鄒大偉 劉潔

摘要 針對東平湖流域的致災過程，篩選了典型的洪澇災害個例，在保證資料完整的前提下，篩選出2007—2013年東平湖流域12個致災天氣過程，從整層形勢場的平均場，結合12個單獨個例進行分析，得出了以下結論：（1）副高邊緣500 hPa短波槽的移動是造成夏季易誘發(fā)洪澇的暴雨天氣的背景場，增強對流不穩(wěn)定；（2）850 hPa切變線或切變線發(fā)展出的低渦系統(tǒng)是造成災害的主要影響系統(tǒng)；地面場受850 hPa暖脊的影響，一般表現(xiàn)為倒槽或倒槽發(fā)展而成的氣旋系統(tǒng)的影響。

關鍵詞 洪澇災害；平均場；對流不穩(wěn)定

中圖分類號：P333.2 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0192-03

東平湖流域自古以來就是一個洪澇災害多發(fā)區(qū)域，2001、2021年，由于連降暴雨，東平湖流域金山壩出現(xiàn)險情，威脅湖區(qū)近10萬群眾生命財產(chǎn)安全。同時，東平湖又在南水北調(diào)工程中扮演了較為重要的角色，因此，確保東平湖區(qū)的安全是保證當?shù)貐^(qū)域平穩(wěn)發(fā)展的前提。湖區(qū)洪澇災害的發(fā)生往往是整個流域諸多成災因子綜合作用的結果，尤其是在日益增多的人類活動的影響下，洪澇災害的氣象成災因子變得更為復雜[1-3]。氣象條件是洪澇的演變趨勢最重要的條件之一，有必要全面探討東平湖流域洪澇災害上下游的氣象成災因子特點及其演變趨勢，揭示其洪澇災害的氣象成災機理，從而為該地區(qū)的防災減災提供科學依據(jù)。

1 資料來源與研究方法

針對致災過程，篩選典型的東平湖流域洪澇災害個例，建立洪澇發(fā)生的氣象概念模型，統(tǒng)計分析洪澇預報發(fā)生的天氣系統(tǒng)閾值。在篩選洪澇致災的過程中，挑選水文數(shù)據(jù)與區(qū)域自動站雨量均比較齊全的過程進行分析，篩選出2007—2013年東平湖流域12個致災天氣過程（表1）。采用天氣分型的方式，對東平湖流域洪澇災害的天氣形勢進行歸類總結，提煉主要的天氣學特征，以期獲得可用的預報業(yè)務指標。

上述12個降水過程是2007—2013年東平湖流域有災情記錄的天氣過程。從時間分布來看，災情主要發(fā)生在主汛期，其中，12次過程有11次發(fā)生在7、8月份主汛期，只有2013年的災情發(fā)生在5月底。

具體分析2013年的氣候特征（圖1），泰安2013年降水量時空分布不均，5月較常年偏多104.4%，屬降水異常偏多月份；7月較常年偏多64.8%，屬降水顯著偏多月份，8月較常年偏少56.8%，可以明顯看出整個降水期提前，降水主要集中在5—7月，因此從此種意義來說，災害發(fā)生在了主要降水時段。

2 洪澇災害天氣過程的系統(tǒng)分析

2.1 低槽冷鋒類個例

2007年7月19日與2010年7月1日的洪澇個例類似，從影響系統(tǒng)來看，為一次較為典型的低槽冷鋒天氣過程，高低空配置有明顯的前傾結構，850 hPa的徑向切變自西向東劃過東平湖流域，造成短時強降水天氣。500 hPa有階梯槽結構，為低層提供部分的冷空氣，使冷暖空氣交匯更加劇烈，有利于對流天氣的觸發(fā)。2007年8月10日與2010年8月5日洪澇個例類似（圖2），均為后傾槽的低槽冷鋒，過程同樣發(fā)生在副高邊緣，為暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽條件。此外，在500 hPa，影響東平湖流域的低槽北部同樣存在階梯槽的結構，為過程的發(fā)生輸送了冷空氣。

2.2 切變線類個例

2007年8月17日與2011年9月13日的個例類似，副高呈緯向分布，副高脊線在我國江淮地區(qū)，徑向切變線劃過東平湖流域，配合500 hPa低槽，造成東平湖流域明顯降水，地面場上無明顯天氣系統(tǒng)，為鞍形場結構[4-6]。2011年9月15日（圖3）與2012年7月8日的洪澇個例與前面2個個例基本相同，副高位置略微偏南，北部冷空氣的影響明顯增強。此外，從地面來看，有明顯的地面倒槽影響東平湖流域，冷暖空氣交匯使降水進一步增強。

2.3 氣旋類個例

2009年7月8日、2012年7月9日和2013年5月26日（圖4）是3個典型的受氣旋影響的洪澇個例，地面均有閉合的氣旋中心，大降水的時段符合氣旋發(fā)生的特點，在氣旋移動路徑的東北方向。850 hPa對應有低渦生成，500 hPa有短波槽劃過，為氣旋的發(fā)生發(fā)展提供背景場[7]。

3 洪澇災害的氣象概念模型

3.1 天氣個例平均場特征分析

通過分析災情個例發(fā)現(xiàn)，其切變線與氣旋類個例有許多相近的特征。因此，可以對12個天氣過程的高度場進行分析，找出影響系統(tǒng)的特點，再結合各自特點，總結得出泰安地區(qū)易發(fā)生洪澇災害的氣象概念模型。

將12個天氣個例過程的500、700、850 hPa高度場，850 hPa溫度場及地面場進行平均。從500 hPa平均場（圖5）來看，副高脊線位置略有偏差，但均處于略為偏南的地區(qū)，500 hPa均受短波槽影響（均在10個緯距之內(nèi)），在夏季緯向環(huán)流的背景場下，容易造成暴雨天氣的500 hPa環(huán)流形式并不是深厚寬廣、移動緩慢的長波槽，而是相對移動較快，較為淺薄的短波槽。700 hPa和850 hPa的平均場特征與500 hPa基本相同，也有明顯的短波槽結構影響東平湖流域（圖6）。

12個天氣過程的溫度場平均場特點基本相同，在洪澇天氣過程發(fā)生前，均受暖脊控制，有明顯的地面增溫作用。由于12個天氣過程均發(fā)生在夏季，冷槽明顯偏北。這與500 hPa受短波槽影響、長波槽槽區(qū)明顯偏北的高空形勢基本一致。

3.2 泰安洪澇概念模型

從整層形式場的平均場，結合12個單獨天氣個例進行分析發(fā)現(xiàn)：當發(fā)生洪澇災害過程時，500 hPa受短波槽（10個緯距之內(nèi)）影響，副高位置偏南且穩(wěn)定少動，為暴雨的產(chǎn)生提供環(huán)流背景。850 hPa位于副高邊緣低壓帶，即風向切變的地區(qū)，當500 hPa槽移動較快時，容易與850 hPa切變形成前傾結構，激發(fā)對流性天氣；當500 hPa槽移動較為緩慢，正渦度平流增大，會導致低壓帶渦度增大，形成明顯的切變或低渦結構，是造成洪澇災害的直接影響系統(tǒng)。700 hPa天氣系統(tǒng)受500 hPa、850 hPa的共同影響，當500 hPa短波槽相對深厚時，700 hPa具有與500 hPa

同樣的短波槽結構；當850 hPa形成明顯的低渦結構時，700 hPa具有與850 hPa同樣的低渦結構。此外，地面系統(tǒng)與高層系統(tǒng)匹配，表現(xiàn)為均壓場結構，或表現(xiàn)為倒槽結構。當850 hPa低渦發(fā)展較好時，地面隨著正渦度平流的增大，可能也會表現(xiàn)為閉合的氣旋結構[7-10]。

4 結論與討論

針對東平湖流域洪澇災害個例，篩選出12個致災天氣過程。從時間分布來看，災情主要發(fā)生在主汛期。從整層形勢場的平均場結合個例單獨分析，得出以下結論：

（1）副高邊緣500 hPa短波槽的移動是造成夏季易誘發(fā)洪澇的暴雨天氣的背景場，一般北方寬廣的槽區(qū)與短波槽形成階梯槽結構，增強對流不穩(wěn)定。

（2）850 hPa切變線或切變線發(fā)展出的低渦系統(tǒng)影響，850 hPa溫度場配合暖脊系統(tǒng)的影響。

（3）地面場受850 hPa暖脊的影響，表現(xiàn)為倒槽或倒槽發(fā)展為氣旋系統(tǒng)影響。

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Analysis of Meteorological Causes of Flood Disaster in Dongping Lake Basin

Zou Da-wei et al（Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Mitigation of Shandong Province， Jinan， Shandong 250031）

Abstract Typical flood disaster cases were selected according to the disaster causing process of Dongping Lake basin. On the premise of ensuring the integrity of the data， 12 disaster causing weather processes in Dongping Lake basin from 2007 to 2013 were selected. From the average field of the whole layer form field， combined with 12 individual cases， the following preliminary conclusions are formed： （1）The movement of 500 hPa short wave trough at the edge of subtropical high is the background field of rainstorm weather that is prone to cause floods in summer， Enhanced convective instability.（2）The low vortex system developed by the 850 hPa shear line or shear line is the main impact system causing disasters; In addition， the surface field is affected by the 850 hPa warm ridge， which generally manifests as the influence of the inverted trough or the cyclone system developed by the inverted trough.

Key words Flood disaster; Mean field; Convective instability