地面輻合線觸發(fā)黔西南州大暴雨成因分析

崔 庭， 孫旭東， 吳 靜， 楊 杰， 柏 賓

(1．貴州省望謨縣氣象局，貴州望謨 552300；2. 黔西南州氣象局，貴州興義 562400)

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地面輻合線觸發(fā)黔西南州大暴雨成因分析

崔 庭1， 孫旭東2， 吳 靜2， 楊 杰1， 柏 賓1

(1．貴州省望謨縣氣象局，貴州望謨 552300；2. 黔西南州氣象局，貴州興義 562400)

摘要利用高空觀測資料、地面自動站觀測資料、NCEP 1.0°×1.0°再分析資料、FY-2C資料等，從天氣系統(tǒng)、物理量場、衛(wèi)星云圖等方面對2014年8月23日黔西南州的這次強降雨天氣過程進行診斷分析。結(jié)果表明，中低層切變和冷空氣是此次暴雨天氣的主要影響系統(tǒng)，地面輻合線觸發(fā)了暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展；中尺度對流云團沿地面輻合線生成與發(fā)展，對流云團合并增強是直接造成黔西南州大暴雨的主要原因；850 hPa水汽通量散度輻合中心沿著地面輻合線自北向南移動影響黔西南州，且降雨落區(qū)與水汽通量和水汽通量輻合中心相對應(yīng)。

關(guān)鍵詞大暴雨；地面輻合線；天氣系統(tǒng)；物理量場；衛(wèi)星云圖；黔西南州

黔西南州位于104°31′～106°32′E、24°37′～26°11′N，地處黔、滇、桂三省區(qū)結(jié)合部，云貴高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，在全球變暖的大背景下，該地區(qū)發(fā)生極端天氣氣候事件也尤為頻繁。2014年8月23日16：00～24日08：00黔西南州遭受區(qū)域性強降雨，此次強降雨時間短、強度大、局地性強，造成望謨縣因災(zāi)死亡2人，10人受傷，緊急轉(zhuǎn)移人口1 025人，需生活救助人口678人，農(nóng)作物受災(zāi)面積92.1 hm2，因災(zāi)倒塌居民住房8戶24間，在建廉租房一棟112套448間，嚴重損壞房屋114戶453間，一般損房130戶495間，直接經(jīng)濟損失4 257萬元。

近年來，許多學者對各地暴雨過程進行了分析，并取得一定的研究成果[1-5]，如李登文等[3]研究發(fā)現(xiàn)望謨縣的短時強降水是受河套冷空氣快速南下影響而致使貴州中部的輻合線南壓鋒生誘發(fā)β中尺度云團的生成與強烈發(fā)展所引起的；孫明生等[4]分析表明高空急流輻散與低層低渦切變線、地形輻合線、地形強迫抬升等共同作用構(gòu)成的強烈上升運動觸發(fā)和增強了暖區(qū)強降水。筆者利用高空觀測資料、地面自動站觀測資料、NCEP 1.0°×1.0°再分析資料、FY-2C資料等，從天氣系統(tǒng)、物理量場、衛(wèi)星云圖等方面對2014年8月23日黔西南州的強降雨天氣過程進行診斷分析，探討此次大暴雨過程的成因。

1雨情分析

8月23日16：00～24日08：00，黔西南州遭受區(qū)域性強降雨，全州2個監(jiān)測點特大暴雨(主要集中在望謨縣城周圍)，17個監(jiān)測點大暴雨，119個監(jiān)測點暴雨，148個監(jiān)測點大雨。降雨自北向南擴展，強降雨時段主要集中在23日23：00～24日04：00，最大雨強為59.8 mm/h(圖1)。

圖1　2014年8月23日23:00～24日04：00望謨縣小時降雨量分布Fig.1　Precipitation in Wangmo County from 23:00 Aug.23 to 04:00 Aug.24 in 2014

2主要影響天氣系統(tǒng)分析

2.1天氣系統(tǒng)分析由圖2可見，23日08：00 500 hPa高空槽位于四川東部，未來東移，588 dagpm線維持在貴州省中部偏南地區(qū)；700 hPa，四川中南部存在切變，未來南壓，云南東部維持切變，未來東移；850 hPa,切變線位于貴州省東南部，未來緩慢南壓；地面，目前貴州省受高壓控制，冷鋒位于該省的東北—西南一線。

圖2　2014年8月23日08：00天氣系統(tǒng)配置Fig.2　Weather system configuration at 08:00 on Aug.23, 2014

圖3　2014年8月23日08：00(a)和20：00(b)地面實況Fig.3　Ground truth at 08:00(a) and 20:00(b) on Aug.23, 2014

2.2地面的中尺度分析分析貴州省自動站每小時加密資料(圖3)發(fā)現(xiàn)，23日08：00在貴州省中部一線有一條西北—東南向的輻合線，輻合線不斷往西南方向推進，而對流單體15：00在輻合線北段開始生成，沿輻合線方向不斷南移，所以地面輻合線觸發(fā)了對流云團的發(fā)生發(fā)展。3物理環(huán)境場條件分析

3.1不穩(wěn)定指數(shù)分析K指數(shù)發(fā)現(xiàn)，23日08：00黔西南州K指數(shù)維持在36 ℃以上，到20：00K指數(shù)上升至40 ℃(圖4a)，說明08:00～20:00K指數(shù)呈明顯增大趨勢；分析SI指數(shù)發(fā)現(xiàn)，23日08：00貴州省均處于大于0的穩(wěn)定區(qū)域，20：00負值區(qū)域僅影響到黔西南州(圖4b)。說明23日08：00～20：00黔西南州能量是在不斷增大，不穩(wěn)定條件逐漸形成，地面輻合線觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放，所以導致黔西南州遭受特大暴雨襲擊。

圖4　2014年8月23日20：00 K指數(shù)(a)和SI指數(shù)(b)(單位：℃)Fig.4　K index(a) and SI index(b) at 20:00 on Aug.23, 2014

3.2水汽條件經(jīng)分析，23日08：00 700 hPa在貴州省西南部比濕最大，為11 g/kg，850 hPa比濕為14 g/kg；到20：00 700 hPa比濕維持11 g/kg，850 hPa增至15 g/kg。分析23日08：00 850 hPa水汽通量散度與風矢量演變(圖5)可知，暴雨開始前，在貴州省有2個水汽通量輻合中心，分別位于該省東北部與西南部，強中心為-3×10-6g/(cm2· hPa·s)；20：00東北部減弱呈輻散，西南部的強中心更強，水汽條件比08：00更好，強中心為-5×10-6g/(cm2· hPa·s)。貴州省西南部緩慢南壓影響廣西。綜上所述可知，850 hPa水汽輻合中心演變與強降水有較好的對應(yīng)關(guān)系，為降水持續(xù)提供了有利條件。

3.3動力條件從23日08：00和20：00垂直速度剖面(圖6)可以看出,08:00 104°～108°E上升速度較弱，20:00垂直速度明顯升高，有較強上升運動區(qū)，中心值達0.7 Pa/s,從低層伸展至200 hPa均為上升區(qū)，在104°E以西有較強的速度下沉區(qū)，中心值達0.1 m/s，這種上升與下沉運動的穩(wěn)定維持為強降水系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展提供了必要動力條件。

4衛(wèi)星云圖分析

分析FY-2C紅外云圖(圖7)發(fā)現(xiàn)，中尺度系統(tǒng)是造成此次暴雨過程的直接原因。此次天氣過程在23日14：00以后A云團開始生成，到17：00發(fā)展到最強，但同時A云團后面有B云團也開始生成發(fā)展；到18：00 A云團開始逐漸減弱，20：00達到最弱，21：00 2個云團合并又開始逐漸增強。結(jié)合水汽條件與動力條件分析發(fā)現(xiàn)，影響全州的云圖到20:00是逐漸增強的過程。按照經(jīng)驗預報當A云團減弱以后降雨應(yīng)該是減弱過程，但從物理量場分析，天氣系統(tǒng)到20：00是逐漸增強的，所以主要強降雨時段是在20：00以后。

圖5　2014年8月23 日08：00(a)和20：00(b) 850 hPa水汽通量散度與風矢量 Fig.5　850 hPa water vapor flux divergence and wind vector at 08:00(a) and 20:00(b)on Aug.23, 2014

圖6　2014年8月23 日08:00(a)和20：00(b)沿黔西南州25°N的垂直速度剖面(單位: 10-2Pa/s) Fig.6　The vertical speed profile along Qianxinan Prefecture 25°N at 08:00(a) and 20:00(b) on Aug.23, 2014

圖7　2014年8月23 日17：00～22：00紅外云圖Fig.7　Infrared cloud image from 17:00 to 22:00 on Aug.23, 2014

5小結(jié)

(1)中低層切變和冷空氣是此次暴雨天氣的主要影響系統(tǒng)，地面輻合線觸發(fā)了暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展。

(2)中尺度對流云團沿地面輻合線生成與發(fā)展,對流云團合并增強是直接造成黔西南州大暴雨的主要原因。

(3)850 hPa 水汽通量散度輻合中心沿著地面輻合線自北向南移動影響黔西南州，且降雨落區(qū)與水汽通量和水汽通量輻合中心相對應(yīng)。

參考文獻

[1] 陶詩言， 張小玲, 張順利.長江流域梅雨鋒暴雨災(zāi)害研究[M].北京:氣象出版社, 2004: 39-113.

[2] 徐雙柱，吳翠紅，吳濤.“2011.6.18”湖北大暴雨成因分析[J].高原氣象，2013，32(4)：1106-1114.

[3] 李登文，楊靜，喬琪.2006-06-13貴州省望謨縣大暴雨的診斷分析[J].南京氣象學報，2008，31(4)：511-519.

[4] 孫明生，楊力強，尹青，等.“7.21”北京特大暴雨成因分析(Ⅱ)：垂直運動、風垂直切變與地形影響[J].暴雨災(zāi)害，2013，32(3)：218-223.

[5] 池再香，白慧，黃紅，等.夏季黔東南州局地暴雨與西太副高環(huán)流的關(guān)系[J].高原氣象，2008，27(1)：176-183.

Cause Analysis of the Heavy Rains Triggered by Ground Convergence Line in Qianxinan Prefecture

CUI Ting1, SUN Xu-dong2, WU Jing2et al

(1. Wangmo County Meteorological Bureau in Guizhou Province, Wangmo, Guizhou 552300; 2. Qianxinan Prefecture Meteorological Bureau, Xingyi, Guizhou 562400)

AbstractUsing high altitude observation data, ground automatic observation data, NCEP 1.0°×1.0°reanalysis data, FY-2C data, the heavy rain process on Aug.23, 2014 in Qianxinan Prefecture was analyzed from aspects of weather system, physical quantity field, satellite cloud. The results showed that low level shear and cold air were main influencing system, surface convergence line triggered the occurrence and development of the heavy rain; mesoscale convective clouds generated and developed along surface convergence line; 850 hPa water vapor flux divergence center moved along surface convergence line from north to south, the rainfall zone was corresponding to the water vapor and convergence center.

Key wordsHeavy rains; Ground convergence line; Weather system; Physical quantity field; Satellite cloud; Qianxinan Prefecture

作者簡介崔庭(1982- )，男，貴州沿河人，工程師，從事短期天氣預報及相關(guān)研究。

收稿日期2016-02-22

中圖分類號S 16

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)08-218-03