■ 張啟美
(云南省麗江市寧蒗彝族自治縣氣象局云南麗江674300)
華坪縣9月16日特大暴雨天氣過程分析
■張啟美
(云南省麗江市寧蒗彝族自治縣氣象局云南麗江674300)
2015年9月15-16日,云南省麗江市華坪縣北部地區出現超強降水過程。由于特殊的自然地理和氣象因素,本次特大暴雨致使華坪縣北部中心鎮田坪、姑娘墳和船房鄉嘎佐等地發生特大洪澇災害。本文主要分析了此次特大暴雨的氣候成因、暴雨形成過程及高空雷達特征,將有助于了解和掌握該地區暴雨洪水形成機制,為暴雨預報及防洪減災工作提供依據。
華坪縣特大暴雨形成原因過程分析雷達特征
華坪縣隸屬于云南省麗江市,位于云南省西北部的金沙江中段北岸,地理坐標為北緯26°21'-26°58',東經100°59'-101°31'。東接四川省攀枝花市,南望滇中腹地楚雄,西通麗江,北與寧蒗縣瀘沽湖毗鄰。華坪縣地勢西北高、東南低,全縣平均海拔1160米,屬于典型的南亞熱帶低熱河谷氣候。
2015年9月15至16日,受低壓系統和弱冷空氣影響,15日20時后華坪縣中心鎮田坪和姑娘墳測站開始出現降水,16日凌晨3時結束,降水過程最大累計降水量分別達282.4mm和201.7mm。據華坪縣田坪雨量站的實測降水量資料顯示:9月15日20時開始降雨,22、23時小時降水量分別達69.1mm、72.9mm,至16日2時降水量達280.9mm,隨后雨強明顯減弱,凌晨3時小時降水量為1.5mm,隨后轉為零星陣雨。綜合實測和調查資料分析,本次降雨過程歷時7h,華坪縣北部區域,特別是鯉魚河上游大部分區域普降特大暴雨。水文數據顯示:華坪縣鯉魚河縣城河段,16日凌晨1:41,從河底到最高水位為6.3米,超過河堤2.1米,經省水文水資源局麗江分局初步估算,鯉魚河縣城段洪峰流量接近百年一遇。導致華坪縣中心鎮、榮將鎮、石龍壩鎮、船房鄉等遭受洪澇災害,全縣直接經濟損失3億多元。
2.1此次暴雨形成原因
2015年9月15日8時500hPa高空圖(圖略)上,中高緯40° N以北為兩槽一脊型,中低緯地區副高偏強,584線西伸到84°E,麗江市(100.2°E,26.9°N)為西南氣流控制,588線的西脊點位于109°E、28°N。副高西北側的西南風和西風區位于青藏高原東側和甘肅南部一帶。并且在甘肅南部到四川北部的合作、甘孜和武都、紅原之間有一短波槽,槽區附近較前一日有5℃左右的降溫。2015 年9月15日20時500hPa高空圖(圖略)上,中高緯40°N以北維持兩槽一脊型。四川盆地為588小高壓控制,麗江市為588小高壓外圍偏東氣流控制。
2015年9月13日08時到15日08時700hPa一直維持北高南低的形勢,同時在川中的切變線由南北向轉為東西向,位于成都和西昌、麗江之間。9月15日08時,312線北部到達40°N,整個中緯度地區包括新疆、青海大部地區都被312線控制;9月15日20時(圖略),北高南低形勢減弱,青海附近高壓南移,麗江站與格爾木站高度持平,川中的切變線仍為東西向位于成都和西昌、麗江之間。實踐證明,當700hPa位勢高度場形成北高南低形勢,特別是格爾木站的高度值高于麗江站,同時又有切變線在成都和西昌附近配合時,麗江市大部地區易出現強降水天氣。
在地面天氣圖上,9月15日14時冷空氣位于青藏高原東部地區及四川盆地西部。15日20時,冷空氣從四川盆地回流入我市,冷鋒呈西北-東南向位于四川西南部的木里、鹽源、攀枝花一線。
綜上所述,從地面到高空,天氣系統配合較好,高空有西南急流,低空有輻合上升運動,地面有冷空氣觸發,具備了暴雨產生的三個必備條件:充足的水汽供應、強烈的上升運動、較長的降水持續時間。所以,當切變線開始過境時,麗江市大部地區出現了強降水天氣過程。
2.2暴雨特征
(1)暴雨降水集中,強度大。本次降水主要集中在麗江市華坪縣北部地區,特別是鯉魚河上游大部分區域普降特大暴雨。其中最大雨強為1.5h降水量110.4mm。
(2)暴雨歷時較短,暴雨時程分配較為集中。降雨從15日20時突然轉大,至16日凌晨3時逐漸減小,歷時僅7小時左右。而降雨又主要集中于6小時內,中心鎮田坪自動氣象觀測站6小時降水量占此次主峰降水量的78%,24小時降水量占此次暴雨主峰降水量的97%。
與大冰雹和龍卷不同,對流暴雨在多普勒天氣雷達上并不呈現出明顯的特征。對流暴雨不是瞬間事件,需要一段時間的累計。雨強的大小主要由低空的雷達反射率因子大小來判斷。分析此次特大暴雨降水時段的雷達回波可見,19時31分在華坪東側的四川境內有強度值小于40dBz云系不斷向西偏北方向移動,且在移動的過程中不斷發展,20時05分(圖1a)云系開始影響華坪東部的興泉、石龍壩等地,強中心接近45dBz,大于40dBz的強中心面積有所增大。此后在永勝東側華坪西側不斷有γ尺度對流回波發展,對流單體的傳播和單體的移動方向相反,對流回波的移動速度基本上在20km/h左右,并沿500hPa引導氣流緩慢向偏東方向移動,到20時已發展成為一條中尺度對流回波帶。由20時雷達拼圖(圖1b)可見,在對流回波帶上風方即西南一側為對流回波組成的強回波帶,回波強度值大于45dBz,這兩個區域厚度接近15km,面積大于10km*10km。21時以后云系繼續西進,21時06分(圖1c)可見回波帶平均高度在8km以上,強的對流回波高度超過14kn,50dBz以上的強回波主要集中在6km以下。從23時41分(圖1d)的雷達回波強度圖上可以看出,此時華坪站上空的強度值小于15dBz,在華坪西南邊還有兩個對流泡,但是它們產生的降水對華坪測站沒有貢獻。16日凌晨3時以后,降水回波帶明顯變寬,回波強度減弱,強降水結束。

圖1 2015年9月15日20時~00時華坪站雷達回波演變特征
通過對15日19時30分至16日08時之間的雷達強度回波資料進行分析可知,本次暴雨過程是位于華坪站東側的云系,由前端積狀云及后部的層積云組成的混合降水回波緩慢移過測站造成,前端的積狀云因為持續時間短,沒有后部穩定的層狀云對降水總量的貢獻大。
華坪縣地處橫斷山脈東部,迎風坡前沿地帶,因此暴雨出現頻繁。這次降水的天氣背景主要是麗江市處于500hPa副熱帶高壓西側西南氣流區,700hPa川滇間存在一切變線,地面圖上川滇間有冷鋒活動。冷空氣回流入我市,致使700hPa切變線東南移,產生強降水。
“9·16強暴雨”是一次范圍小、強度大、降水集中、災情重的人力不可抗拒的特大暴雨,是局部地區發生的強對流天氣過程。通過研究分析此類特大暴雨的氣象成因、形成過程以及高空雷達特征等規律,以提高暴雨監測能力,對暴雨預報及預防具有重要的意義。
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P41[文獻碼]B
1000-405X(2016)-3-392-2