黃澤民

(湖南省張家界荷花機(jī)場(chǎng),湖南張家界 427000)

診斷分析張家界荷花機(jī)場(chǎng)某月持續(xù)兩次暴雨過(guò)程

黃澤民

(湖南省張家界荷花機(jī)場(chǎng),湖南張家界 427000)

通過(guò)常規(guī)觀測(cè)資料及雷達(dá)回波分析,對(duì)張家界2010年7月8日到9日20:00產(chǎn)生的2次持續(xù)暴雨過(guò)程進(jìn)行分析,較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)與降水之間產(chǎn)生了極好的關(guān)系,上升垂直速度柱強(qiáng)中心形成越高的向上伸展度,越能夠產(chǎn)生大的中心強(qiáng)度,也就導(dǎo)致大規(guī)模的降雨量。本文主要分析了天氣形勢(shì)分析,大氣環(huán)流形勢(shì)特點(diǎn),動(dòng)力與熱力及雷達(dá)回波分析,暴雨防治與減災(zāi)。

張家界 暴雨 診斷

1 天氣形勢(shì)分析

張家界市位于湖南西北部，武陵腹地，總面積是9563平方千米，是山原型中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。湖南的暴雨中心之一便是張家界，也是聞名世界的旅游勝地。在夏季頻繁發(fā)生災(zāi)害性天氣，主要災(zāi)害便是暴雨天氣，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與旅游的發(fā)展造成了嚴(yán)重影響，同時(shí)也威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。張家界在2010年7月8日到9日20：00產(chǎn)生了暴雨，具體集中在永定、武陵源和桑植中東部與慈利西南部地區(qū)。降雨特點(diǎn)是較大強(qiáng)度、較廣的范圍以及持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等。時(shí)間較長(zhǎng)的強(qiáng)降雨致使大量鄉(xiāng)鎮(zhèn)稻田被淹沒(méi)，嚴(yán)重?fù)p害了農(nóng)作物，倒塌房屋、山體滑坡、損壞了基礎(chǔ)設(shè)施。暴雨產(chǎn)生了極大的破壞性，災(zāi)害嚴(yán)重，2次連續(xù)暴雨直接造成全市水利設(shè)施、基礎(chǔ)交通設(shè)施、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失為5.17億元，也造成8日返航備降航班達(dá)到8個(gè)，給機(jī)場(chǎng)民用航空飛行帶來(lái)極大的保障壓力。

2 大氣環(huán)流形勢(shì)特點(diǎn)

2.1 大尺度環(huán)流背景特點(diǎn)

在大尺度環(huán)流穩(wěn)定形勢(shì)下產(chǎn)生了2次暴雨。平均等高線體現(xiàn)出了2次暴雨期間中層對(duì)流層的大形勢(shì)特點(diǎn)，亞洲中緯度地區(qū)產(chǎn)生了明顯的阻塞形勢(shì)，東北冷渦南部持續(xù)分裂低槽迅速南下攜帶冷空氣，進(jìn)一步產(chǎn)生了暴雨天氣。穩(wěn)定維持的孟加拉灣低槽，其槽前的正渦度平流對(duì)于維持低層西南渦十分有利，同時(shí)西南氣流的穩(wěn)定性為發(fā)生暴雨制造了十分有利的輸送水汽環(huán)流條件。穩(wěn)定少動(dòng)的東部洋面副熱帶高壓，造成減慢了南支槽和東北冷渦南部分裂的短波槽移動(dòng)速度，并且持續(xù)加強(qiáng)與合并，短波槽減慢移動(dòng)速度影響了低層西南渦。

2.2 低空急流與西南渦的彼此作用

提供水汽與動(dòng)量為中緯度暴雨與強(qiáng)風(fēng)暴的重要機(jī)制是低空急流，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，低空急流和暴雨之間存在著很高的正相關(guān)，一般在低空急流風(fēng)速左前方最大值出現(xiàn)暴雨。維持低空急流與發(fā)展高低空環(huán)流的耦合相關(guān)。經(jīng)過(guò)分析高度平均圖可知，南亞高壓對(duì)暴雨區(qū)上空進(jìn)行了控制，等高線密集區(qū)的南部，也就是高空急流右側(cè)入口區(qū)，通過(guò)渦度方程與位勢(shì)傾向方程可知，高空形成極強(qiáng)的輻散，強(qiáng)烈的低層減壓，穩(wěn)定維持這一形勢(shì)，一方面造成低空西南急流的維持，將大量的水汽與不穩(wěn)定能量向暴雨持續(xù)輸送，另一方面有利于發(fā)展和維持西南渦。2次大暴雨受到了西南渦的直接影響，西南渦在暴雨期間始終維持，同時(shí)張家界地處西南渦的東北象限。

圖1 雷達(dá)回波圖

3 動(dòng)力與熱力及雷達(dá)回波分析

3.1 充沛的水汽條件

通過(guò)對(duì)張家界2次連續(xù)暴雨過(guò)程中的比濕場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn)，9與11日比濕全部超過(guò)了12g/kg，其他時(shí)間則是在6-10g/kg，發(fā)生暴雨不僅需要具有充沛的水汽，還需要在強(qiáng)對(duì)流區(qū)域輻合中持續(xù)輸送水汽，而地層水汽通量輻合是水汽輻合的重要原因，特別是在超過(guò)800hpa邊界層中占據(jù)了極大比例。通過(guò)分析水汽通量散度場(chǎng)可知，在川渝7月8日20：00產(chǎn)生了一個(gè)東北到西南方向的水汽通量散度輻合中心，隨著沿切變線向東移動(dòng)的低渦，張家界在9日幾乎全部都產(chǎn)生暴雨；由于東退的副高，沿切變低渦東移，張家界11日產(chǎn)生流域性暴雨?？芍┯甓喟l(fā)地區(qū)便是移動(dòng)水汽通量散度輻合中心的前方。

3.2 動(dòng)力條件

在發(fā)生暴雨中高低空急流發(fā)揮了關(guān)鍵作用，與暴雨存在著極好的相關(guān)性。張家界在7月9-11日出現(xiàn)了2次連續(xù)暴雨，在此期間始終都南北擺動(dòng)著一條江淮切變線，同時(shí)南側(cè)切變線產(chǎn)生了西南低空急流，急流中心風(fēng)速全部超過(guò)12m/s，持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。西南與孟加拉灣的水汽被西南低空急流向暴雨區(qū)源源不斷的輸送，為降水提供了大量水汽。低空切變線兩側(cè)風(fēng)向風(fēng)速?gòu)?qiáng)盛輻合，形成了劇烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，有利于發(fā)生強(qiáng)降水。在湘中到華南7月7日已經(jīng)產(chǎn)生了一支12m/s中心風(fēng)速的低空急流；8-9日逐漸加強(qiáng)了這一低空急流，并且達(dá)到了18m/s的中心風(fēng)速，10-11日不斷增強(qiáng)了低空急流。形成的高低空急流耦合造成有效加強(qiáng)了低層輻合、高層輻散，促進(jìn)了發(fā)展或者維持上升運(yùn)動(dòng)。左前方對(duì)應(yīng)低空急流軸降水強(qiáng)，在9和11日張家界市產(chǎn)生了暴雨。低空急流在12-13日08：00減弱為14m/s，雖然張家界減弱了降水，但局部還是產(chǎn)生了強(qiáng)降水。

通過(guò)分析可知，在上升運(yùn)動(dòng)中都會(huì)發(fā)生暴雨。對(duì)流層以及以上在7月8日20：00之前是下沉區(qū)，對(duì)流層下層在8日20：00-9日08：00迅速增大了垂直上升速度，上升氣流向?qū)α鲗由蠈訑U(kuò)展，出現(xiàn)了對(duì)流層下層的最大上升速度，對(duì)流層上層也形成了一個(gè)速度上升中心，說(shuō)明對(duì)流層是上升運(yùn)動(dòng)并且伸展到高層，發(fā)展對(duì)流層十分旺盛。極強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)抬升低層的暖濕氣至高層，有利于釋放不穩(wěn)定能量，這一時(shí)間正是發(fā)生暴雨的時(shí)間。

3.3 雷達(dá)回波

對(duì)組合反射率因子產(chǎn)品采用恩施多普勒雷達(dá)觀測(cè)材料科學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)張家界2次連續(xù)暴雨過(guò)程降水特點(diǎn)是混合型降水積云回波。降水回波區(qū)從7月8日開始從鄂西南逐步進(jìn)入湘西北，19：30之前主要是層狀云的回波特點(diǎn)，20-30dBz回波強(qiáng)度弱降水具體在慈利縣；回波在7月8日22：00之前表現(xiàn)為小尺度局部強(qiáng)回波，在慈利縣南部出現(xiàn)了45-55dBz回波強(qiáng)度；在張家界中南部22：14逐漸發(fā)展為帶狀橫向的回波，產(chǎn)生了若干個(gè)對(duì)流單體，以后沿西南方向各個(gè)對(duì)流單體逐漸發(fā)展且移動(dòng)，在永定區(qū)、武陵源以及桑植縣南部45-55dBz強(qiáng)回波維持了較長(zhǎng)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致上述地區(qū)產(chǎn)生了大暴雨。由于北抬副高加強(qiáng)西進(jìn)，強(qiáng)降水在7月9日晚上持續(xù)北抬，在桑植西北部主要集中了張家界的強(qiáng)降水，通過(guò)雷達(dá)回波演變分析可知，從黔西北到渝東南以及鄂西南35-50dBz的強(qiáng)回波出現(xiàn)了一條東北西南方向的帶狀回波，向東北方向移動(dòng)，強(qiáng)回波體現(xiàn)出了列車效應(yīng)，造成了桑植西北部出現(xiàn)了大暴雨；隨著逐漸東退的副高，強(qiáng)回波在10日晚開始南壓，開始對(duì)張家界西南部造成影響，在移動(dòng)中不斷合并發(fā)展最終壯大。

4 暴雨防治與減災(zāi)

暴雨災(zāi)害形成的重要因素是環(huán)境，產(chǎn)生暴雨災(zāi)害鏈的主要原因是災(zāi)害之間的因果關(guān)聯(lián)。為了有效實(shí)行減災(zāi)，相關(guān)部門需要重點(diǎn)分析形成暴雨災(zāi)害的環(huán)境與災(zāi)害鏈的因果關(guān)系，采用監(jiān)測(cè)、減弱等方法，對(duì)災(zāi)害鏈中的能量、信息之間的聯(lián)系有效截?cái)?，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)暴雨次生災(zāi)害與衍生災(zāi)害防治和減弱的目的。

4.1 造林植樹

造林植物可以有效對(duì)水土進(jìn)行保持，避免泥沙在降雨季節(jié)進(jìn)入河流，損壞田地、抬高河床，同時(shí)對(duì)沙化耕地治理、控制水土流失發(fā)揮了很好的效果，還以積極改善生態(tài)環(huán)境，減少洪澇災(zāi)害帶來(lái)的損失。

4.2 科學(xué)選擇建設(shè)房屋與道路的地址

在勘察道路階段，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)對(duì)勘查地質(zhì)和水文氣象工作有效加強(qiáng)，而設(shè)計(jì)線路人員應(yīng)當(dāng)按照工程地質(zhì)、水文信息確定對(duì)道路、建設(shè)房屋影響極小的設(shè)計(jì)方案。

4.3 預(yù)處理隱患點(diǎn)

對(duì)容易出現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害的隱患點(diǎn)實(shí)行事前治理、定期檢測(cè)，同時(shí)利用科學(xué)的工程方法實(shí)行預(yù)防，盡量降低發(fā)生災(zāi)害的可能性或者災(zāi)害引發(fā)的損失。

4.4 重視經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中氣象情報(bào)的作用

氣象情報(bào)不但對(duì)防御災(zāi)害發(fā)揮了指導(dǎo)作用，還能有效增加旅游、環(huán)保、生態(tài)等方面的附加價(jià)值，推動(dòng)增產(chǎn)。

形成暴雨災(zāi)害會(huì)受到各種因素的影響，其發(fā)生雖然無(wú)法避免，但是只要根據(jù)暴雨災(zāi)害的特征，采取合理的預(yù)防治理措施，就能夠盡量降低暴雨災(zāi)害造成的損失。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用現(xiàn)代科技研究成果，逐步構(gòu)建識(shí)別暴雨災(zāi)害的預(yù)警制度，以便可以有效預(yù)警暴雨及次生災(zāi)害。

5 結(jié)語(yǔ)

發(fā)生暴雨不僅需要具備充足的水汽，還需要向強(qiáng)對(duì)流區(qū)域輻合積極輸送水汽，而低層水汽通量輻合導(dǎo)致了水汽的輻合。發(fā)生暴雨區(qū)域的前方是未來(lái)水汽通量散度中心的移動(dòng)方向，對(duì)暴雨落區(qū)發(fā)揮了極好的指示作用。

[1]陳紅專,張東升,羅植榮.湘北一次暴雨過(guò)程的天氣學(xué)診斷分析[J].暴雨災(zāi)害,2009,(4).

[2]譚永秀,吳濤,文強(qiáng).十堰市兩次暴雨天氣過(guò)程的對(duì)比分析[J].暴雨災(zāi)害,2008,(1).

[3]施望芝,張萍萍,吳濤.湖北省兩次區(qū)域性暴雨過(guò)程的對(duì)比分析[J].暴雨災(zāi)害,2010,(3).

黃澤民(1968.9—),男,籍貫:湖南常德,職稱:工程師,學(xué)歷:本科,主要研究方向:航空氣象。