冉仙果,胡 萍,田 瑤,舒亦菲,陳 超
(1.貴州省沿河縣氣象局,貴州 銅仁565300;2.貴州省銅仁市氣象局,貴州 銅仁554300)
暴雨一直是氣象工作者的重要課題研究之一,關(guān)于貴州山地暴雨方面也有過較多研究[1-3]。暴雨是貴州汛期面臨最為嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一,常伴隨洪澇災(zāi)害以及泥石流、山體滑坡等次生災(zāi)害,所以,對(duì)于暴雨的研究顯得尤為重要。由于銅仁市處于云貴高原向湘西丘陵過渡的斜坡地帶,西北高,東南低,處于中低緯地區(qū),地形復(fù)雜,對(duì)于局地的強(qiáng)對(duì)流天氣引起的暴雨研究相對(duì)較少。近些年來,很多氣象工作者通過各種統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)值模擬解釋暴雨發(fā)生的物理機(jī)制[4-5]。本文將利用地面自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料、NCEP 再分析資料等,從水汽條件、動(dòng)力條件、熱力條件及多普勒雷達(dá)回波資料等角度分析這次暴雨過程,以期為局地對(duì)流暴雨的產(chǎn)生條件有一定的指示意義。
2018-06-19,銅仁市西北部出現(xiàn)暴雨天氣,據(jù)統(tǒng)計(jì)2018-06-18T20:00—2018-06-19T20:20,沿河縣郭林宅出現(xiàn)大暴雨106.3 mm,2 h 雨量達(dá)100.7 mm,小時(shí)雨量達(dá)50.6 mm,降水集中在2018-06-19T09:00—10:00;暴雨7站,落區(qū)集中在沿河縣和印江縣。
2018-06-19T08:00 的500 hPa、700 hPa、850 hPa 中尺度綜合如圖1 所示,500 hPa 上中高緯維持兩槽一脊的形勢(shì),副熱帶高壓脊線維持在22°N 附近,高原上小槽東移發(fā)展,帶動(dòng)弱冷空氣南下,與副熱帶高壓北側(cè)的西南氣流交匯;700 hPa 上輻合切變線位于貴州省北部沿河北部,切變線北側(cè)并配合有冷槽,利于切變線發(fā)展,且貴州境內(nèi)溫度露點(diǎn)差≤2 ℃,大氣處于飽和狀態(tài);850 hPa 上輻合切變線位于銅仁中南部,百色—懷化有西南急流,最大風(fēng)速達(dá)16 m/s;高原向東延伸的低壓控制著貴州大部分地區(qū),銅仁處于低壓控制中,北方有冷空氣進(jìn)入四川—重慶—貴州北部邊緣,銅仁北部沿河處于冷暖空氣之間,有利于強(qiáng)對(duì)流天氣在銅仁北部的發(fā)生。同時(shí)可以看到在貴州北部有一條地面輻合線,其東段位于銅仁的中偏北一線,冷空氣滲透入貴州,利于強(qiáng)對(duì)流天氣在地面輻合線附近生成發(fā)展。
圖1 2018-06-19T08:00 的500 hPa、700 hPa、850 hPa 中尺度背景綜合圖
2018-06-19T08:00 的850 hPa 水汽通量和水汽通量散度分布如圖2 所示。本地上空大量的水汽和源源不斷的水汽輸送是產(chǎn)生此次暴雨的必要條件。2018-06-18T20:00,從孟加拉灣和南海北上的水汽通道已經(jīng)建立;2018-06-19T 08:00,南海到湖南已經(jīng)建立起一條明顯水汽輸送帶,水汽通量中心加強(qiáng),在湖南西部增大為20 g/(cm2·hPa·s),使得南海的水汽不斷輸送至銅仁市,銅仁市西北部處于水汽通量梯度的北側(cè),利于水汽的輻合。2018-06-18T20:00,在貴州北部, 銅仁中北部為水汽輻合中心,強(qiáng)度為-35 g/(cm2·hPa·s)。2018-06-19T08:00,水汽輻合中心東移至湖南境內(nèi),水汽輻合中心增至-55 g/(cm2·hPa·s),銅仁中東部仍然處于輻合區(qū)內(nèi)??梢钥闯觯阢~仁北部和東部上空積聚大量水汽,為暴雨天氣的發(fā)生提供了有利的水汽條件。
圖2 2018-06-19T08:00 的850 hPa 水汽通量和水汽通量散度分布圖
2018-06-18T20:00,700 hPa 垂直速度如圖3 所示。
圖3 2018-06-18T20:00 的700 hPa 垂直速度圖
強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)為暴雨的形成提供了一定的動(dòng)力抬升條件。圖3 為此次過程中700 hPa 垂直速度場(chǎng),2018-06-18T 20:00,貴州中北部上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)發(fā)展,其中心值為-60 hPa/s,隨后上升運(yùn)動(dòng)區(qū)逐漸東移,對(duì)應(yīng)在衛(wèi)星云圖上強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)逐漸東移。2018-06-19T08:00,銅仁市北部受強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)中心控制,其值為-40~-30 hPa/s,銅仁市區(qū)域內(nèi)雨強(qiáng)增大,垂直上升運(yùn)動(dòng)中心與強(qiáng)降水有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,垂直速度負(fù)值越大,上升運(yùn)動(dòng)越強(qiáng),降水強(qiáng)度越大。
從銅仁市多普勒雷達(dá)反射率因子回波上可以看出,2018-06-19T07:03 開始有對(duì)流回波進(jìn)入沿河北部和西部,西部強(qiáng)度為35~40 dBZ;2018-06-19T08:07 東移至沿河南部且發(fā)展增強(qiáng),最大中心強(qiáng)度為45~50 dBZ,到2018-06-19T 08:19 再次發(fā)展增強(qiáng),最強(qiáng)中心達(dá)到50~55 dBZ,強(qiáng)回波持續(xù)到2018-06-19T08:30 才有所減弱,為35~40 dBZ,持續(xù)時(shí)間為30 min 左右,隨后回波東移減弱;到2018-06-19T 09:05 北部南下的回波再次南移至沿河縣南部發(fā)展,從35~40 dBZ 增強(qiáng)為45 ~50 dBZ,穩(wěn)定維持到2018-06-19T 09:29,隨后再次東移減弱。因此在2018-06-19T08:00—2018-06-19T09:00 之間在強(qiáng)回波發(fā)展到維持這段時(shí)間內(nèi),沿河縣南部出現(xiàn)了2 h 雨量達(dá)100 mm 以上的短時(shí)強(qiáng)降雨。同時(shí)從強(qiáng)回波垂直伸展剖面來看,最強(qiáng)達(dá)到45 dBZ 以上的回波伸展高度在4 km 左右,利于形成強(qiáng)降雨。
500 hPa 高空中高緯兩槽一脊形勢(shì)維持,高原多波動(dòng)槽東移影響,帶動(dòng)地面弱冷空氣南下,孟加拉灣南支低渦建立利于水汽向北輸送。配合中低空切變及低空急流影響,地面弱冷空氣觸發(fā)利于銅仁中部偏北地面輻合線鋒生,銅仁北部發(fā)生局地暴雨天氣。
自孟灣和南海到湖南一帶建立起一條明顯水汽輸送帶,使得海上的水汽得以不斷輸送到貴州東部地區(qū),而水汽通量散度在銅仁境內(nèi)表現(xiàn)為水汽輻合,此種形勢(shì)為降水的形成提供了一定的水汽條件。同時(shí)在北部存在一定的垂直上升運(yùn)動(dòng)條件,利于水汽輻合抬升,并成云致雨。
中小尺度云團(tuán)活動(dòng)是造成強(qiáng)降水天氣出現(xiàn)的直接因素,用雷達(dá)回波追蹤對(duì)流云團(tuán)演變活動(dòng),可以監(jiān)測(cè)中尺度系統(tǒng)的生消、發(fā)展、移動(dòng)連續(xù)變化情況,有利于提高短時(shí)臨近預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。