中圖分類號:P412 文獻標志碼:B 文章編號:2095-3305(2025)05-0206-03
四川省廣元市地處四川盆地北部邊緣,是高原與盆地的過渡帶,西側(cè)龍門山東側(cè)是米倉山,嘉陵江穿城而過。地形西高東低,北高南低,地理環(huán)境極其復雜,自然災(zāi)害常有發(fā)生,暴雨是其主要災(zāi)害之一,再加上處于華西秋雨的主要區(qū)域,秋汛期暴雨十分嚴重,致災(zāi)性高。為提高減災(zāi)防災(zāi)效率,對廣元市秋汛期區(qū)域性暴雨特征進行研究十分必要。秋汛期屬季節(jié)轉(zhuǎn)換時節(jié),冷空氣逐步增強,冷暖空氣交匯明顯,以此為主線特征開展研究,可行性和邏輯性較強,以期深化對秋汛期暴雨的認知,為提高氣象服務(wù)水平提供助力。
王璐思等1統(tǒng)計分析,2001—2015年廣元9月上旬、中旬出現(xiàn)的暴雨數(shù)占全年暴雨的 18% 廣元處于華西秋雨地域,秋汛期強降水明顯,2021—2024年出現(xiàn)的11次秋汛期區(qū)域性暴雨共耗時21d,平均每次歷時2d,致災(zāi)概率大大增加,充分體現(xiàn)了華西秋雨“綿之特點。選取2021年10月4一6日(以下簡稱“10·4—6”)區(qū)域性暴雨過程和2024年9月29—30日(以下簡稱\"9·29—30”)區(qū)域性暴雨過程進行分析。
1秋汛期與區(qū)域性暴雨相關(guān)概念
秋汛期是指因秋季(一般指所產(chǎn)生的漲水期)9月1日一10月31日;區(qū)域性暴雨是指按照業(yè)務(wù)規(guī)定每個縣區(qū)有30\~40個區(qū)域站點被定為監(jiān)測評定站點,如其中1/4的站點發(fā)生暴雨標準,則認為本縣達到暴雨標準,廣元市共5個縣區(qū),如2個以上縣區(qū)發(fā)生暴雨,則認定廣元市出現(xiàn)一次區(qū)域性暴雨。
2降水實況與特征
2.1 降水實況
“10·4一6\"過程是一次連續(xù)3d的區(qū)域性暴雨過程,即10月4一6日都達到區(qū)域性暴雨標準,以下是其降水實況(圖1)。
\"9·29一30”過程是一次連續(xù)2d的區(qū)域性暴雨過程,即9月29、30日都達到區(qū)域性暴雨標準,以下是其降水實況(圖2)。
2.2 降水特征
(1)\"10·4—6”和\"9 ? 29—30”兩次過程降水都先由西北部開始,再到中部,最后雨區(qū)移動到東部或東南部,是覆蓋全市的連續(xù)區(qū)域性暴雨過程。兩次雨強先大后小,暴雨開始日雨強為 25~40mmh ,到暴雨最后一日,雨強 5~15mm/h O
(2) :?10?4 —6”過程中,10月4日04:00\~06:00劍閣縣、蒼溪縣、旺蒼縣出現(xiàn)7\~8級大風,07:00降水開始,后大風減小;而在 49?29-3039 暴雨過程中,9月29日09:00朝天區(qū)北部出現(xiàn)8級左右大風,10:00降水開始,雨區(qū)和大風區(qū)均由北向南快速移動,最大降水區(qū)總在最大風區(qū)前方(南方)幾十千米處,且9月29日14:00一30日05:007級大風維持在利州區(qū)、昭化區(qū)、劍閣縣和蒼溪縣西部,降水則維持在大風東南方的蒼溪縣和旺蒼縣。
(3)兩次降水過程分3個階段:第一階段是由倒槽或熱低壓影響下的暖區(qū)降水,區(qū)域為廣元西北部;第二階段是由快速移動的鋒面影響,降水區(qū)域位于廣元中部,由于有對流或雷暴產(chǎn)生,該階段是雨強和降水量最大的時段;第三階段由準靜正的鋒面影響,雨強小,但持續(xù)時間長,由小雨累積而達到暴雨,影響區(qū)域主要是東部。準靜止鋒停留于廣元中東部區(qū)域,這與廣元北高南低,西高東低的地形有關(guān)。
(4)兩次過程都伴有強降溫天氣,\"10·4一6”過程平均溫度下降 8~10% ,最高溫度下降 14‰ ,而\"9·29一30”過程平均溫度下降 6~8% ○
3天氣系統(tǒng)及要素特征
3.1天氣形勢與背景
3.1.1 100hPa 形勢
對流層高層 100hPa 已經(jīng)沒有盛夏時期的1680閉合線,主要的位勢高度線是1672線,均存在1672位勢高度閉合中心。 …10?4 6”過程閉合中心位于21°~30°N,100°~120°E ,而“ )?29 —30”過程則位于22°~34°N,70°~120°E ,四川盆地完全在其控制下,比前者范圍更大。在對流層高層,四川盆地處于輻散型流場。
3.1.2 500hPa 形勢
500hPa 歐亞中高緯環(huán)流是典型的緯向環(huán)流形勢,以一槽一脊為主,利于低槽東移和冷空氣南下[2-3]。\"10·4—6”過程脊線在 25°~28°N 震蕩,588線在10月3—5日略有西進,由湖北到重慶,5日08:00到達達州一帶,廣元市處于588線西側(cè),巴湖低渦不斷分裂短波槽并疊加青藏高原東移的低槽影響四川盆地。而\"9·29-30”過程,9月26日08:00隨著低槽南壓,隨著中亞高脊的加強,環(huán)流徑向度加大,槽后西北氣流利于西伯利亞冷空氣向南堆積和暴發(fā);9月25日08:00副高588dapgm位于四川省川陜甘接合部,27日后隨著西風槽的東移,副高快速東退,588線穩(wěn)定于貴州重慶一帶,廣元市受584線控制,利于強降水產(chǎn)生。
3.2影響系統(tǒng)及其特點
3.2.1 影響系統(tǒng)
850hPa 的倒槽、 700hPa 冷切和低空急流是兩次暴雨過程主要的影響系統(tǒng)。
從“10·4—6\"過程來看,10月4日 850hPa,700hPa 低空急流明顯,尤其是高低層形成后傾槽形態(tài),系統(tǒng)深厚, 850hPa 倒槽影響形成暖區(qū)降水;5日 700hPa 風速有一個加強過程,風速達 16m/s ,引導中低層與冷空氣形成對崎之勢,動力條件充分,暴雨繼續(xù);6日850hPa 低槽南壓,輻合區(qū)位于巴中市西部,但 700hPa 冷切位于廣元市中部,結(jié)合冷池效應(yīng),鋒面降水穩(wěn)定持續(xù)。
從“9·29-30”過程來看,9月29日 甘南有冷性切變,且有-16 C 冷中心配合,南北風速14~16m/s ,動力條件十分有利, 850hPa 廣元西部有暖性倒槽,配有暖中心和顯著濕區(qū),北風風速 18m/s ,南風風速 14m/s ,暖區(qū)降水形勢對青川一帶十分有利,北部有一輻合區(qū),與 700hPa 冷切配合較好。29日20:00,700hPa 冷切變南壓位于廣元市中部,南風風速減為8m/s 850hPa 倒槽快速南移至盆地邊緣,暖中心消失,南風風速減為 6m/s ,北風風速增大至 30m/s ,冷式切變穩(wěn)定少動,降水強度減弱,落區(qū)位于 700hPa 冷切南風一側(cè),30日05:00系統(tǒng)維持準靜止鋒面降水。
3.2.2 系統(tǒng)特點
(1)動力條件十分充沛,占主導地位,彌補了秋季,尤其是10月熱力條件不足。這也符合華西秋雨特點。(2)影響系統(tǒng)階段性明顯,先是倒槽影響下的暖區(qū)降水,然后是快速移動的鋒面形成的混合型降水,最后是準靜正的鋒面穩(wěn)定型降水,小雨累積而形成暴雨。(3)兩次過程最后一天受準靜止鋒面影響, 850hPa 低槽已經(jīng)移出廣元,廣元市主要受 700hPa 冷切控制,降水落區(qū)位于 700hPa 切變線南風一側(cè)。
3.3 冷空氣
“10·4一6”過程:過程開始時,地面圖冷空氣中心在巴爾克什湖一帶,冷高壓中心 1 032.5hPa 、盆地為熱低壓 1 005hPa ,兩中心有 27.5hPa 的氣壓差,地面溫度場北段與氣壓場平行,但南段由于高原原因不連續(xù),河西走廊溫度 8~9°C ,盆地溫度 23°C ,存在明顯的溫度梯度,整個中低層 $8 5 0 \mathrm { \ h P a } \mathrm { \ 、 7 0 0 \ h P a }$ 溫度鋒區(qū)也很密集,青海一帶有溫度槽,以上因素預示冷空氣對廣元市降溫極為有利。實況 850hPa 降溫 8~12% ,地面降溫 8~10% 。
“9·29一30”過程:過程開始前,高壓中心已發(fā)展至 1 035hPa ,9月29日08:00地面圖冷空氣中心在貝加爾湖以西,冷高壓中心 1 042.5hPa 、盆地為熱低壓1005hPa ,兩中心有 37.5hPa 的氣壓差,河西走廊溫度8~9‰ ,盆地溫度 23°C ,存在明顯的溫度梯度,整個高空中低層 850hPa.700hPa 溫度鋒區(qū)也很密集,青海一帶有溫度槽,以上因素預示冷空氣對廣元市降溫極為有利。實況平均溫度下降 6~8‰ 。
3.4探空及熱力條件
從\"10·4—6”過程來看,10月4、5、6日的 CAPE 值分別為 474.7、0、0J/kg;K 指數(shù)分別是39.2、32.7、32.8;SI氏指數(shù)分別是 1.11,3.84,2.70 從“9·29—30”過程來看,9月29日08:00溫江站CAPE值為 0J/kg K 指數(shù)為39.5, SI 氏指數(shù)為0.15,濕層厚,假相當位溫為73K,風速隨高度順轉(zhuǎn);29日20:00溫江站CAPE值為 0J/kg,K 指數(shù)為30,SI氏指數(shù)為6.2,假相當位溫僅 41K 。
兩次過程開始時熱力條件較好,過程中后期則較差,層結(jié)完全是穩(wěn)定的,假相當位溫低,9月29日20:00僅41K,當晚仍出現(xiàn)暴雨天氣,動力條件彌補了熱力條件之不足。
3.5 水汽條件
從 10?4 一6”過程中的水汽情況來看,過程從開始到結(jié)束, 850hPa 和 700hPa 基本維持在 12g/kg ,但整層水汽含量只有 40mm ,并未達到 50mm 之上。從 49?29-303 過程中的水汽情況來看,廣元市處于584線控制,來自南方的水汽通道暢通, 700hPa 比濕 gt; 10.5g/kg 850hPa 比濕 gt;14.5g/kg ,水汽條件較好,9月29日20:00后 850hPa 水汽條件明顯減弱,僅 6g/kg 但 700hPa 卻能維持在 12g/kg ,當晚出現(xiàn)暴雨,可見在過程后期, 700hPa 是主要的水汽來源,30日08:00隨著 700hPa 水汽也降低,過程趨于結(jié)束。
3.6 風廓線雷達
兩次過程均受冷空氣影響,風廓線雷達觀測較為清晰,以\"9·29-30”過程為例,9月29日09:36前,0.75km 以上是南風順轉(zhuǎn),明顯受暖濕氣流控制。隨著冷空氣進入,低層逐步轉(zhuǎn)為北風,厚度逐步加大;11:54,2 800m 以下都轉(zhuǎn)成北風,風向略有逆轉(zhuǎn),冷平流, 3km 上仍為暖平流,鋒區(qū)逐步抬高,最后穩(wěn)定于2700m 左右。
4預報工作思路
(1)秋汛期暴雨持續(xù)時間長,過程時長常超過2d,同時會出現(xiàn)大風、雷暴、暴雨、強降溫等天氣。在實際工作中,工作人員需更細心,及時發(fā)布各種災(zāi)害性預警。②動力條件強,但熱力條件弱,動力條件彌補了熱力的不足,如 ?lt;2021?10?6′′ 暴雨和 ?2024?10?18° 暴雨,平均溫度僅 13~15°C ,層結(jié)穩(wěn)定,假相當位溫也只有 320K ,但低空急流明顯,風速達到 16m/s 以上,且極其深厚,都存在 850hPa 和 降水落區(qū)有變化,不能完全按照夏季 850hPa 的暖區(qū)降水落區(qū),而應(yīng)多考慮 700hPa 輻合系統(tǒng),落區(qū)常出現(xiàn)在 850hPa 和 700hPa 低值系統(tǒng)之間或更靠近 700hPa 一側(cè)。(4)準靜止鋒面會影響雨強較小的小雨累積成暴雨,而工作人員常出現(xiàn)漏報,應(yīng)加以重視。(5)最大降水區(qū)在最大風速前端幾十千米時,結(jié)合風廓線雷達對冷空氣判斷,可以提高發(fā)布預警信號的時效。
5結(jié)束語
廣元市位于華西秋雨重要區(qū)域,從近年情況統(tǒng)計,秋汛暴雨占全年暴雨比例較大,過程時間長,且各種災(zāi)害性天氣相伴發(fā)生,致災(zāi)性大。從實際情況分析,秋汛期暴雨確實存在較大的獨特性,相較于初夏暴雨的局地性、不確定性和盛夏暴雨突發(fā)性、劇烈性,秋汛期暴雨雖然災(zāi)害多樣且復雜,但其實有跡可循,主線就是冷空氣,如降水三階段的現(xiàn)象,冷空氣未入境時,出現(xiàn)暖區(qū)降水;冷空氣進入時,先是受快速移動鋒面影響,出現(xiàn)混合性降水;冷空氣穩(wěn)定后,出現(xiàn)穩(wěn)定性降水。但本研究只統(tǒng)計了兩次暴雨過程的基本情況,存在片面性,在今后的工作中,還應(yīng)加大時間、精力、資金的投入力度,做好秋汛期暴雨監(jiān)測和預報,確保安全防汛,為保護好人民群眾生命財產(chǎn)安全貢獻力量。
參考文獻
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