于竹娟 江秀娟
(達州市氣象局,四川 達州 635000)
2004年以來,達州暴雨頻發,暴雨日數以及暴雨強度的變化趨勢都呈明顯增加趨勢。2013年以來,截至7月份,達州已經出現7次區域性暴雨或大暴雨天氣過程。頻繁的暴雨給達州的社會經濟和人民生命財產造成了極大的損失。本文結合達州市汛期區域性暴雨天氣分型(鐘光榮、羅貴冬、曹德全等)以及探空資料中高層溫濕特征空間分布作為預報指標,對7月的四次區域性暴雨進行了分析,探討達州暴雨預報的著眼點,提高暴雨預報的準確率,以期為政府部門提供及時、準確的決策服務參考。
“7.5”暴雨從5日早晨開始,下午16點強降雨過程基本結束。強降雨位于達州的中南部,有21個站點達大暴雨,達縣斌郎186.1毫米,5日7時降雨量大竹縣川主鄉達82.5毫米。7月16日開始,達州出現持續性降水,主要降雨時段有兩段,一是從16日到17日(簡稱“7.17”暴雨),此次過程主要位于達州西部,最大降雨量渠縣巖峰190.3毫米,最大小時雨強達縣石梯82毫米;二是從7月19日晚到20日(簡稱“7.20”暴雨),達州共有61站大暴雨,達縣河市鄉190.6毫米,達縣石梯再次出現79.6毫米的短時強降水。7月22日傍晚前后開始,達州再次出現區域性暴雨,全市共有133個站點達暴雨,最大出現在渠縣匯東144.1毫米。強降水主要出現在22日夜間。四次暴雨均具有降雨時間集中、短時強降雨大等特點。
2.1 高空環流特征
“7.5”暴雨:亞洲中高緯地區兩個低渦逐漸北抬合并,盆地內低槽也隨之東移北抬,副高東退。500hPa青海境內是一個高壓環流,九龍附近有一低渦;700hPa盆地東北部為減弱的低渦。
“7.17”暴雨:亞洲中高緯地區為兩槽一脊形勢,新疆到河西走廊為偏北氣流,曲嘛萊到那曲有一低槽、安康—南充有一切變線,副高588線位于我國東部沿海邊緣一線。700hPa云貴高原經四川盆地為偏南氣流,陜南到川北有一切變線。
“7.20”暴雨:19日08時500hPa川西高原的北部有一切變線,盆地主要為偏南風,副高584線位于重慶附近。700hPa巴中-涼山州東部有一切變存在,盆地東部邊緣存在西南低空急流。
“7.23”暴雨:22日08時500hPa圖上,歐亞大陸高緯度地區多短波槽活動,陜南到盆地西北部為一低槽;700hPa盆地內受西南急流控制合。
2.2 暴雨開始前一天物理量特征分析
本文主要選取了達州探空站的K指數、SI指數、對流有效位能(Cape)、Θse 500-850 以及 300hPa露點溫度和 850、700hPa比濕幾項指標。K指數是日常預報業務中最常用的代表水汽和大氣層結的綜合強天氣指數。K指數能反映對流層中低層大氣的層結狀況、溫度和飽和程度,即大氣的潛在能量[1]。常用于強降水、強對流天氣的監測與預報。而暴雨常發生在K指數大值區附近,且暴雨發生前K指數有一個聚增過程[2]。經研究表明,K指數與未來24h強降水呈弱的正相關,主要是因為K指數與降水量并不是線性的關系,但K指數的小變化會引起降水量的較大變化[3]。因此K指數在7月的暴雨預報中有比較重要的指示意義。

表1 達州探空站(57328)指數變化趨勢
從表1可知,動力條件:達州的暴雨特別是夏季暴雨需要一定的能量條件和位勢不穩定,在這四次暴雨過程的前一天達州探空站的K指數均大于35,越是臨近,K指數越大,一般大于40;SI指數一般為負值,臨近時刻一般小于-1;CAPE值沒有明確的指標,但一般越大越有利于強降水。Θse 500-850的值均小于0,越大說明達州的層結越不穩定。
水汽條件:300hPa露點溫度代表著濕層的深厚程度,在這四次暴雨中,由于7月4日前一直晴熱高溫,所以7月4日08時,300hPa露點溫度較高,其余時段300hPa露點溫度均較小,一般都在5℃以下。在20時的探空資料中300hPa以下的溫度露點差均<=4℃。850hPa比濕大于15 g/kg,700hPa比濕大于 9g/kg。
2.3 水汽輸送
在提供暴雨區水汽的過程中,低空急流起著很重要的作用。一般認為低空急流是水汽的主要輸送者,它可以造成明顯的濕舌和水汽集中。低空急流不但為暴雨區提供了充足的水汽,其左前方的正渦度區為暴雨區也提供了動力條件[4]。低空急流也是四川暴雨產生的重要條件。四次暴雨過程前的08時我市均有較強的偏南風存在:“7.5”暴雨達州在700hPa為6m/s西南風,850hPa為10m/s南風;“7.17”暴雨達州700hPa為10m/s的西南風;“7.20”暴雨達州一線在700hPa有12m/s的西南低空急流存在,850hPa為8m/s西南風;“7.23”暴雨700hPa達縣有12m/s的西南風,850hPa有10m/s的南風。
2.4 主要影響系統
“7.5”暴雨的主要影響系統是高空低槽、低渦切變和地面弱冷鋒。“7.17”、“7.20”、“7.23”暴雨的主要影響系統均為高空低槽和中低層切變。且都是在副熱帶高壓東退過程中,高原上低槽隨之東移影響達州,中低層在四川東部均有切變存在。
在鐘光榮、羅貴冬、曹德全等人的研究中,達州暴雨主要分為三型:一是武都/漢中切變型(A型):主要特征:在700hPa圖上武都與漢中存在一個明顯的豎切變,切變線與緯線相交≥45°。二是合作/武都或漢中/安康切變型(B):主要特征:在700hPa圖上合作與武都或漢中與安康存在一個明顯的豎切變,切變線與緯線相交≥45°。三是橫切變型(C型):主要特征:在700hPa圖上秦嶺以南存在一個明顯的橫切變,切變線與緯線幾乎平行;主要在漢中/西安、達縣/漢中、重慶/達縣、達縣/成都之間。
“7.5”暴雨屬于A型:武都漢中切變型,在700hPa圖上武都與漢中存在一個明顯的豎切變,切變線與緯線相交大于45度。環境特征:500hPa上重慶風向為西南風,且風速達8米/秒;700hPa達縣、重慶、貴州均為西南風,風速貴州達22米/秒,重慶8米/秒;850hPa漢中為東風,重慶為南西南風。地面14時達縣3小時變壓為-2。
“7.17”暴雨屬于C型橫切變型,主要特征是在700hPa達縣、漢中間有一明顯的橫切變。環境特征表現為:500hPa達縣高度為584,且露點溫度差為0.3;700hPa重慶和貴州均為偏南風,達縣站風速為10米/秒;850hPa重慶為西南風,重慶、貴州風速之和為15米/秒,貴州溫度露點差0.8度;地面14時達縣3小時變壓為-16。
“7.20”暴雨既有B型暴雨特征也有C型(橫切變型)特征,700hPa漢中、安康有一切變,切變線與緯線相交大于45度,達縣和成都之間也有一切變。環境特征500hPa達縣高度為582、露點溫度0.3;700hPa達縣為西南風、重慶和貴州均為南西南風,重慶風速10米/秒,達縣風速12米/秒,貴州14米/秒;850hPa重慶為西南風,重慶、貴州風速之和為16米/秒,且重慶、貴州溫度露點差均小于2;地面14時達縣三小時變壓-6。
“7.23”暴雨和 “7.5”暴雨一樣,屬于A型 (武都漢中切變型)。500hPa重慶風向為西西南,風速10米/秒;700hPa達縣、重慶、貴州均為西南風,風速達縣、重慶 12米/秒,漢中16米/秒,貴州 18米/秒;850hPa漢中有12米/秒的西風,重慶為12米/秒的西南風;地面14時達縣三小時變壓-2。
從2013年7月出現的4次區域性暴雨可以看出,和我們本地總結的三種模型基本上相吻合,具體的指標上有一定差別,所以怎么利用好這些模型對提高暴雨預報準確率具有重要的意義。
5.1 達州7月份的暴雨常在副高偏弱或周期性變化東退時產生。
5.2 達州7月份暴雨一般都為A(武都漢中切變型)、B(合作武都或漢中安康切變型)、C(橫切變型)三型,主要特征和環境特征大多滿足一些具體指標,綜合四次暴雨的主要特征對今后的預報有重要指導意義。
5.3 動力條件:達縣探空站K指數均大于35,越是臨近K指數越大,一般大于40;SI指數一般為負值,臨近時刻一般小于-1;CAPE值沒有明確的指標,但一般越大越有利于強降水;Θse 500-850的值均小于0,越大說明達州的層結越不穩定。
5.4 水汽條件:300hPa露點溫度代表著濕層的深厚度,一般都在5℃以下。850hPa比濕需大于15g/kg,700hPa比濕大于9g/kg。需要特別說明的是300hPa露點溫度具有重要的意義,在轉折性天氣中有明顯的突變。
[1]中國氣象局預測減災司.天氣預報技術文集[M].北京:氣象出版社,2001:23-69.
[2]《暴雨文集》編委會.暴雨文集[C].長春:吉林人民出版社,1978:40-41.
[3]馬曉剛,李月安,李麗光,等.K指數和低空急流在暴雨過程中的預報特征分析[J].安徽農業科學,2010,38(34):19619-19622.
[4]王川,李萍云.2010年陜西兩次區域性暴雨過程對比分析[J].陜西氣象,2011(4):12-16.