張 蕾

文山州氣象臺，云南文山 663000

滇東南地處云南省東南部巖溶石山區(qū)，包括文山州和紅河州兩地，由于受多種天氣系統(tǒng)影響，暴雨頻發(fā)，常引發(fā)山洪、城鎮(zhèn)內(nèi)澇、滑坡和泥石流等災害，給人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失[1-2]。2020年9月23日滇東南出現(xiàn)了一次區(qū)域性的大到暴雨、局部大暴雨天氣過程，造成兩地10縣（市）出現(xiàn)不同程度的暴雨洪澇及次生災害。據(jù)統(tǒng)計，此次過程共造成滇東南地區(qū)農(nóng)作物受災1 290.01 hm2、成災795.43 hm2、絕收371.6 hm2，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失達1 120.65萬元，導致各類直接經(jīng)濟損失約4 371.53萬元，給人民生產(chǎn)生活帶來嚴重影響。利用常規(guī)觀測資料、NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析資料、衛(wèi)星和多普勒雷達資料，從環(huán)流形勢，水汽、熱力及動力條件，中尺度對流云團（MCS）和雷達回波演變特征等方面，分析了此次滇東南區(qū)域性暴雨過程，在一定程度上提高此類災害性天氣降水強度和落區(qū)的預報準確率，減少暴雨致災損失。

1 過程天氣概況

根據(jù)2020年9月22日14:00至23日14:00滇東南412個雨量站統(tǒng)計：兩地共出現(xiàn)大暴雨11站、暴雨100站、大雨210站，最大累計降水量出現(xiàn)在紅河州的河口縣洞坪22隊站為214.3 mm（圖1a畫圈處）。過程期間強對流天氣特征明顯，滇東南和曲靖南部出現(xiàn)大范圍密集的閃電活動，在暴雨區(qū)域還伴隨出現(xiàn)明顯的短時強降水，短時強降水分布范圍廣，累計出現(xiàn)130站次，最大小時雨強為河口縣洞坪22隊站76.0 mm/h（圖1b）。

圖1 2020年9月22日14:00～23日14:00云南省累計降水量（a）和短時強降水（b）

2 天氣環(huán)流背景

暴雨發(fā)生前（9月22日08:00），100 hPa南亞高壓中心位于印度半島北部，500 hPa亞洲中高緯為兩槽一脊環(huán)流形勢，高空槽位于云南北部，西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）西進斷裂，在滇緬之間形成一個高壓單體（圖略）。暴雨暴發(fā)時（23日02:00），南亞高壓整體東移，整個云南地區(qū)位于高空東風急流入口區(qū)右后側(cè)，且東風急流有所加強，輻散環(huán)境較好，為暴雨的發(fā)生提供了有利的高空輻散抽吸作用（圖2a）。高空槽逐漸東移引導低層冷空氣南下，副高繼續(xù)加強西伸，滇緬高壓中心向西南移至孟加拉灣海域，588線西脊點延伸至12°N，82°E附近，此時整個滇東南地區(qū)恰好處于2個高壓的輻合區(qū)內(nèi)，屬于云南第二類兩高輻合[3]。受副高主體外圍的偏南氣流和滇緬高壓外圍西南氣流共同影響，有利于孟加拉灣和南海的水汽同時向滇東南上空輸送，為此次降雨過程提供了十分有利的水汽條件（圖2b）。暴雨結(jié)束時（23日14:00），副高繼續(xù)西伸北抬，588線西脊點已延伸至80°E以西，西南水汽通道受阻。

圖2 2020年9月23日02:00 100 hPa風場

在低層，暴雨開始時（22日20:00）700 hPa上昆明至文山一帶為弱的偏西氣流輻合，850 hPa切變線南壓至文山北部一帶，與地面冷鋒位置基本對應，切變線呈西北—東南—東北走向，南側(cè)為來自孟加拉灣的西南氣流，北側(cè)為大陸冷高壓外圍的東北氣流，且后方冷空氣勢力增強，此時為兩股氣流交匯（圖略）。暴雨暴發(fā)時（23日02:00）700 hPa輻合區(qū)略向西移至紅河一帶，此時文山受偏南氣流影響，紅河受西南氣流影響，給暴雨的維持提供了源源不斷的水汽，850 hPa切變線南壓至文山中南部、紅河中部一帶并伴隨出現(xiàn)了低渦中心，位置仍與地面冷鋒位置一致，由于副高阻擋緩慢向西南方向移動，切變線南側(cè)為來自孟加拉灣的西南氣流和南海的偏南氣流，北側(cè)為偏北氣流，冷暖空氣勢力相持，此時為三股氣流交匯維持，整個滇東南地區(qū)出現(xiàn)大范圍強降雨（圖3）。23日08:00 700 hPa輻合區(qū)仍在紅河一帶維持并加強，850 hPa切變線緩慢壓至紅河西部到南部一帶，造成紅河西部和南部地區(qū)出現(xiàn)局地強降雨，之后，隨著850 hPa切變線和地面冷鋒向西移出滇東南，強降雨過程趨于結(jié)束（圖略）。綜上，副高西進過程中斷裂出滇緬高壓，滇東南恰好處于兩高輻合區(qū)內(nèi)，配合850 hPa切變線和地面冷鋒造成此次滇東南區(qū)域性暴雨。

圖3 2020年9月23日02:00 700 hPa（a）、850 hPa（b）流場（填色為風速大小，單位：m/s）和地面風場疊加24 h變壓場（c）

3 物理量分析

3.1 水汽條件

從850 hPa水汽通量（圖4a）來看，暴雨暴發(fā)時存在2支水汽輸送通道，一支是來自孟加拉灣的西南氣流，另一支是來自南海的偏南氣流，水汽通量稍有減弱但仍然維持，這與許美玲等[4]研究云南突發(fā)特大暴雨過程的水汽通量變化特征一致，此時西南氣流水汽通量中心為20 g/（hPa·s·cm），偏南氣流水汽通量中心為8 g/（hPa·s·cm），2支通道同時為滇東南上空提供充沛的水汽。從850 hPa上水汽通量散度來看，22日20:00滇東南水汽通量輻合迅速增強，中心值為-50×10-8g/(cm2·hPa·s)，此時強水汽輻合區(qū)與850 hPa切變線和地面冷鋒位置相吻合，曲靖南部、文山北部有分散的短時強降水出現(xiàn)；23日02:00水汽通量輻合相對減弱但仍然維持在-25×10-8g/(cm2·hPa·s)，此時滇東南出現(xiàn)了大范圍強降水（圖4b）。

圖4 2020年9月23日02:00 850 hPa水汽通量（a）和水汽通量散度（b）

3.2 熱力條件

選取22日20:00蒙自站的T-lnP圖（圖5）代表滇東南的層結(jié)性質(zhì)，蒙自站對流有效位能為1 754.7 J/kg，有較強的不穩(wěn)定能量蓄積。通過高低層的溫差可判別大氣的穩(wěn)定性狀況，蒙自站T500-700為16.6 ℃，層結(jié)不穩(wěn)定[5]。蒙自站濕層比較深厚，850 hPa比濕為16 g/kg，且T-lnP圖呈細長型，暖云層厚度為3.5 km，有利于短時強降水天氣的發(fā)生和高效率降水的產(chǎn)生。從風場的垂直分布上來看，蒙自站0～6 km垂直風切變較弱僅為0.6 m/s，且在850～700 hPa為東南風和西北風交匯，冷暖氣流在此碰撞十分劇烈，也有利于強降水的產(chǎn)生。以上綜合分析表明，滇東南地區(qū)較滇中地區(qū)上空的大氣層結(jié)不穩(wěn)定，有較強的不穩(wěn)定能量蓄積，擁有較高的降水效率，且冷暖氣流在此碰撞劇烈，有利于短時強降水的產(chǎn)生。

圖5 蒙自站2020年9月22日20:00 T-lnP圖

3.3 動力條件

從紅河南部大暴雨中心河口縣洞坪22隊站（圖6）來看，22日下午開始上升運動開始增強，垂直上升運動區(qū)從近地面延伸至200 hPa高度，23日08:00洞坪22隊站在850 hPa和300 hPa出現(xiàn)2個強上升運動中心，最大上升速度達-0.6 Pa/s，與強降雨時段對應。滇東南地區(qū)強烈的上升運動將低層積聚的水汽向上抬升，同時觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放造成局地大暴雨。

圖6 2020年9月22日08:00至23日14:00河口縣洞坪22隊站垂直速度（單位：10-1Pa/s）時空剖面圖

4 中尺度對流云團演變特征

通過對衛(wèi)星云圖進行分析，清楚地揭示了造成此次暴雨過程的中尺度系統(tǒng)的演變過程，MCS的發(fā)展和移動與此次暴雨及短時強降水的落區(qū)有十分密切的聯(lián)系。22日16:00地面冷鋒到達楚雄北部—昆明中部—曲靖南部一帶時，由于地面氣溫和露點溫度均較高，不穩(wěn)定能量強，地面冷鋒附近不斷有對流云團初生，其中曲靖南部和貴州黔西南州與百色交界處露點溫度較周圍區(qū)域更高（達到20 ℃以上），云團A和云團B迅速發(fā)展為塊狀（圖7a）；19:00地面冷鋒仍在原地維持，曲靖與紅河交界處不斷有對流云團初生后與A云團合并，B云團繼續(xù)發(fā)展并向南移至百色西部，曲靖中部和西部有云團C和D生成發(fā)展，此時A、B、C云團中均有短時強降水發(fā)生（圖7b）；22:00地面冷鋒略向南壓，在滇緬高壓外圍西偏北氣流的引導下，4個對流云團逐漸靠攏合并增強為MCS并向東南發(fā)展，云團結(jié)構(gòu)緊密，形狀呈橢圓形，有3個白亮中心，且文山與廣西交界處仍不斷有對流云團新生并入MCS，此時MCS內(nèi)發(fā)生大范圍短時強降水（圖7c）；23日03:00隨著地面冷鋒南壓至紅河北部—文山中南部一帶，由于滇東南區(qū)域擁有更高的露點溫度，MCS在文山中部加強，此時在越南與老撾交界處即冷鋒西南方暖區(qū)一側(cè)也有一對流云團F生成發(fā)展（圖7d）；07:00暖區(qū)對流云團F向東北方移動到紅河南部時合并入地面冷鋒云系E中，導致MCS繼續(xù)維持（圖7e），造成河口縣洞坪22隊站150.4 mm/3 h的強降雨；直到11:00后，紅河上空對流MCS云型結(jié)構(gòu)逐漸松散，隨著地面冷鋒移出紅河境內(nèi)，強降雨也隨之結(jié)束（圖7f）。中尺度對流云團不斷生成與合并且長時間維持造成此次滇東南區(qū)域出現(xiàn)大范圍暴雨及短時強降水。

圖7 2020年9月22日16:00至23日11:00 FY-2G紅外云圖疊加地點面冷鋒

5 結(jié)論

（1）副高西進過程中斷裂出滇緬高壓，滇東南恰好處于兩高輻合區(qū)內(nèi)，配合850 hPa切變線和地面冷鋒造成此次滇東南區(qū)域性暴雨。

（2）滇東南存在2支水汽輸送通道：一支是來自孟加拉灣的西南氣流，另一支是來自南海的偏南氣流，2支水汽通道同時在滇東南上空匯合，850 hPa水汽通量強輻合區(qū)與切變線和地面冷鋒位置相吻合。

（3）滇東南地區(qū)上空的大氣層結(jié)不穩(wěn)定，有較強的不穩(wěn)定能量蓄積，有較高的降水效率，且冷暖氣流在此碰撞十分劇烈，有利于短時強降水及暴雨的產(chǎn)生。

（4）滇東南地區(qū)有劇烈的垂直上升運動，大暴雨中心垂直上升運動區(qū)從近地面延伸至200 hPa高度，上升運動最強時段與強降雨時段對應。

（5）在冷鋒附近，地面露點溫度高的區(qū)域?qū)α髟茍F更易發(fā)展，中尺度對流云團不斷生成與合并且長時間維持造成此次滇東南區(qū)域出現(xiàn)大范圍暴雨及短時強降水。