

浙江省杭州市建德市境域山地和丘陵占總面積的88.6%，山區(qū)氣候特征明顯，氣候環(huán)境復(fù)雜，常出現(xiàn)強對流天氣。短時暴雨是建德市主要的氣象災(zāi)害之一，其致災(zāi)性強、次生災(zāi)害多的特點，成為建德市氣象部門重點關(guān)注的災(zāi)害性天氣之一。近年來，相關(guān)人員對短時暴雨作了一定的研究，形成了一定的成果。張桂珍等[1]分析了建德市短時強降雨時空分布特征；趙莉莉等[2]利用歐洲中心ERA5大氣再分析資料探析了建德市短時強降雨季節(jié)閾值指標(biāo)。以建德市2023年7月22日的短時暴雨天氣過程為例，對此過程的預(yù)報與服務(wù)進(jìn)行分析，為短時暴雨天氣的預(yù)報預(yù)警及防災(zāi)減災(zāi)工作提供重要的指導(dǎo)依據(jù)。

1 天氣實況

2023年7月22日下午，建德市出現(xiàn)一次區(qū)域性短時暴雨天氣過程。13：00，開始降水；15：00～16：00，降水范圍擴大；16：00～17：00為雨勢最強時段，最大雨強為97.2 mm/h（大同鎮(zhèn)田畈村測站）；17：00～18：00，雨勢開始減弱，雨帶往東北方向移動；18：00，雨勢明顯減弱；19：00，此次降水過程基本結(jié)束。

從圖1可以看出，7月22日13：00～19：00，建德市平均降雨量為32.7 mm，有1個氣象站點降水量＞100 mm，有38個氣象站點降水量＞50 mm。降水量最多的是大同鎮(zhèn)田畈村，為103 mm，其次是大同鎮(zhèn)胡村源村，為94.7 mm。此次暴雨過程持續(xù)時間短、局地性強、短時雨量大，導(dǎo)致出現(xiàn)房屋進(jìn)水、道路積水、局地性內(nèi)澇等現(xiàn)象，但由于防范到位，未發(fā)生人員傷亡事故。

2 天氣形勢配置

2023年7月21日20：00—22日08：00，500 hPa中高緯地區(qū)為倒“Ω”形勢，槽線位于河北—河南—湖北—湖南一線，整個長江中下游都處于低壓槽前。副熱帶高壓呈東西向帶狀分布，高壓脊位置偏南有西伸的趨勢，形成了西低東阻的形勢，低壓槽在東移的過程受阻導(dǎo)致移速緩慢，這有利于引導(dǎo)冷空氣南下到達(dá)浙江省。低層850 hPa存在急流，建德市剛好位于急流軸上（圖2）。因此，高、低空的配置有利于建立上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)，有利于對流的發(fā)展[3]。

3 大氣溫濕狀況及不穩(wěn)定性分析

3.1 層結(jié)條件

2023年7月22日08：00，衢州站的探空資料顯示，大氣層結(jié)條件有利于短時暴雨天氣的發(fā)生，具體條件如下。

（1）具有深厚的濕層，近飽和層從近地面伸展到500 hPa。

（2）建德市處于高能區(qū)，據(jù)衢州站7月20日08：00探空資料計算得出的對流有效位能（CAPE）值為842.2 J/kg，14：00，CAPE最大值達(dá)2 400 J/kg，K指數(shù)37.7 ℃，沙氏指數(shù)為-1.09 ℃。

（3）抬升凝結(jié)高度和對流凝結(jié)高度較低，高度均＜1 000 m。

（4）衢州上空的風(fēng)向自下而上成順時針旋轉(zhuǎn)，從西南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)，表明底層有強的暖平流輸送。具體見表1。

3.2 水汽條件

副熱帶高壓的西北側(cè)的低層西南氣流將水汽輸送至浙江省，這種天氣形勢造成浙江省出現(xiàn)大范圍的濕不穩(wěn)定能量區(qū)，而建德市處于西南急流軸上，有風(fēng)速輻合，925 hPa比濕達(dá)16 g/kg，暖云層厚度則達(dá)4 800 m（圖3）。

3.2 動力條件

此次短時暴雨過程，地面至925 hPa的垂直風(fēng)速切變?yōu)? m/s，有利于對流單體發(fā)展。如圖4所示，22日08：00，建德市925 hPa和850 hPa均處于輻合區(qū)，而200 hPa則位于輻散區(qū)，這形成了低層氣流輻合、高層氣流輻散的配置，有利于產(chǎn)生強烈的垂直運動，從而導(dǎo)致強對流天氣的發(fā)生[4-5]。同時，建德市上空位于上升運動區(qū)，垂直速度分布也有利于引發(fā)強對流。

4 雷達(dá)回波分析

2023年7月22日14：00左右，建德市西南方向的航頭鎮(zhèn)、壽昌鎮(zhèn)等地開始出現(xiàn)局地塊狀云，其最高反射率達(dá)57 dBz，回波頂高為8.5 km，回波以20 km/h的速度自西向東影響建德市。對流強度變化不大，但后續(xù)不斷有對流回波從西面移入建德市，形成“列車效應(yīng)”，且多個對流單體合并加強，最高反射率達(dá)67 dBz，回波頂高達(dá)20 km。從反射率的垂直剖面圖（圖略）可以看出有低質(zhì)心、高懸的強回波、回波傾斜、弱回波區(qū)等特征結(jié)構(gòu)。

18：00后，對流云進(jìn)入明顯減弱階段，回波結(jié)構(gòu)逐漸松散，回波頂高和回波強中心高度均開始下降，回波強度減弱，對流單體明顯開始減少，云的面積開始逐步加大，降水量減弱，風(fēng)速也逐漸減小。19：00，對流回波逐漸消失。

5 “梯次化”氣象服務(wù)分析

為進(jìn)一步強化防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體系建設(shè)，浙江省積極推進(jìn)災(zāi)害性天氣“梯次化”（省—市—縣）預(yù)報預(yù)警氣象服務(wù)模式。針對預(yù)報預(yù)警責(zé)任區(qū)內(nèi)可能出現(xiàn)的災(zāi)害性天氣，或已經(jīng)發(fā)生的災(zāi)害性天氣，氣象部門分級、分時、分眾向黨委、政府和有關(guān)部門、基層責(zé)任人提供預(yù)報預(yù)警服務(wù)，為各級防災(zāi)部門有效防御提供支撐[6]。

（1）提前服務(wù)，逐日跟進(jìn)，發(fā)布影響提示和警誡提醒。當(dāng)關(guān)注到近期可能出現(xiàn)系統(tǒng)性雷陣雨天氣時，氣象部門要每日專題會商，研判強強對流天氣風(fēng)險。明確影響后，及時啟動服務(wù)。以此次短時暴雨為例，7月20日氣象部門發(fā)布《氣象信息快報》，明確災(zāi)害性天氣的類型、落區(qū)、量級和影響時段，20—22日每日進(jìn)行跟蹤預(yù)報（表2）。

（2）及時發(fā)布精細(xì)化預(yù)警信號。此次強降雨過程局地性強、持續(xù)時間短，預(yù)報員密切監(jiān)測天氣，及時發(fā)布、升級預(yù)警信號，影響區(qū)域精細(xì)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，影響程度細(xì)化到量級。

（3）預(yù)警發(fā)布渠道多，覆蓋面廣。主要發(fā)布渠道有廣播、電視、微信、微博、大喇叭、手機短信、浙政釘工作群等。此外，建德市還在全境發(fā)布預(yù)警短信。

（4）部門聯(lián)動成效明顯。在此次短時暴雨過程中，通過浙政釘共叫應(yīng)242人次，叫應(yīng)相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)3次，叫應(yīng)分管副市長1次。22日17：00，氣象部門同其他相關(guān)部門進(jìn)駐應(yīng)急指揮中心，做好現(xiàn)場氣象服務(wù)和防災(zāi)指揮。

6 結(jié)論

（1）此次短時暴雨過程是在西風(fēng)帶低槽、副熱帶高壓邊緣、低空西南急流等主要影響系統(tǒng)下造成的，在中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生前的大尺度背景場上，水平風(fēng)垂直切變、低空急流、位勢不穩(wěn)定層結(jié)、深厚的水汽飽和層、低層輻合高層輻散、不穩(wěn)定能量的快速集聚等因素都為短時暴雨的發(fā)生提供了有利條件。

（2）雷達(dá)產(chǎn)品體現(xiàn)出強的反射率因子、低質(zhì)心、懸垂結(jié)構(gòu)、弱回波區(qū)和列車效應(yīng)等也提示短時暴雨的發(fā)生。

（3）“梯次化”氣象服務(wù)模式明確了工作階段、啟動標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)對象和發(fā)布流程，為基層氣象部門開展氣象服務(wù)提供了實用的指導(dǎo)方法，同時也具有較好的可操作性。

（4）在此次短時暴雨天氣過程中，建德市氣象臺預(yù)報總體準(zhǔn)確，預(yù)警及時，部門聯(lián)動有效，防災(zāi)減災(zāi)效益明顯。但仍有不足之處，如12 h內(nèi)轉(zhuǎn)折性天氣警誡提醒還需要進(jìn)一步強化和落實，暴雨橙色預(yù)警、紅色預(yù)警信號發(fā)布提前量有待進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 張桂珍，楊煥強，朱耀福，等.建德地區(qū)短時強降水時空分布特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（3）：186-190.

[2] 趙莉莉，倪航，羅曉亮，張桂珍.基于ERA5再分析資料探究建德短時強降雨季節(jié)閾值指標(biāo)[J].青海氣象，2023（3）：9-12

[3] 陳小婷，彭力，鄒長艷，等.商洛一次致災(zāi)短時強降水中尺度特征及預(yù)報預(yù)警分析[J].陜西氣象，2021（2）：1-8.

[4] 孫繼松，戴建華，何立富，等.強對流天氣預(yù)報的基本原理和技術(shù)方法[M].北京：氣象出版社，2019.

[5] 杜靜，王一達(dá)，曹蕾，等.哈爾濱2020年一次局地強對流天氣分析[J].黑龍江氣象，2021，38（2）：1-3.

[6] 孫通，王一閔，王書欣，等.“深圳天氣”遞進(jìn)式公眾氣象服務(wù)策略探討：以2022年5月10—14日強降雨過程為例[J].廣東氣象，2023，45（3）：73-76.

收稿日期：2024-04-15

作者簡介：趙莉莉（1984—），女，江蘇溧陽人，高級工程師，研究方向為預(yù)報與服務(wù)。