賴錫柳 劉蕾 李亞琴 覃靖
摘要 利用柳州市氣象站資料、micaps資料、雷達(dá)資料及ncep再分析數(shù)據(jù)對(duì)2019年6月22~23日柳州市大暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行綜合分析,結(jié)果表明此次過(guò)程各層系統(tǒng)配合較好,高層輻散、高空槽東移、低層切變線、低空急流和超低空急流相配合以及地面冷鋒觸發(fā),共同導(dǎo)致大暴雨過(guò)程發(fā)生,該過(guò)程與水汽條件、不穩(wěn)定條件、動(dòng)力條件等物理量場(chǎng)均具有較好對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí),地形對(duì)降水過(guò)程起到一定增幅作用,過(guò)程為明顯颮線影響過(guò)程,列車效應(yīng)明顯,維持時(shí)間較長(zhǎng),颮線后部層狀云降水明顯,導(dǎo)致暴雨過(guò)程發(fā)生。
關(guān)鍵詞 柳州;暴雨;颮線;列車效應(yīng)
中圖分類號(hào):P426.616 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-3305(2020)04-0-04
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.047
柳州市位于廣西中北部,屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候,夏季暴雨常有發(fā)生,柳州融水、融安一帶為廣西暴雨中心,而柳州南部和北部地勢(shì)差異較大,短時(shí)強(qiáng)降水和持續(xù)性暴雨以及其導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)柳州影響巨大。對(duì)柳州氣象站建站至2018年12月31日數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知,持續(xù)1天暴雨占92.3%,持續(xù)2天暴雨占7.1%,持續(xù)3天暴雨占0.6%。2019年6月22—23日,柳州市受高空槽、低層切變線、低空急流、超低空急流以及地面冷空氣共同影響,出現(xiàn)連續(xù)兩天大到暴雨、局部大暴雨天氣過(guò)程。
大量學(xué)者對(duì)暴雨發(fā)生、發(fā)展以及預(yù)報(bào)做了相應(yīng)研究。劉國(guó)忠等[1]對(duì)2010年6月28日廣西極端特大暴雨進(jìn)行分析,結(jié)果表明該次過(guò)程為低渦暴雨型,強(qiáng)不穩(wěn)定能量及層結(jié)存在、850 hPa以下低層輻合、700 hPa附近明顯渦旋、整層大氣上升運(yùn)動(dòng)、850 hPa以下層高濕及水汽強(qiáng)烈輻合是此次過(guò)程主要物理量特征。張丁丁等[2]對(duì)2015年冬季廣西一次大范圍暴雨過(guò)程進(jìn)行分析,研究表明此次過(guò)程是500 hPa南支槽、850 hPa切變線和低空急流共同作用下造成。藍(lán)柳茹等[3]對(duì)2017年7月1日至2日柳州市特大暴雨過(guò)程進(jìn)行分析,結(jié)果表明此次強(qiáng)降雨發(fā)生在西太平洋副熱帶高壓和南亞高壓穩(wěn)定維持環(huán)流背景下,由高空槽、低渦切變、中低空急流和地面冷空氣共同影響產(chǎn)生。楊晶等[4]對(duì)2012年遼寧地區(qū)暴雨天氣個(gè)例進(jìn)行分析,研究表明此次大暴雨過(guò)程是副熱帶、西風(fēng)帶、熱帶系統(tǒng)共同作用結(jié)果。余建華等[5]對(duì)2013年閩北大暴雨過(guò)程進(jìn)行分析,結(jié)果表明高層低槽東移、低層低渦切邊東移南壓、切邊南側(cè)風(fēng)速輻合造成該次過(guò)程發(fā)生。孟明霞等[6]對(duì)2017年陜西商南縣大暴雨過(guò)程進(jìn)行分析,結(jié)果表明東路冷空氣和副高是該次過(guò)程主要影響系統(tǒng)。
利用氣象常規(guī)資料、micaps資料、柳州雷達(dá)資料及NCEP 1°X 1°再分析資料,對(duì)2019年6月22—23日大暴雨過(guò)程影響系統(tǒng)、物理量場(chǎng)及短臨預(yù)警等方面進(jìn)行分析,以期為以后預(yù)報(bào)預(yù)警工作提供參考。
1 實(shí)況分析
此次過(guò)程共出現(xiàn)大雨47站,暴雨111站,占總站數(shù)57.8%,大暴雨21站,占總站數(shù)10.9%,大暴雨主要出現(xiàn)融水縣中部及北部局部地區(qū)、融安縣北部、鹿寨南部、柳州市區(qū)和柳城局部地區(qū),最大累計(jì)雨量出現(xiàn)在融安縣雅瑤鄉(xiāng),為203.1 mm。此次暴雨過(guò)程伴隨著雷雨大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣,全市出現(xiàn)6級(jí)及以上大風(fēng)共27站,占總站次24.7%,其中出現(xiàn)8級(jí)及以上大風(fēng)共3站,瞬時(shí)最大風(fēng)速出現(xiàn)在柳城國(guó)家氣象站(21.7 m/s,NNW,9級(jí),23日1∶42)。此次過(guò)程出現(xiàn)較為明顯強(qiáng)降雨帶,因此,選取北部及南部強(qiáng)降雨中心融安縣雅瑤鄉(xiāng)、鹿寨縣四排鎮(zhèn)22日20∶00至23日20∶00雨量進(jìn)行分析,雅瑤鄉(xiāng)在22日23∶00開(kāi)始降雨,強(qiáng)降雨主要發(fā)生在22日23∶00至23日01∶00,最大小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)84.5 mm/h,且降水主要發(fā)生在夜間,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),累計(jì)雨量為203.1 mm,四排鎮(zhèn)在23日05∶00開(kāi)始降雨,最大小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)45.3 mm/s,降雨主要發(fā)生在23日早晨到上午,累計(jì)雨量為117.3 mm(圖1)。
2 天氣形勢(shì)分析
22—23日,柳州市上空均為南壓高壓控制,高空輻散條件較好,有利于暴雨生成。22日08∶00,副熱帶高壓控制華南地區(qū),700 hPa槽位于云南東部并逐漸東移,低空急流為廣西地區(qū)輸送水汽,925 hPa在廣西中西部有明顯暖式切變,地面冷鋒位于貴州—湖南—江西一帶,并逐漸南壓,850 hPa上,桂北T—Td≤2℃,水汽條件充足。22日20∶00,廣西仍處于副高控制下,500 hPa槽向東南方向移動(dòng),700 hPa槽位于河池—百色一帶,并向東移動(dòng),850 hPa切變線位于黔桂交界,925 hPa在桂北有明顯切變線,此時(shí)地面冷鋒進(jìn)一步南壓進(jìn)入廣西。23日08∶00,500 hPa和700 hPa槽東移影響柳州,副高快速南退,700 hPa切變線位于黔桂交界,同時(shí),在柳州西側(cè)不斷有槽生成,柳州市再次位于槽前,850 hPa切變線南壓影響柳州市北部,925 hPa切變線和地面冷空氣南壓過(guò)境,對(duì)暴雨起到觸發(fā)作用,此時(shí)低層西南氣流增強(qiáng)為低空急流和超低空急流,水汽輸送較上一時(shí)次增強(qiáng),水汽條件充足,各層系統(tǒng)疊加影響柳州。23日20∶00,所有系統(tǒng)均有所減弱,只有500 hPa槽過(guò)境,強(qiáng)降水過(guò)程趨于結(jié)束。由此可知,此次過(guò)程各層系統(tǒng)配合較好,高層輻散、高空槽東移、低層切變線、低空急流和超低空急流相配合,同時(shí)地面冷鋒觸發(fā),導(dǎo)致大暴雨過(guò)程發(fā)生(圖2)。
3 物理量分析
3.1 水汽條件
水汽是產(chǎn)生暴雨重要條件之一[7-8]。22—23日,低層為一致西南風(fēng),且風(fēng)速較大,在22日20∶00,低層西南氣流未達(dá)到急流,但在23日凌晨風(fēng)速逐漸增大為急流,持續(xù)為廣西上空輸送水汽。在23日00∶00,850 hPa桂北相對(duì)濕度均在80%以上,其中柳州北部相對(duì)濕度在90%以上,在強(qiáng)降雨發(fā)生前后,桂北濕度梯度較大(圖3)。桂北850~700 hPa為濕層,近地層因有冷空氣滲透,相對(duì)較干,除近地層外,基本上整層相對(duì)濕度均大于80%,水汽條件好,利于暴雨產(chǎn)生。
3.2 不穩(wěn)定條件
不穩(wěn)定能量是強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生必要條件之一,而一些不穩(wěn)定度指數(shù)對(duì)強(qiáng)對(duì)流具有較好指示意義[9-10]。其CAPE值達(dá)3 449.7 J/kg,K指數(shù)為39.7℃,抬升凝結(jié)高度很低,在1 km左右,利用強(qiáng)降水發(fā)生。同時(shí),探空?qǐng)D上出現(xiàn)喇叭口形狀,下濕上干,0~6 km風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn),且垂直風(fēng)切變較大,幾乎整層均為不穩(wěn)定層。兩天內(nèi),桂北一帶T850~T500達(dá)21℃以上,且在22日,柳州北部最高氣溫達(dá)32℃以上,南部最高氣溫達(dá)35℃以上,能量條件充足,各種指標(biāo)均指示將有強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生(圖4)。
3.3 動(dòng)力條件
分別選取北部及南部降雨中心融安縣雅瑤鄉(xiāng)、鹿寨縣四排鎮(zhèn)22日20∶00至23日20∶00垂直速度進(jìn)行分析,雅瑤鄉(xiāng)22日夜間及23日凌晨出現(xiàn)整層上升運(yùn)動(dòng),垂直速度中心出現(xiàn)在23日00∶00至03∶00的500 hPa,達(dá)-5 Pa/s,與雅瑤鄉(xiāng)強(qiáng)降雨時(shí)間相對(duì)應(yīng),23日01∶00,雅瑤鄉(xiāng)小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)到84.5 mm(圖5A)。在23日06∶00之前,四排鎮(zhèn)近地層為下沉運(yùn)動(dòng),在06∶00之后,上升運(yùn)動(dòng)層開(kāi)始逐漸向下移動(dòng),至09∶00,整層均為上升運(yùn)動(dòng),上升運(yùn)動(dòng)中心出現(xiàn)在23日08∶00 800 hPa,為-0.6 Pa/s,與四排鎮(zhèn)強(qiáng)降雨出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)應(yīng),23日06∶00,四排鎮(zhèn)小時(shí)雨強(qiáng)為45.3 mm(圖5B)。與雅瑤鄉(xiāng)相比,柳州南部垂直上升速度較小,由此可知,此次過(guò)程具有良好動(dòng)力條件,有利于暴雨產(chǎn)生,北部強(qiáng)降雨中心垂直速度大于南部。
4 地形影響
當(dāng)水汽由西南急流向桂東北輸送時(shí),由于融水一帶元寶山阻擋作用,受地形影響,強(qiáng)烈幅合上升,造成強(qiáng)烈降水。
5 雷達(dá)回波分析
強(qiáng)降雨回波于22日18∶55到達(dá)黔桂交界,逐漸向東南東方向移動(dòng),在移動(dòng)過(guò)程中逐漸演變?yōu)檩^小颮線,影響三江及桂林北部地區(qū),而其西段不斷有回波單體生成,21∶04其尾部回波與東段逐漸相連,有演變?yōu)榫€狀回波趨勢(shì)。此時(shí),柳州地區(qū)是以偏南風(fēng)為主,23∶38,回波逐漸南壓至融水和融安北部一帶,演變?yōu)槊黠@颮線,高空有北風(fēng)侵入,低層仍為偏南風(fēng)。同時(shí),西部不斷有回波生成并向東部移動(dòng),具有明顯列車效應(yīng),由于低層南風(fēng)較強(qiáng),冷空氣南壓受阻,導(dǎo)致降水回波在這一帶維持至23日00∶48,颮線后側(cè)有明顯后側(cè)入流。由于列車效應(yīng)且維持時(shí)間較長(zhǎng),并且颮線后側(cè)有較寬層狀云回波,導(dǎo)致降水時(shí)間增強(qiáng),融安融水北部一帶出現(xiàn)大暴雨。在00∶48以后,颮線逐漸南壓,至02∶11颮線結(jié)構(gòu)還較為完整,但在此之后,颮線結(jié)構(gòu)逐漸松散,強(qiáng)度減弱,至05∶54,強(qiáng)回波已影響到柳州南部,雖然強(qiáng)度減弱較為明顯,但不斷有回波東移,列車效應(yīng)仍明顯,當(dāng)強(qiáng)回波過(guò)后,颮線后層狀云降水一直持續(xù),導(dǎo)致鹿寨縣及柳州市區(qū)部分地區(qū)出現(xiàn)大暴雨(圖6)。
6 結(jié)論
利用氣象常規(guī)資料、micaps資料、柳州雷達(dá)資料及NCEP 1°×1°再分析資料,對(duì)于2019年6月22—23日柳州市暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行綜合分析,得到以下結(jié)論。
(1)高層輻散、高空槽東移、低層切變線、低空急流和超低空急流相配合,同時(shí),地面冷鋒觸發(fā),導(dǎo)致大暴雨過(guò)程發(fā)生。
(2)低空急流和超低空急流為廣西上空輸送水汽,濕層較厚,水汽條件較好,CAPE及K指數(shù)均較大,不穩(wěn)定層較厚,利于強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生。
(3)該過(guò)程動(dòng)力條件較好,強(qiáng)降雨中心與垂直上升速度中心有較好對(duì)應(yīng)關(guān)系,北部強(qiáng)降雨中心垂直速度大于南部地區(qū),且地形對(duì)降水過(guò)程具有增幅作用。
(4)此次為颮線影響過(guò)程,且列車效應(yīng)明顯,伴隨著大風(fēng)等災(zāi)害性天氣,融水—融安北部大暴雨是由于列車效應(yīng),且回波在這一帶維持時(shí)間較長(zhǎng),短時(shí)強(qiáng)降雨貢獻(xiàn)較大,導(dǎo)致柳北大暴雨過(guò)程。鹿寨南部暴雨為列車效應(yīng),颮線減弱后層狀云降水回波導(dǎo)致降水時(shí)間較長(zhǎng)。因此,層狀云降水的貢獻(xiàn)不容忽視,二者結(jié)合導(dǎo)致柳南大暴雨過(guò)程。
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責(zé)任編輯:黃艷飛