2014年8月18日湘西自治州大暴雨過(guò)程分析

■羅霄羅恒

(1湖南湘西自治州氣象局湖南湘西416000；2湖南湘西自治州鳳凰縣氣象局湖南湘西416200)

2014年8月18日湘西自治州大暴雨過(guò)程分析

■羅霄1羅恒2

(1湖南湘西自治州氣象局湖南湘西416000；2湖南湘西自治州鳳凰縣氣象局湖南湘西416200)

本文采用MICAPS3.1實(shí)況資料以及1°×1°NCEP再分析資料對(duì)2014年8月18日發(fā)生在湖南省湘西自治州的一次大暴雨過(guò)程進(jìn)行物理量的診斷分析。經(jīng)診斷分析發(fā)現(xiàn)：高空低槽，中低層低渦切變，副高等是造成此次大暴雨過(guò)程的主要天氣系統(tǒng)。中低層西南氣流源源不斷的輸送暖濕水汽至暴雨區(qū)為此次大暴雨過(guò)程提供了豐富的水汽條件；同時(shí)槽前較強(qiáng)的正渦度與中低層的低渦相疊加為此大暴雨過(guò)程提供了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)；低層較強(qiáng)的暖平流為暴雨的發(fā)生提供了熱力不穩(wěn)定條件。其中，副高的穩(wěn)定維持導(dǎo)致高空槽東移緩慢，中低層切變?cè)谙嫖髦萆峡臻L(zhǎng)時(shí)間影響，使得天氣系統(tǒng)能夠持續(xù)的影響湘西州是這次暴雨過(guò)程形勢(shì)的一大特點(diǎn)。

大暴雨環(huán)流形勢(shì)副高穩(wěn)定物理量場(chǎng)

夏季暴雨是湘西自治州的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，汛期的4-6月暴雨常引發(fā)江河洪澇和嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，近些年，局地降水強(qiáng)度增強(qiáng)使得洪澇災(zāi)害更為嚴(yán)重。2014年夏季湘西自治州遭受多次暴雨襲擊，災(zāi)害損失嚴(yán)重，本文對(duì)8月18日暴雨天氣進(jìn)行診斷分析，為今后做好預(yù)報(bào)服務(wù)和防災(zāi)減災(zāi)工作提出一些建議。

1 降水實(shí)況特點(diǎn)及影響

8月17日20時(shí)至18日20時(shí)，受高空槽、中低層切變線以及地面弱冷空氣共同影響，湘西自治州普降暴雨到大暴雨，局地特大暴雨。這次降水過(guò)程的特點(diǎn)：一是范圍廣，覆蓋整個(gè)湘西自治州，8縣（市）均有大暴雨點(diǎn)出現(xiàn)。二是降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累計(jì)雨量大。三是降雨較平緩，小時(shí)雨強(qiáng)不大。1小時(shí)最大雨量為吉首市區(qū)34.7毫米（18日02～03時(shí)）截至8月18日20時(shí)，全州共102個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)24.345萬(wàn)人受災(zāi)，臨時(shí)緊急轉(zhuǎn)移0.4421萬(wàn)人。農(nóng)作物受災(zāi)面積17.85萬(wàn)畝，倒塌房屋7間，直接經(jīng)濟(jì)損失2.11億元，其中水利設(shè)施直接經(jīng)濟(jì)損失0.52億元。

2 物理量場(chǎng)分析

2.1 水汽條件

連續(xù)性暴雨、大暴雨的出現(xiàn)需要該地區(qū)上空有充足的水汽和源源不斷的水汽輸送。對(duì)18日湘西州附近區(qū)域的上空水汽通量散度場(chǎng)及850hPa風(fēng)場(chǎng)分析可知，17日08時(shí)，在貴州東北部有一水汽通量散度負(fù)值中心，17日14時(shí)開(kāi)始影響湘西州；17日20時(shí)影響范圍擴(kuò)大，強(qiáng)度增強(qiáng)，水汽通道完全建立，此段時(shí)間根據(jù)實(shí)況自動(dòng)站雨量可以看出位于偏西偏北的永順縣、保靖縣、花垣縣降水強(qiáng)度加大，該時(shí)段最大小時(shí)雨強(qiáng)為花垣縣19.1毫米；18日02-08時(shí)，水汽通量散度負(fù)值中心進(jìn)一步加大，同時(shí)其范圍也達(dá)到最大，水汽輸送達(dá)到最強(qiáng)，該時(shí)段最大小時(shí)雨強(qiáng)為吉首站34.7毫米；隨后水汽輻合區(qū)隨著低渦切變南移，湘西州北部雨勢(shì)減小，中南部仍然維持強(qiáng)降水。14時(shí)之后降水減弱。這與實(shí)況有很好的對(duì)應(yīng)。由此可見(jiàn)，槽前的西南氣流與低渦切變南部的西南氣流源源不斷的輸送暖濕水汽至暴雨區(qū)為此次連續(xù)性暴雨、大暴雨過(guò)程提供了豐富的水汽條件。

2.2 動(dòng)力條件

造成降水的三個(gè)條件中，動(dòng)力條件也是十分重要的，對(duì)18日湘西州700hPa的垂直速度和850hPa的風(fēng)場(chǎng)分析可知，17日08時(shí)700hPa垂直上升速度中心與850hPa低渦位置近乎垂直，位于貴州東北部，重慶南部，垂直上升速度中心強(qiáng)度達(dá)到-20×10-3·hPa·s-1；17日14時(shí)垂直上升速度中心東移北抬至重慶與湘西州交界處，中心強(qiáng)度為-11×10-3·hPa·s-1，850hPa低渦加強(qiáng)，湘西州出現(xiàn)暖切；17日20時(shí)垂直上升速度中心完全移至湘西州上空，中心強(qiáng)度為-12×10-3·hPa·s-1，850hPa受低渦右側(cè)延伸出的暖切所影響；18日02時(shí)850hPa低渦增強(qiáng)范圍擴(kuò)大，700hPa垂直上升速度中心強(qiáng)度為-23×10-3·hPa·s-1，強(qiáng)度有所增強(qiáng)；此時(shí)段湘西州偏西偏北降水強(qiáng)度加大。18日08時(shí)850hPa低渦中心東移至湘西州上空，風(fēng)速加強(qiáng)，同時(shí)700hPa垂直上升速度中心繼續(xù)加強(qiáng)，且范圍擴(kuò)大，強(qiáng)度為-25×10-3·hPa·s-1;隨后低渦與垂直上升速中心減弱南移，降水強(qiáng)度明顯減弱；再?gòu)臏u度與散度分析可以看出，從17日08時(shí)開(kāi)始900hPa低層就開(kāi)始出現(xiàn)負(fù)散度區(qū)，直至18日08時(shí)增至最強(qiáng)700hPa~900hPa之間出現(xiàn)強(qiáng)度為-6×10-7·g·cm-2·hPa-1·s-1的負(fù)散度中心，這一時(shí)段上升速度達(dá)到最強(qiáng)；可以看出08時(shí)前后900hPa~400hPa有一正渦度區(qū)，其中心為8×10-7·g·cm-2·hPa-1·s-1在這一時(shí)段對(duì)比可以看出，槽前的正渦度區(qū)對(duì)700hPa和850hPa的低渦切變的發(fā)展起到了加強(qiáng)的作用。故而從17日20時(shí)起直至18日14時(shí)止，整個(gè)湘西州上空都有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，但強(qiáng)度不大。

2.3 熱力及不穩(wěn)定條件

2.3.1 K指數(shù)與CAPE分析

從吉首站NCEP再分析資料來(lái)看，強(qiáng)降水發(fā)生之前17日14時(shí)吉首站上空濕層深厚，有一定的CAPE(值為107J·Kg-1)且K指數(shù)達(dá)到37℃，為之后強(qiáng)降水的發(fā)生積累了一定的不穩(wěn)定能量，但能量強(qiáng)度不強(qiáng)，因此小時(shí)雨強(qiáng)不大，1小時(shí)最大雨量為吉首市區(qū)34.7毫米

2.3.2 溫度平流

溫度作為大氣重要物理屬性之一，溫度平流可直接引起大氣熱力結(jié)構(gòu)的變化并激發(fā)天氣系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展。17日14時(shí)，吉首站900 hPa以下低層為較強(qiáng)暖平流控制；而900～500 hPa為弱的暖平流，相對(duì)濕度高達(dá)90%以上，低層的較強(qiáng)暖平流增加了低層大氣的不穩(wěn)定，為暴雨的發(fā)生提供了低層有利的熱力條件。

圖1 17日14時(shí)吉首站探空（1°×1°NCEP再分析資料）

3 小結(jié)

（1）此次大暴雨過(guò)程主要影響系統(tǒng)為：高空低槽，中低層低渦切變，副高熱帶高壓。其中副熱帶高壓起到十分關(guān)鍵的阻擋作用，使得系統(tǒng)東移緩慢，能夠長(zhǎng)時(shí)間作用于湘西州上空。

（2）水汽條件方面：中低層西南氣流源源不斷的輸送暖濕水汽至暴雨區(qū)為此次大暴雨過(guò)程提供了豐富的水汽條件，其中降水的強(qiáng)度與水汽通量散度負(fù)值中心的移動(dòng)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

（3）動(dòng)力條件方面：高空槽前的正渦度區(qū)長(zhǎng)時(shí)間作用于中低層低渦切變，為中低層低渦切變的維持與發(fā)展提供了良好的動(dòng)力因子，使得上升運(yùn)動(dòng)得以長(zhǎng)時(shí)間存在于暴雨區(qū)上空。

（4）熱力條件方面：暴雨發(fā)生前，有一定的弱不穩(wěn)定能量，低層較強(qiáng)的暖平流為暴雨的發(fā)生提供了熱力不穩(wěn)定條件，出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水，但總體不穩(wěn)定能量較弱，降水性質(zhì)仍屬于持續(xù)性穩(wěn)定降水，無(wú)其它強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生。

P4[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-450-1