張艷梅 , 顧 欣 , 陳 楊 , 趙 杰 , 莫乙冬
(1. 貴州省氣象臺(tái), 貴陽(yáng) 550002;2. 貴州省黔南州氣象局, 都勻 558000;3. 貴州省山地氣候與資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴陽(yáng) 550002)
貴州省地處云貴高原東部,地勢(shì)西高東低,西部海拔介于1200~2400 m,中部海拔介于800~1200 m,東部海拔在800 m以下。貴州南部向廣西丘陵過(guò)渡的斜坡地帶,屬典型的低緯度高海拔山區(qū),地勢(shì)北高南低,主要以褶皺斷裂地形,是暴雨頻發(fā)地區(qū),梅雨鋒暴雨是造成貴州夏季暴雨的主要天氣類(lèi)型之一[1]。多項(xiàng)研究[2?7]表明梅雨與高緯度阻塞形勢(shì)和西太平洋副熱帶高壓有關(guān),不同尺度天氣系統(tǒng)共同作用下形成梅雨期暴雨,梅雨鋒結(jié)構(gòu)具有多樣性,不同時(shí)期和地區(qū)的梅雨鋒結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有可能存在差異,梅雨鋒東段和西段的降水在水汽源、物理量場(chǎng)、持續(xù)性時(shí)間、垂直環(huán)流特征及結(jié)構(gòu)等方面有所不同。我國(guó)夏季梅雨鋒暴雨存在三種類(lèi)型,即梅雨鋒上β中尺度對(duì)流性暴雨、梅雨鋒東部(115°E 以東)初生氣旋暴雨和梅雨鋒西段深厚高空低壓槽前持續(xù)性暴雨,梅雨鋒西段主要出現(xiàn)在湖北、湖南、四川等地。杜小玲等[8?9]分析指出梅雨鋒西段暴雨是靜止鋒暴雨特殊形式,梅雨鋒西段是低渦或切變影響觸發(fā)暴雨。聶云等[10]、李勇等[11]、楊霞等[12]指出梅雨鋒西段暴雨低層850 hPa中尺度環(huán)流系統(tǒng)與水汽輻合帶相配合,水汽通量輻合帶、輻合中心與雨帶、暴雨中心相對(duì)比較吻合。張晶晶等[13]研究發(fā)現(xiàn)梅雨鋒云溪的分布與各層的垂直速度場(chǎng)、渦度場(chǎng)、散度場(chǎng)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。張研等[14]研究發(fā)現(xiàn)針對(duì)梅雨鋒暴雨,可以將梅雨濕度鋒與相當(dāng)濕位渦相結(jié)合作為強(qiáng)降水短時(shí)臨近預(yù)報(bào)的一個(gè)指標(biāo)。楊越奎等[15]發(fā)現(xiàn)螺旋度的演變對(duì)暴雨有一定的指示意義,螺旋度的波峰出現(xiàn)以后,24 h降水量也大都出現(xiàn)波峰。徐進(jìn)明等[16]研究指出相對(duì)風(fēng)暴的水平螺旋度(SRH)值正負(fù)分布變化可以清晰地反映強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)的移動(dòng) 路徑和強(qiáng)度。綜上所述,在貴州暴雨研究方面已取得了一定進(jìn)展,但貴州多元化地質(zhì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜地形環(huán)境使得暴雨天氣發(fā)生規(guī)律和形成機(jī)制十分復(fù)雜,諸多關(guān)鍵性問(wèn)題仍未解決,相關(guān)研究亟待加強(qiáng)。本文利用國(guó)家氣象站和區(qū)域自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)、NCEP再分析資料、FY-2G衛(wèi)星云圖及多普勒雷達(dá)資料,對(duì)2020年6月23~24日在貴州南部地區(qū)發(fā)生的梅雨鋒西段持續(xù)特大暴雨過(guò)程進(jìn)行診斷分析,探討此類(lèi)暴雨的成因,以期為提高暴雨預(yù)報(bào)水平和防災(zāi)減災(zāi)能力提供科技支撐。
本文所用資料包括:貴州國(guó)家氣象站和區(qū)域自動(dòng)站降水觀測(cè)資料、FY-2G衛(wèi)星云圖資料、多普勒天氣雷達(dá)資料及 NCEP逐6 h再分析資料(分辨率為1°×1°)。暴雨降水量指前一日20時(shí)~當(dāng)日20時(shí)24 h降水量(北京時(shí),下同)。
2020年6月23~24日貴州南部出現(xiàn)了一次持續(xù)性暴雨天氣過(guò)程。22日20時(shí)~23日20時(shí)貴州省24 h累計(jì)降水量空間分布(圖1a)顯示,暴雨主要集中在黔南和黔東南,強(qiáng)降雨中心位于黔南中部,4站出現(xiàn)特大暴雨,28站出現(xiàn)大暴雨,40站出現(xiàn)暴雨,最大降水量在黔南州惠水縣崗度鎮(zhèn)(288.2 mm)。從代表站逐時(shí)降水分布(圖1b)來(lái)看,降水時(shí)段主要集中在夜間(22日23時(shí)~23日05時(shí)),最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在黔南州都勻市(67 mm/h)。如圖1c所示,23日20時(shí)~24日20時(shí)暴雨主要集中在六盤(pán)水市、安順市南部、黔南州及黔東南州西部,強(qiáng)降雨中心仍然位于黔南州中部,有7站出現(xiàn)特大暴雨,24站出現(xiàn)大暴雨,46站出現(xiàn)暴雨,最大降水量在黔南州惠水縣好花紅鎮(zhèn)(285.9 mm)。代表站逐時(shí)降水分布(圖1d)顯示,強(qiáng)降水時(shí)段也主要集中在夜間(23日21時(shí)~24日06時(shí)),最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在黔南州云霧鎮(zhèn)(112 mm/h)。此次降水過(guò)程持續(xù)性長(zhǎng),影響范圍大,降雨強(qiáng)度強(qiáng),強(qiáng)降雨落區(qū)重疊,短時(shí)強(qiáng)降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5~6 h,具有明顯的中尺度特征。
圖1 2020年6月22日20時(shí)~23日20時(shí)(上)和23日20時(shí)~24日20時(shí)(下)貴州省24 h累計(jì)降水量分布(a、c,單位:mm)及代表站小時(shí)雨強(qiáng)演變(b、d,單位:mm/h)
從6月22日08時(shí)~24日08時(shí)200 hPa環(huán)流形勢(shì)(圖略)可以看出,貴州上空一直受南亞高壓控制,南部地區(qū)位于呈準(zhǔn)東西向的南亞高壓脊線上(26°N附近),西風(fēng)急流位于35°~45°N,東北部有中心強(qiáng)度為18×10?5s?1的強(qiáng)輻散區(qū),并不斷向南擴(kuò)散。上述特征表明,貴州省東北部上空維持強(qiáng)輻散區(qū),有利于持續(xù)特大暴雨過(guò)程的高空強(qiáng)“抽吸”作用。
22日08時(shí)~23日08時(shí)(圖2),500 hPa歐亞中高緯維持兩槽一脊型,烏拉爾山大槽維持少動(dòng),且不斷分裂小槽東傳,副高增強(qiáng)西伸北抬,其北界穩(wěn)定在華南北部。22日08時(shí)(圖2a),700 hPa低渦切變線位于西昌至重慶東北部一線,廣西北部到湖南大部為強(qiáng)西南急流控制;23日08時(shí)(圖2b),低渦切變維持西昌-宜賓至湖北北部,湖南中部已發(fā)展為一個(gè)急流核區(qū)(最大風(fēng)速為24 m/s)。22日08時(shí)(圖2a),850 hPa切變位于貴州北部至湖南北部,廣西北部到湖南東北部為西南低空急流(風(fēng)速為16~20 m/s),南部受急流北側(cè)的西南暖濕氣流控制;20時(shí)(圖略)切變西段南壓至貴州中部地區(qū),廣西北部到湖南東北部的急流減弱(風(fēng)速為8~12 m/s);23日08時(shí)(圖2b)貴州中部切變線略有北抬,廣西北部至湖南東北部的西南低空急流增強(qiáng)(風(fēng)速為12~16 m/s),貴州南部仍受急流北側(cè)的西南暖濕氣流控制;20時(shí)(圖略)切變西段南壓至黔南中部附近,西南急流減弱(風(fēng)速為8~12 m/s);24日(圖略)切變南移到廣西北部,西南急流減弱,強(qiáng)降雨結(jié)束。
圖2 2020年6月22日08時(shí)(a)和23日08時(shí)(b)環(huán)流形勢(shì)
以上可以看出:高空強(qiáng)“抽吸”效應(yīng)持續(xù)作用,高層不斷分裂波動(dòng)槽東傳,副高北界穩(wěn)定少動(dòng),低層切變線西段白天北抬,夜間南壓;特大暴雨區(qū)位于切變線與急流之間,大氣層結(jié)極不穩(wěn)定;其中,低空急流“夜晚增強(qiáng)而白天減弱”的脈動(dòng)是夜間特大暴雨的觸發(fā)機(jī)制。
從22日08時(shí)地面形勢(shì)場(chǎng)(圖3a)可以看出,貴州大部受熱低壓外圍控制,熱低壓中心位于云南德欽附近,中心值為995.0 hPa,地面準(zhǔn)靜止鋒(梅雨鋒)位于浙江南部、湖南中部到貴州中部一線,貴州南部受梅雨鋒西段影響;23日08時(shí)(圖3b),云南德欽附近熱低壓繼續(xù)維持,河套西部有冷高壓中心(1010.0 hPa),有弱冷空氣擴(kuò)散南下,梅雨鋒略南壓。22~23日,由于受熱低壓發(fā)展影響,白天氣溫升溫較快,大部分地區(qū)最高氣溫超過(guò)30 ℃,積累了大量的不穩(wěn)定能量,夜間受500 hPa高原槽東傳引導(dǎo)弱冷空氣擴(kuò)散南下,梅雨鋒西段得到強(qiáng)烈發(fā)展,造成了6月23~24日貴州南部地區(qū)持續(xù)性特大暴雨過(guò)程。
圖3 2020年6月22日08時(shí)(a)和23日08時(shí) (b)地面形勢(shì)場(chǎng)和梅雨鋒位置
周玉淑等[17]指出非輻散水汽流函數(shù),即非輻散水汽通量,可反映水汽通量沿等壓線輸送的部分。分析此次特大暴雨過(guò)程的整層水汽流函數(shù)及無(wú)輻散分量分布(圖4)可知,水汽主要來(lái)源于孟加拉灣和南海,有兩支氣流在貴州到長(zhǎng)江流域一帶匯集,一支為孟加拉灣東北部西南氣流水汽輸送,另一支為副高西側(cè)強(qiáng)偏南氣流輸送。22日08時(shí)(圖4a)和23日08時(shí)(圖4c),貴州大部水汽通量流函數(shù)值在0~100×106kg/s;22日20時(shí)(圖4b)和23日20時(shí)(圖4d),貴州水汽通量流函數(shù)值增大,超過(guò)100~200×106kg/s,表明夜間貴州地區(qū)匯集氣流有所增強(qiáng),這也是持續(xù)降水出現(xiàn)在夜間的主要原因。
圖4 2020年6月整層水汽流函數(shù)(等值線,單位:l06 kg/s)和非輻散分量(箭頭)分布(a. 22日08時(shí),b. 22日20時(shí),c. 23日08時(shí),d. 23日20時(shí))
水汽通量勢(shì)函數(shù)及輻散分量對(duì)水汽輸送具有重要指示作用。從水汽通量勢(shì)函數(shù)及輻散分量分布(圖5)來(lái)看,孟加拉灣處于輻散狀態(tài),華南地區(qū)到東亞沿岸海域附近處于水汽匯集區(qū)域,貴州南部地區(qū)處于水汽通量勢(shì)函數(shù)的低值區(qū)域,表明該地區(qū)有明顯的水汽輻合。22日08時(shí)(圖5a)和23日08時(shí)(圖5c)顯示,貴州大部的水汽通量勢(shì)函數(shù)矢量箭頭方向一致;22日20時(shí)(圖5b)和23日20時(shí)(圖5d)顯示,水汽通量勢(shì)函數(shù)的矢量箭頭出現(xiàn)輻合中心,表明夜間暴雨區(qū)有水汽通量勢(shì)函數(shù)和輻散分量的輻合中心。
圖5 同圖4,但為整層水汽勢(shì)函數(shù)(等值線,單位:l06 kg/s)及輻散分量(箭頭)
張景等[18]和陶麗等[19]指出假相當(dāng)位溫(θse)是綜合表征大氣溫度、壓力、濕度的物理量,能反映大氣能量分布。從850 hPaθse水平分布(圖略)可以看出,貴州南部處于θse等值線的密集帶,表明高溫高濕不穩(wěn)定能量在這里聚集。夜間θse值明顯增強(qiáng),表明能量鋒區(qū)存在明顯的日變化,夜間θse梯度增大,降水也開(kāi)始增強(qiáng),冷暖氣流在貴州南部進(jìn)行交匯輻合出現(xiàn)強(qiáng)降水。
從以上的水汽輸送和850 hPa假相當(dāng)位溫分析來(lái)看,暴雨區(qū)域夜間變化明顯。因此,進(jìn)一步分析850 hPa風(fēng)場(chǎng)和水汽通量散度(圖6)。22日20時(shí)(圖6a)和23日20時(shí)(圖6c),貴州省中南部長(zhǎng)時(shí)間維持一條準(zhǔn)東西向的切變線,22日和23日白天切變線南側(cè)偏南氣流風(fēng)速較小,水汽通量散度負(fù)值中心位于貴州西南部;23日02時(shí)(圖6b)和24日02時(shí)(圖6d),切變線南側(cè)西南氣流加強(qiáng),華南沿海低空急流建立,切變線長(zhǎng)時(shí)間維持和加強(qiáng),形成低層強(qiáng)烈輻合,有利于維持對(duì)流不穩(wěn)定和低層垂直風(fēng)切變,為此次持續(xù)暴雨天氣發(fā)生發(fā)展提供了不穩(wěn)定條件;與此同時(shí),貴州西南部水汽通量散度負(fù)值中心向東移至黔南地區(qū)南部或中部,為暴雨天氣提供了有利的動(dòng)力和水汽條件。
圖6 2020年6月850 hPa風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿,單位:m/s)和水汽通量散度(實(shí)線,單位:g·s?1·cm?1·hPa?1)分布(a. 22日20時(shí),b. 23日02時(shí),c. 23日20時(shí),d. 24日02時(shí))
從貴州南部強(qiáng)降雨上空的渦度垂直分布(圖7)來(lái)看,22日20時(shí)在105°~107°E近地面上空(500~900 hPa)為正渦度區(qū)(圖7a),中心強(qiáng)度為4×10?5s?1,對(duì)應(yīng)500 hPa以上為負(fù)渦度帶;23日02時(shí)(圖7b),貴州南部黔南州上空700hPa的負(fù)渦度帶(中心值為?2×10?5s?1)下移,近地層正渦度中心有所加強(qiáng)(中心值為6×10?5s?1),正渦度中心對(duì)應(yīng)惠水縣崗度鎮(zhèn)站開(kāi)始出現(xiàn)40 mm/h以上強(qiáng)降水。23日20時(shí),在102°~108°E,850~900 hPa為正渦度帶(圖7c),強(qiáng)度為4×10?5s?1,750 hPa以上為負(fù)渦度帶;24日02時(shí),106°~107°E上空750 hPa負(fù)渦度帶加強(qiáng)上升(圖7d),正渦度中心上移至800 hPa附近,強(qiáng)度加強(qiáng)為6×10?5s?1,惠水縣戎甲站(106.6°E)和貴定縣云霧站(107.1°E)已分別出現(xiàn)強(qiáng)度為112 mm/h和102 mm/h降水。
圖7 2020年6月貴州南部沿26°N的渦度垂直剖面(a. 22日20時(shí),b. 23日02時(shí),c. 23日20時(shí),d. 24日02時(shí),陰影表示地形,單位:10?5s?1)
上述分析表明最強(qiáng)降雨出現(xiàn)在邊界層動(dòng)力輻合加強(qiáng)且趨于最強(qiáng)時(shí)段。此次持續(xù)性強(qiáng)降雨過(guò)程中,低層輻合有利于氣旋性渦度不斷加大,高層輻散抽吸作用使得輻合上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),同時(shí)氣流上升凝結(jié)潛熱不斷釋放,促使低層低渦系統(tǒng)發(fā)展,形成更強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng),進(jìn)而維持強(qiáng)降雨所需的動(dòng)力抬升條件。
汪小康等[20]指出螺旋度是表征對(duì)流系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)性和上升運(yùn)動(dòng)的重要物理量,能反映大氣在垂直方向旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)和上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱。分析貴州中部垂直螺旋度垂直剖面(圖8)可知,22日20 時(shí)(圖8a)在400 hPa、106°E附近(惠水縣境內(nèi))有一個(gè)垂直螺旋度正值中心,中心值為1×10?6hPa·s?2,貴州黔南地區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)20 mm/h降雨;23日02時(shí)(圖8b)垂直螺旋度正值中心值有所增大,中心強(qiáng)度增大至5×10?6hPa·s?2,且向下移至500 hPa附近,超過(guò)20 mm/h雨強(qiáng)的范圍擴(kuò)大,惠水崗度鎮(zhèn)站維持40 mm/h以上強(qiáng)降雨;23日20時(shí)(圖8c),600 hPa、106°E附近有一個(gè)垂直螺旋度正值中心,中心強(qiáng)度為1.5×10?6hPa·s?2,對(duì)應(yīng)850 hPa切變線南側(cè)與低空急流北側(cè)觸發(fā)對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展,出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水站點(diǎn)增多;24日02時(shí)(圖8d),隨著切變線南移和急流增強(qiáng),強(qiáng)中心東移至108°E附近,中心值為1.5×10?6hPa·s?2,貴定縣云霧站出現(xiàn)112 mm/h強(qiáng)降水。上述特征表明夜間在暴雨區(qū)垂直螺旋度正值中心值顯著增大,使中低層氣旋式上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)盛,有利于中小尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展,為強(qiáng)降水提供有利的動(dòng)力條件。
圖8 2020年6月貴州中部沿26°N垂直螺旋度垂直剖面(a. 22日20時(shí),b. 23日02時(shí),c. 23日20時(shí),d. 24日02時(shí),陰影表示地形,單位:10?6 hPa·s?2)
圖9給出了2020年6月22~24日貴州FY-2G云頂亮溫TBB演變。如圖所示,22日16時(shí)(圖9a)貴州中南部至湖南西部有4個(gè)較小β中尺度對(duì)流云團(tuán)A、B、C、D生成發(fā)展;22日20時(shí)(圖9b)云團(tuán)B和云團(tuán)D面積增強(qiáng),TBB值分別為191 K和187 K;22日22時(shí)(圖9c)云團(tuán)A向云團(tuán)B合并,云團(tuán)D向云團(tuán)C合并, 云團(tuán)B云頂TBB值減小到180 K,南部出現(xiàn)幾個(gè)雨強(qiáng)超過(guò)20 mm/h的站點(diǎn);23日00時(shí)(圖9d)云團(tuán)C向云團(tuán)B合并加強(qiáng)為α中尺度對(duì)流云團(tuán)E,TBB值為193 K,崗度鎮(zhèn)開(kāi)始出現(xiàn)34.2 mm/h強(qiáng)降水;23日02時(shí)(圖9e)云團(tuán)E面積逐漸減小,TBB值為191 K,超過(guò)20 mm/h雨強(qiáng)范圍擴(kuò)大,崗度鎮(zhèn)站雨強(qiáng)一直維持40 mm/h以上;23日03~05時(shí)(圖略)云團(tuán)E面積逐步減小,雨強(qiáng)減弱。
圖9 2020年6月22~24日貴州不同時(shí)次云圖TBB演變(a. 22日16時(shí),b. 22日20時(shí),c. 22日22時(shí),d. 23日00時(shí),e. 23日02時(shí),f. 23日23時(shí),g. 24日01時(shí),h. 24日03時(shí),i. 24日05時(shí),A~H表示不同對(duì)流云團(tuán),單位:K)
23日23時(shí)(圖9f)貴州南部有4個(gè)較小β中尺度對(duì)流云團(tuán)F、G、H、J生成發(fā)展,云頂TBB值分別為196 K、189 K、197 K、196 K,隨后云團(tuán)G和云團(tuán)H發(fā)展,好花紅站雨強(qiáng)為42.7 mm/h,惠水蘆山站雨強(qiáng)達(dá)101 mm/h;24日01時(shí)(圖9g)云團(tuán)F、J、G減弱消散,云團(tuán)H仍繼續(xù)發(fā)展,上沖云頂呈橢圓型,TBB值為190 K,多站點(diǎn)雨強(qiáng)超過(guò)20 mm/h,云霧站高達(dá)112 mm/h;03時(shí)(圖9h)云團(tuán)H發(fā)展為橢圓狀α中尺度對(duì)流云團(tuán),雨強(qiáng)超過(guò)20 mm/h范圍進(jìn)一步擴(kuò)大;05時(shí)(圖9i)云團(tuán)H面積減小,強(qiáng)度減弱。上述特征表明,梅雨鋒西段在午后至傍晚上開(kāi)始新生成若干γ、β中尺度云團(tuán)的對(duì)流性系統(tǒng),γ、β中尺度云團(tuán)增強(qiáng)、發(fā)展、移動(dòng)、合并、停滯與降雨增強(qiáng)過(guò)程基本一致。
分析貴陽(yáng)多普勒雷達(dá)站基本反射率和1.5°仰角資料(圖略)可知,22日19:10,降雨回波位于貴州南部一帶,范圍較小,中心強(qiáng)度為30~40 dBZ;19:48,黔南州都勻、惠水站附近分別新生成強(qiáng)對(duì)流回波,惠水站附近回波強(qiáng)度達(dá)50 dBZ以上;20:30,對(duì)流回波進(jìn)一步發(fā)展并向西移動(dòng),在安順附近新生發(fā)展多個(gè)分散強(qiáng)回波單體;21:00,整個(gè)對(duì)流回波帶呈準(zhǔn)東-西分布,回波西段較強(qiáng),東段較弱,隨著回波帶上不斷新生回波單體強(qiáng)烈發(fā)展并結(jié)合,出現(xiàn)多個(gè)波狀強(qiáng)中心單體,強(qiáng)回波中心超過(guò)50 dBZ,回波帶移動(dòng)緩慢,雨帶維持少動(dòng),新生回波單體不斷向黔南惠水移動(dòng),形成了“列車(chē)效應(yīng)”。23日07時(shí)以后,回波帶明顯減弱,中心強(qiáng)度快速減小,回波結(jié)構(gòu)松散,并逐步向東南方向移動(dòng),降水減弱;19:48,回波位于黔南西部的長(zhǎng)順至惠水一帶,范圍較小,中心強(qiáng)度為30~40 dBZ;20:30,對(duì)流回波進(jìn)一步向東發(fā)展,在安順南部新生發(fā)展多個(gè)分散強(qiáng)回波單體;21:42,安順南部至黔南地區(qū)西段回波帶強(qiáng)度較強(qiáng),東段較弱,回波帶上不斷新生回波單體合并發(fā)展加強(qiáng),中心強(qiáng)度達(dá)50 dBZ以上,并長(zhǎng)時(shí)間維持,新生回波單體均向黔南惠水和貴定南部東移形成“列車(chē)效應(yīng)”。24日04時(shí)以后,回波帶西段開(kāi)始減弱,新生對(duì)流單體減少,回波明顯減弱。
中小尺度輻合區(qū)的穩(wěn)定維持是引起強(qiáng)降水回波穩(wěn)定少動(dòng)的主要原因。此次過(guò)程中,22日21時(shí)~23日04時(shí)和23日21時(shí)~24日03時(shí)是對(duì)流回波帶快速發(fā)展階段,回波單體向后傳播并向東移動(dòng),降雨效率較高,為多個(gè)對(duì)流單體結(jié)合的強(qiáng)中心,具備積雨云降水,強(qiáng)度大且時(shí)間集中等特征。沿“列車(chē)效應(yīng)”方向做垂直剖面(圖10)來(lái)看,回波降水低質(zhì)心相對(duì)較低,誘發(fā)強(qiáng)降水效應(yīng)。
圖10 貴陽(yáng)雷達(dá)組合反射率因子空間分布(a. 22日20:49,b. 22日22:50,c. 22日23:50,d. 23日01:50,e. 23日02:51,f. 23日19:48,g. 23日21:48,h. 23日23:49,i. 24日00:50,j. 24日01:51)和垂直剖面(k. 23日02:29,l. 24日00:44)(單位:dBZ)
本文利用國(guó)家氣象站和區(qū)域自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)、NCEP再分析資料、FY-2G衛(wèi)星云圖及多普勒雷達(dá)資料,對(duì)發(fā)生在梅雨鋒西段的“6.23”貴州大暴雨成因進(jìn)行分析,得到以下主要結(jié)論:
(1)此次持續(xù)性特大暴雨發(fā)生時(shí),貴州南部地區(qū)受南亞高壓控制,副高北界穩(wěn)定維持在華南北部,500 hPa不斷分裂短波槽引導(dǎo)弱冷空氣南下與副高西側(cè)偏南暖濕氣流在貴州南部交匯,使梅雨鋒鋒生增強(qiáng),并配合低層切變系統(tǒng)和低空急流的動(dòng)力抬升作用,造成持續(xù)性強(qiáng)降水,強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在夜間。
(2)來(lái)自孟加拉灣的西南暖濕氣流與副高西側(cè)的偏南氣流在貴州中東部到長(zhǎng)江流域一帶交匯,促使低空急流建立,并且在夜間明顯增強(qiáng),形成水汽通量勢(shì)函數(shù)和輻散分量輻合中心,為持續(xù)性暴雨天氣提供充足的水汽輸送。能量鋒區(qū)存在明顯日變化特征,夜間假相當(dāng)位溫梯度增大,降水開(kāi)始增強(qiáng)。
(3)高空輻散、中低層切變線南側(cè)與低空急流北側(cè)的正垂直螺旋度為中尺度渦旋迅速發(fā)展和水汽輻合抬升凝結(jié)提供了動(dòng)力條件,夜間垂直螺旋度正值中心值顯著增大,促使中低層氣旋式上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)盛,有利于中小尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展,為強(qiáng)降水提供有利的動(dòng)力條件。貴州南部暴雨或特大暴雨落區(qū)具有重疊性。
(4)高原槽引導(dǎo)弱冷空氣南下有利于梅雨鋒鋒生,午后至傍晚生成中尺度對(duì)流系統(tǒng),合并發(fā)展增強(qiáng)并緩慢移動(dòng),導(dǎo)致了此次降水過(guò)程的發(fā)生。暴雨過(guò)程中存在明顯“列車(chē)效應(yīng)”,貴州南部地區(qū)受對(duì)流系統(tǒng)疊加影響形成持續(xù)性強(qiáng)降水。