王培 李康麗
(湖北省荊門市氣象局,湖北 荊門 448000)
暴雨洪澇是荊門市主要災(zāi)害之一[1],發(fā)生頻率高,影響范圍廣,危害強度大,災(zāi)害損失重。從農(nóng)作物災(zāi)度指標來看,暴雨是造成農(nóng)作物損失的最嚴重災(zāi)害,因暴雨導(dǎo)致受災(zāi)面積占所有氣象災(zāi)害造成農(nóng)作物受災(zāi)面積的46.3%;從經(jīng)濟災(zāi)度指標看,暴雨造成經(jīng)濟損失占所有災(zāi)種造成直接經(jīng)濟損失總值的85%。荊門暴雨成因主要包括:大氣環(huán)流異常,若夏季風(fēng)在長江中下游長時間停留,冷暖空氣在荊門上空穩(wěn)定對峙,就會造成暴雨;特殊地形地貌,荊門位于湖北省中部、江漢平原西北部,漢江中下游,整體地勢東、西兩面最高,北部次高,南部較低,遇到暴雨加上上游泄洪,造成南部地區(qū)外洪內(nèi)澇;山地抬升,荊門西北部的東寶區(qū)地域是由大巴山東延至保康、南漳的荊山,海拔降至1000m以下,蜿延形成荊山余脈,東北部的鐘祥、京山大部分地域地處大洪山南麓,由于山區(qū)迎風(fēng)坡對降水有強迫抬升作用,造成荊門北部山區(qū)成為暴雨多發(fā)區(qū)[2]。
2023年6月16—19日荊門出現(xiàn)持續(xù)性暴雨,本文分析了此次暴雨發(fā)生的環(huán)流形勢、環(huán)境條件、云圖特征和雷達回波等,揭示了這次暴雨的特征和成因,并分析了其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。
6月16日08:00—19日08:00,荊門大部地區(qū)暴雨,部分地區(qū)大暴雨。其中,16日08:00—17日08:00東寶、漳河新區(qū)、掇刀、鐘祥北部有25站暴雨,5站大暴雨;17日08:00—18日08:00京山有10站暴雨,2站大暴雨。過程累計有27站100mm以上,77站50~99.9mm,17站25~49.9mm。過程累計雨量最大在京山市馬嶺站,為160.4mm;小時雨強最大為37.9mm,出現(xiàn)在18日00:00馬嶺站。
強降水過程分為2個階段,第1階段是16日,此時段暴雨和大暴雨區(qū)集中在西北部地區(qū),以積層混合云降水為主,降水時長較長,雨強不強;第2階段是17日夜間,西部降水減弱,降水中心跳變至東部地區(qū),以積云降水為主,小時最強出現(xiàn)在17日23:00—18日01:00。
1.2.1 環(huán)流形勢
6月16日08:00,500hPa上新疆西部有低槽帶動冷空氣東移南下,副高穩(wěn)定在華南沿海,山東、北京上方有高壓脊持續(xù)控制,河南至安徽上空形成兩高之間切變線,湖北處于切變線南側(cè);20:00兩高基本維持,兩高之前切變線北抬至河南北部至江蘇北部;17日副高略有北抬,20:00荊門處于584邊緣,新疆西部低槽東移南壓至河西走廊,川西低槽東移,環(huán)流形勢對荊門強降水較為有利。18日08:00南北2支槽進一步東移合并成一個冷槽東移,造成荊門穩(wěn)定性降水,20:00冷槽基本移出荊門,降水趨于結(jié)束[3]。
700hPa上,16日08:00荊門處于兩高之間的切變線南側(cè),出現(xiàn)穩(wěn)定性降水,20:00西南氣流明顯加強,切變線略北抬,有明顯的暖平流,荊門比濕達10J·kg-1,有充足的水汽條件,至17日08:00切變線仍維持在河南至江蘇中部,降水時長較長,且以積層混合云降水為主,荊門西北部出現(xiàn)暴雨到大暴雨。17日白天隨著副高北抬切變線繼續(xù)北抬,荊門降水有間歇,17日夜間隨著北部冷空氣侵入,在陜西南部有低渦生成,南部急流進一步加強,荊門東部有對流觸發(fā)生成造成京山東部強降水。18日隨著高空槽東移,急流東移,荊門受冷式切變線東移影響,轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水。
850hPa上,16日08:00切變線在較偏南位置,到20:00荊門比濕由08:00的9J·kg-1升至12J·kg-1,水汽條件更好且有明顯的偏東氣流,疊加?xùn)|寶北部山區(qū)地形,造成了16日夜間東寶北部強降水。17日08:00川東有低渦生成,20:00低渦南壓,切變線位于荊門上空,荊門處于急流出口區(qū)左側(cè)。18日隨著冷空氣侵入,低渦東移至湖北北部,荊門降水減弱[4]。
地面圖上,17—18日08:00靜止鋒穩(wěn)定維持在貴州北部至江蘇南部,維持時間較長,造成了荊門持續(xù)3d的降水,18日20:00隨著北方冷空氣南下,靜止鋒南壓至江西北部,荊門處于高壓底部,降水趨于結(jié)束。
1.2.2 環(huán)境背景場分析
此次強降水過程的探空圖是典型的強降水類型,17日20:00宜昌探空圖顯示,露點曲線與層結(jié)曲線十分接近,濕層深厚,整層大氣幾乎近飽和,對流有效位能Cape 6.3J·kg-1,區(qū)域呈細長分布,K指數(shù)很大,達到39.4℃,850hPa與500hPpa溫差達到21℃,整層大氣近飽和,具有高度的潛在不穩(wěn)定能量,一旦有系統(tǒng)性的抬升,可觸發(fā)深厚濕對流[5]。
從圖1可以看出,湖北中東部的大氣可降水量均超過了60mm,中心值達到70.9mm,位于江漢平原,說明湖北上空水汽含量充沛,容易出現(xiàn)強降雨。
圖1 2023年6月17日20:00GPS可降水量分布圖
1.2.3 云圖分析
從圖2可以看出,荊門市降水主要分為3個過程。16日白天荊門以層狀云為主,雨強小,以穩(wěn)定性降水為主;16日夜間宜昌地區(qū)有云團A生成并東移合并形成寬廣的片狀積層云系,云系在東移的過程中,后部有新生云團B生成并東移,在荊門北部地區(qū)造成列車效應(yīng),造成16日夜間連續(xù)性降水。
圖2 過程期間衛(wèi)星紅外云圖分析
17日20:00湖北荊州到湖南北部地區(qū)出現(xiàn)中尺度對流云團C,在南風(fēng)攜帶的水汽不斷輸送情況下,逐漸發(fā)展加強成MCC并向北移動靠近荊門地區(qū);到18日00:00,中尺度對流云團發(fā)展旺盛,強降水主要位于荊州—天門—孝感一帶,荊門東部也出現(xiàn)較強降水,小時雨強最大為37.9mm,出現(xiàn)在18日00:00[6]。
18日對流云團移出湖北省,受冷切影響,以層狀云為主,荊門轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水。
1.2.4 雷達回波分析
降水過程雷達回波反映出本次降水過程以層積混合降水為主。16日23:00東西向帶狀回波位于宜昌北部至荊門西部地區(qū),回波中心強度30dBZ以上,雨強不強,至17日03:00回波加強并往東北方向移動,此輪降水雖小時雨強不強,但持續(xù)時間較長,造成荊門北部出現(xiàn)暴雨。17日白天由于副高北抬,急流及切變線都往北推,荊門降水間歇。17日夜間急流進一步發(fā)展,北部有冷空氣入侵觸發(fā),22:00在湖北南部荊州地區(qū)有強對流生成,積云對流發(fā)展旺盛,回波中心強度50dBZ,且發(fā)展組織化向北移動,影響荊門東部地區(qū),18日00:00在京山東部演變成組織緊密的降水回波,造成短時強降水。18日白天強降水回波東移出荊門,雷達回波以層狀云降水回波為主,荊門轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水。
從圖3可以看出,17日夜間造成京山強降水的回波頂高在12km左右高度,質(zhì)心偏低,強回波中心接地,45dBZ以上強反射率因子的伸展高度在3km,對應(yīng)高的VIL值,含水量豐富,降水效率高,屬于典型的強降水回波特征。
圖3 2023年6月17日22:00京山東部組合反射率二維剖面圖
綜上所述,本次過程降水主要分2個階段,16日夜間兩高之間的切變線,配合850hPa偏東氣流疊加北部山區(qū)地形造成了16日夜間較強降水;17日夜間高空槽東移,中低層有切變線與明顯的急流相配合,形成了強大的輻合抬升運動,為過程提供了動力條件,此外有明顯暖平流,強盛的低空西南急流將水汽向暴雨區(qū)輸送,為此次降水過程提供充分水汽供應(yīng)。在上下各層系統(tǒng)的聯(lián)合作用下,產(chǎn)生了本次強降水天氣過程。
6月中旬荊門大田作物主要有水稻、玉米和黃豆,早稻及再生稻處于幼穗分化及孕穗,春玉米為抽雄吐絲期,夏玉米、夏大豆、直播中稻為苗期,移栽中稻為分蘗期,棉花為現(xiàn)蕾期。此次暴雨過程降雨持續(xù)時間長,夾雜雷電大風(fēng),造成早稻、一季稻、夏玉米、棉花等作物農(nóng)田內(nèi)澇,魚塘漫塘和魚蝦逃逸[7]。據(jù)荊門市應(yīng)急管理局統(tǒng)計,全市農(nóng)作物受災(zāi)面積2275hm2,成災(zāi)面積209hm2;水產(chǎn)養(yǎng)殖受災(zāi)面積15hm2,農(nóng)林牧漁經(jīng)濟損失943萬元。
此外,強降水有利于稻飛虱、稻縱卷葉螟遷入荊門,荊門市植保部門田間病蟲害發(fā)生動態(tài)監(jiān)測6月下旬—7月上旬,水稻“兩遷”害蟲發(fā)生重于近年同期,呈偏重發(fā)生態(tài)勢。稻飛虱最高百叢蟲量4760頭,短翅成蟲易見,最高百叢40頭,稻縱卷葉螟最高卷葉率1%,蛾量1000頭·667m-2;一代二化螟在早稻、早插中稻田為害明顯,發(fā)育進度同比推遲3~7d。水稻病害呈中等發(fā)生態(tài)勢,紋枯病局部發(fā)病重;再生稻區(qū)稻瘟病感病品種葉瘟發(fā)病面積大于去年同期。
暴雨后應(yīng)及時做好開渠排水工作,將田內(nèi)積水排出,降低田間相對濕度,增強土壤通透性。受暴雨災(zāi)害的稻田,在陰天可采取一次性排水;如遇晴熱高溫天氣,不能一次性排盡田水,應(yīng)保持薄水層,防止高強度的葉面蒸發(fā)導(dǎo)致水稻生理失水而青枯死苗。在退水時隨退水撈去漂浮物,減少稻苗壓傷和苗葉腐爛。及時將殘留在農(nóng)作物葉面上的淤泥清洗干凈,防止泥打沙壓傷害植株,同時還要做好扶苗、正苗工作,以恢復(fù)葉片正常的光合作用,促進作物恢復(fù)生長[8]。
強降水后田間濕度較大,有利于病蟲害的滋生和蔓延。水稻、玉米應(yīng)加強稻飛虱、草地貪夜蛾、紋枯病、稻瘟病等病蟲害監(jiān)測、預(yù)測,統(tǒng)籌安排部署,綜合防治。受淹水稻恢復(fù)生長后的葉、蘗較嫩綠,易受遷飛性害蟲和病原菌浸染危害,要選用對口藥劑進行防治1~2次,避免病害的發(fā)生和蔓延。因除草劑會減弱水稻秧苗的耐澇力,秧苗在受淹后不宜使用除草劑。對淹水時間長的農(nóng)田,應(yīng)噴灑殺菌劑和農(nóng)藥進行防治。特別是稻瘟病、紋枯病等病害,結(jié)合葉面肥和植物生長調(diào)節(jié)劑的施用進行化學(xué)防治,減少田間作業(yè)次數(shù),降低生產(chǎn)成本[9]。
玉米重點預(yù)防玉米螟、草貪夜蛾、斑病等,以遲播夏玉米田為重點防控對象田,以玉米螟、草貪夜蛾幼蟲區(qū)為主治對象,根據(jù)田間病害發(fā)生情況,做好大小斑病等病害防治。大豆重點預(yù)防點蜂緣蝽、豆莢螟等,棉花重點預(yù)防盲蝽蟓、薊馬、枯萎病等病蟲害[9]。
根據(jù)農(nóng)作物受災(zāi)程度和長勢,分類管理,及時施肥,促控結(jié)合,促進受災(zāi)作物恢復(fù)生長。對受災(zāi)的秧苗,積澇排出后可葉面噴施植物生長調(diào)節(jié)劑或葉面肥,增強活力;針對陰雨多發(fā)的不利天氣,因田因苗及時曬田,可采用早曬輕曬多曬的方式,控制無效分蘗,促進根系生長。對于長勢較旺的玉米、大豆和棉花田塊要注意做好化學(xué)調(diào)控,防止水發(fā)旺長。對大豆玉米帶狀復(fù)合種植地塊,重點做好大豆和玉米控旺工作[10]。
暴雨后及時檢查魚蝦養(yǎng)殖塘圍網(wǎng)等設(shè)施,搶修損毀的池埂、攔魚設(shè)施、進排水系統(tǒng)、漁業(yè)機械等。持續(xù)的強降水導(dǎo)致污染物流入池塘,需及時打撈腐爛的死魚、雜物等并施用改底藥物改善水質(zhì),殺滅池塘病原菌,防治魚病和泛塘[11]。
本次降水主要分2個階段,16日夜間兩高之間的切變線,配合850hPa偏東氣流疊加北部山區(qū)地形造成了16日夜間較強降水;17日夜間高空槽東移,中低層有切變線與明顯的急流相配合,為過程提供了動力及水汽條件,造成東部強降水。
此次降雨持續(xù)時間長,夾雜雷電大風(fēng),對荊門農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大影響,水稻、玉米和黃豆受災(zāi)嚴重,且強降水有利于稻飛虱、稻縱卷葉螟遷入荊門,水稻“兩遷”害蟲發(fā)生重于近年同期,呈偏重發(fā)生態(tài)勢。
暴雨后水稻、玉米、大豆等大田作物加強排水,并及時洗苗扶苗;水稻、玉米應(yīng)加強稻飛虱、草地貪夜蛾、紋枯病、稻瘟病等病蟲害監(jiān)測、預(yù)測,統(tǒng)籌安排部署,綜合防治;根據(jù)農(nóng)作物受災(zāi)程度和長勢,分類管理,及時施肥,促控結(jié)合,促進受災(zāi)作物恢復(fù)生長;及時搶修損毀的池埂、攔魚設(shè)施、進排水系統(tǒng)、漁業(yè)機械等并,對水域清淤和消毒。