診斷分析張家界荷花機場某月持續兩次暴雨過程

黃澤民

(湖南省張家界荷花機場,湖南張家界 427000)

診斷分析張家界荷花機場某月持續兩次暴雨過程

黃澤民

(湖南省張家界荷花機場,湖南張家界 427000)

通過常規觀測資料及雷達回波分析,對張家界2010年7月8日到9日20:00產生的2次持續暴雨過程進行分析,較強的上升運動與降水之間產生了極好的關系,上升垂直速度柱強中心形成越高的向上伸展度,越能夠產生大的中心強度,也就導致大規模的降雨量。本文主要分析了天氣形勢分析,大氣環流形勢特點,動力與熱力及雷達回波分析,暴雨防治與減災。

張家界 暴雨 診斷

1 天氣形勢分析

張家界市位于湖南西北部，武陵腹地，總面積是9563平方千米，是山原型中亞熱帶季風濕潤氣候。湖南的暴雨中心之一便是張家界，也是聞名世界的旅游勝地。在夏季頻繁發生災害性天氣，主要災害便是暴雨天氣，對當地經濟與旅游的發展造成了嚴重影響，同時也威脅著人民的生命財產安全。張家界在2010年7月8日到9日20：00產生了暴雨，具體集中在永定、武陵源和桑植中東部與慈利西南部地區。降雨特點是較大強度、較廣的范圍以及持續時間長等。時間較長的強降雨致使大量鄉鎮稻田被淹沒，嚴重損害了農作物，倒塌房屋、山體滑坡、損壞了基礎設施。暴雨產生了極大的破壞性，災害嚴重，2次連續暴雨直接造成全市水利設施、基礎交通設施、農業經濟損失為5.17億元，也造成8日返航備降航班達到8個，給機場民用航空飛行帶來極大的保障壓力。

2 大氣環流形勢特點

2.1 大尺度環流背景特點

在大尺度環流穩定形勢下產生了2次暴雨。平均等高線體現出了2次暴雨期間中層對流層的大形勢特點，亞洲中緯度地區產生了明顯的阻塞形勢，東北冷渦南部持續分裂低槽迅速南下攜帶冷空氣，進一步產生了暴雨天氣。穩定維持的孟加拉灣低槽，其槽前的正渦度平流對于維持低層西南渦十分有利，同時西南氣流的穩定性為發生暴雨制造了十分有利的輸送水汽環流條件。穩定少動的東部洋面副熱帶高壓，造成減慢了南支槽和東北冷渦南部分裂的短波槽移動速度，并且持續加強與合并，短波槽減慢移動速度影響了低層西南渦。

2.2 低空急流與西南渦的彼此作用

提供水汽與動量為中緯度暴雨與強風暴的重要機制是低空急流，經過統計說明，低空急流和暴雨之間存在著很高的正相關，一般在低空急流風速左前方最大值出現暴雨。維持低空急流與發展高低空環流的耦合相關。經過分析高度平均圖可知，南亞高壓對暴雨區上空進行了控制，等高線密集區的南部，也就是高空急流右側入口區，通過渦度方程與位勢傾向方程可知，高空形成極強的輻散，強烈的低層減壓，穩定維持這一形勢，一方面造成低空西南急流的維持，將大量的水汽與不穩定能量向暴雨持續輸送，另一方面有利于發展和維持西南渦。2次大暴雨受到了西南渦的直接影響，西南渦在暴雨期間始終維持，同時張家界地處西南渦的東北象限。

圖1 雷達回波圖

3 動力與熱力及雷達回波分析

3.1 充沛的水汽條件

通過對張家界2次連續暴雨過程中的比濕場分析發現，9與11日比濕全部超過了12g/kg，其他時間則是在6-10g/kg，發生暴雨不僅需要具有充沛的水汽，還需要在強對流區域輻合中持續輸送水汽，而地層水汽通量輻合是水汽輻合的重要原因，特別是在超過800hpa邊界層中占據了極大比例。通過分析水汽通量散度場可知，在川渝7月8日20：00產生了一個東北到西南方向的水汽通量散度輻合中心，隨著沿切變線向東移動的低渦，張家界在9日幾乎全部都產生暴雨；由于東退的副高，沿切變低渦東移，張家界11日產生流域性暴雨。可知，暴雨多發地區便是移動水汽通量散度輻合中心的前方。

3.2 動力條件

在發生暴雨中高低空急流發揮了關鍵作用，與暴雨存在著極好的相關性。張家界在7月9-11日出現了2次連續暴雨，在此期間始終都南北擺動著一條江淮切變線，同時南側切變線產生了西南低空急流，急流中心風速全部超過12m/s，持續較長時間。西南與孟加拉灣的水汽被西南低空急流向暴雨區源源不斷的輸送，為降水提供了大量水汽。低空切變線兩側風向風速強盛輻合，形成了劇烈的垂直上升運動，有利于發生強降水。在湘中到華南7月7日已經產生了一支12m/s中心風速的低空急流；8-9日逐漸加強了這一低空急流，并且達到了18m/s的中心風速，10-11日不斷增強了低空急流。形成的高低空急流耦合造成有效加強了低層輻合、高層輻散，促進了發展或者維持上升運動。左前方對應低空急流軸降水強，在9和11日張家界市產生了暴雨。低空急流在12-13日08：00減弱為14m/s，雖然張家界減弱了降水，但局部還是產生了強降水。

通過分析可知，在上升運動中都會發生暴雨。對流層以及以上在7月8日20：00之前是下沉區，對流層下層在8日20：00-9日08：00迅速增大了垂直上升速度，上升氣流向對流層上層擴展，出現了對流層下層的最大上升速度，對流層上層也形成了一個速度上升中心，說明對流層是上升運動并且伸展到高層，發展對流層十分旺盛。極強的上升運動抬升低層的暖濕氣至高層，有利于釋放不穩定能量，這一時間正是發生暴雨的時間。

3.3 雷達回波

對組合反射率因子產品采用恩施多普勒雷達觀測材料科學分析，發現張家界2次連續暴雨過程降水特點是混合型降水積云回波。降水回波區從7月8日開始從鄂西南逐步進入湘西北，19：30之前主要是層狀云的回波特點，20-30dBz回波強度弱降水具體在慈利縣；回波在7月8日22：00之前表現為小尺度局部強回波，在慈利縣南部出現了45-55dBz回波強度；在張家界中南部22：14逐漸發展為帶狀橫向的回波，產生了若干個對流單體，以后沿西南方向各個對流單體逐漸發展且移動，在永定區、武陵源以及桑植縣南部45-55dBz強回波維持了較長的穩定性，導致上述地區產生了大暴雨。由于北抬副高加強西進，強降水在7月9日晚上持續北抬，在桑植西北部主要集中了張家界的強降水，通過雷達回波演變分析可知，從黔西北到渝東南以及鄂西南35-50dBz的強回波出現了一條東北西南方向的帶狀回波，向東北方向移動，強回波體現出了列車效應，造成了桑植西北部出現了大暴雨；隨著逐漸東退的副高，強回波在10日晚開始南壓，開始對張家界西南部造成影響，在移動中不斷合并發展最終壯大。

4 暴雨防治與減災

暴雨災害形成的重要因素是環境，產生暴雨災害鏈的主要原因是災害之間的因果關聯。為了有效實行減災，相關部門需要重點分析形成暴雨災害的環境與災害鏈的因果關系，采用監測、減弱等方法，對災害鏈中的能量、信息之間的聯系有效截斷，進一步實現對暴雨次生災害與衍生災害防治和減弱的目的。

4.1 造林植樹

造林植物可以有效對水土進行保持，避免泥沙在降雨季節進入河流，損壞田地、抬高河床，同時對沙化耕地治理、控制水土流失發揮了很好的效果，還以積極改善生態環境，減少洪澇災害帶來的損失。

4.2 科學選擇建設房屋與道路的地址

在勘察道路階段，相關部門應當對勘查地質和水文氣象工作有效加強，而設計線路人員應當按照工程地質、水文信息確定對道路、建設房屋影響極小的設計方案。

4.3 預處理隱患點

對容易出現滑坡、崩塌、泥石流等災害的隱患點實行事前治理、定期檢測，同時利用科學的工程方法實行預防，盡量降低發生災害的可能性或者災害引發的損失。

4.4 重視經濟社會發展中氣象情報的作用

氣象情報不但對防御災害發揮了指導作用，還能有效增加旅游、環保、生態等方面的附加價值，推動增產。

形成暴雨災害會受到各種因素的影響，其發生雖然無法避免，但是只要根據暴雨災害的特征，采取合理的預防治理措施，就能夠盡量降低暴雨災害造成的損失。有關部門應當積極應用現代科技研究成果，逐步構建識別暴雨災害的預警制度，以便可以有效預警暴雨及次生災害。

5 結語

發生暴雨不僅需要具備充足的水汽，還需要向強對流區域輻合積極輸送水汽，而低層水汽通量輻合導致了水汽的輻合。發生暴雨區域的前方是未來水汽通量散度中心的移動方向，對暴雨落區發揮了極好的指示作用。

[1]陳紅專,張東升,羅植榮.湘北一次暴雨過程的天氣學診斷分析[J].暴雨災害,2009,(4).

[2]譚永秀,吳濤,文強.十堰市兩次暴雨天氣過程的對比分析[J].暴雨災害,2008,(1).

[3]施望芝,張萍萍,吳濤.湖北省兩次區域性暴雨過程的對比分析[J].暴雨災害,2010,(3).

黃澤民(1968.9—),男,籍貫:湖南常德,職稱:工程師,學歷:本科,主要研究方向:航空氣象。