胡萍 冉仙果 何佳玥
摘要 本文應用MICAPS常規資料、貴州省七要素自動氣象站雨量資料、地面加密自動站資料,對2017年6月22—24日銅仁市中北部出現的特大暴雨天氣過程進行綜合分析,期望加深對低空急流與低渦切變共同導致貴州省暴雨的認識,豐富此類天氣系統配合下的貴州省暴雨天氣分析個例,為建立低空急流與低渦切變配合型貴州省暴雨天氣模型積累個例檔案,為今后此類暴雨預報與服務提供參考。結果表明,西南低空急流、低層切變輻合是形成此次暴雨的直接影響系統;低空急流向暴雨區提供了大量的水汽、能量和垂直上升運動條件,對此次暴雨天氣過程的產生起主導作用;暴雨落區位于六盤水市東部、黔西南州東部及南部、安順地區南部、黔南州中部及南部和黔東南州大部,此天氣系統配置對貴州省暴雨落區預報具有指導性;此次區域性暴雨具有明顯的MCC特征。
關鍵詞 強降水;低渦切變;地面輻合線;貴州銅仁;2017年6月22—24日
中圖分類號 P458.1+21.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2018)12-0204-02
2017年6月22—24日銅仁市中北部出現特大暴雨天氣過程,此次過程為江淮梅雨鋒西段產生的區域性大暴雨天氣。從2017年6月22日開始,受穩定的副熱帶高壓外圍較強西南風影響,低層700 hPa及850 hPa低渦切變線緩慢移動,西南急流穩定維持,高低層系統耦合較好,從而形成了此次持續性的暴雨天氣過程。6月22日8:00至24日20:00雨量統計顯示,≥300 mm有8站;200~300 mm有94站;100~200 mm有125站;50~100 mm有86站。特大暴雨主要集中在銅仁市中部一帶,最大降雨量出現在江口老屋(377 mm),最大雨強出現在江口縣壩盤鄉老屋(101 mm)。具體累計雨量分布見圖1,各國家站降雨實況如表1所示。
此次過程導致碧江、萬山、松桃、江口、印江、思南、德江等區(縣)不同程度地遭受暴雨洪澇災害,共計受災人口209 405人、緊急安置轉移9 605人、經濟損失37 799萬元。
1 環流形勢分析
由圖2(a)可知,6月22日8:00,500 hPa 588 dagpm線位于廣東南部—福建中部一帶;高空低渦位于內蒙古北部,銅仁市受副高外圍的西南氣流影響。由圖2(b)可知,700 hPa低渦中心位于內蒙古中北部,南切變位于長江北部,四川南部—貴州北部存在橫切變,銅仁市受西南氣流影響,低空急流位于廣西東南部。由圖2(c)可知,850 hPa川東—黔西—滇中存在切變,低空急流影響廣西中北部;銅仁市處于高中低層的濕區。由圖2(d)可知,地面有輻合線生成。
6月22日20:00,500 hPa副高有所西伸,588 dagpm線位于湘南—桂中一帶,銅仁市受高空槽前西南氣流影響;700 hPa貴州西北部生成一低渦切變影響銅仁市,西南急流北上至廣西中部;850 hPa低渦切變在貴州西北部生成,西南急流維持;銅仁市受地面輻合線影響。
23日20:00,高空副高維持,588 dagpm線位于湘南—桂中一帶;高空槽緩慢東移至貴州東北—西南一帶;700 hPa,急流北抬至貴州東南部,切變北抬,銅仁市處于切變南部、急流北部區域;850 hPa,低渦切變東移至貴州北部,急流北抬至東部邊緣,銅仁市受切變南部西南急流影響;地面,熱低壓發展,地面輻合線維持在貴州中北部。24日20:00 500 hPa,副高東退,588 dagpm線位于廣東中部—福建中部一帶,高空槽減弱維持;700 hPa,切變南壓至貴州北部,銅仁市切變南部西南氣流影響,急流減弱;850 hPa,南壓位于銅仁市中東部,銅仁市北部受東北風影響,東南部受西南氣流影響;地面,銅仁市轉為北風,地面輻合線南壓移出貴州省。
2 物理量診斷分析
2.1 水汽條件
暴雨的產生需要當地上空有大量水汽和源源不斷的水汽輸送。22日20:00至24日20:00,銅仁市850 hPa比濕均維持在16 g/kg以上,22日20:00 700 hPa比濕達到了13 g/kg,說明22日20:00的水汽最為深厚。另外,從水汽通量散度場也可以看出,低層水汽在銅仁市輻合,高層輻散,有很明顯的抽吸作用,以上均為暴雨天氣的形成提供了良好的水汽條件[1-2]。
2.2 能量條件
θse分布反映了大氣能量的分布[3],θse值大則說明高溫高濕,從22日20:00 850 hPa θse場看出,銅仁市處于高能區,θse最大值為84 ℃;且θse>80 ℃的高能區控制整個貴州省。此次過程降水量最大的地區正處在能量鋒區的南側、高能舌的中心高值區附近。
2.3 穩定度條件分析
銅仁市離懷化探空站較近,故選取懷化探空站資料特征變化進行診斷分析。分析22—24日各特征物理量參數值,22日8:00 K指數為42 ℃,SI為-3.12 ℃,說明懷化站周圍上空的大氣處于對流性不穩定狀態;CAPE值為89 J/kg,大氣中有充足的可轉換對流位能,為暴雨的發生、發展提供了充足的能量。22日20:00懷化K指數為41 ℃,SI為-2.12 ℃,CAPE值達到了1 344.2 J/kg,大氣仍然處于不穩定狀態。23日20:00懷化市K指數為41 ℃,SI為 -1.41 ℃,CAPE值增大至2 414.4 J/kg,能量加強。24日20:00懷化K指數為39 ℃,SI為-1.12 ℃,但CAPE值減弱至60.1 J/kg,說明強盛的對流不穩定能量得到釋放,對流性暴雨天氣也隨之減弱。
2.4 垂直速度分析
垂直運動在天氣變化中有重要作用,與大氣中的凝結和降水過程有密切聯系。在上升過程中,大氣中不穩定能量,特別是凝結潛熱得以釋放,從而形成對流性天氣;垂直運動造成的水汽、熱量、動量等物理量的垂直輸送,對天氣系統的發展有很明顯的反饋作用[4]。從22日20:00 700、850 hPa垂直速度分布上看,22日20:00,700 hPa除貴州中南部外,全省大部地區為垂直速度上升區,大值區位于川東部,中心值為-43×10-3 hPa/s,銅仁市的垂直速度在-12×10-3~ -2×10-3 hPa/s之間;850 hPa貴州省處于垂直速度上升運動區,大值區位于貴州中部,中心值為-22×10-3 hPa/s,銅仁市的垂直速度在-20×10-3~-16×10-3 hPa/s之間。從中低層垂直速度場上來看,銅仁市上空均處于強烈的垂直運動上升區,銅仁市在24 h內普降暴雨,北部局地大暴雨,松桃有2站出現特大暴雨。
3 結論
2017年6月22—24日銅仁市特大暴雨特點:一是持續時間長,前后持續3 d左右;二是影響范圍廣,除玉屏外均出現暴雨或大暴雨天氣;三是累計雨量大,300 mm以上有7站,200 mm以上有90站。其主要影響系統是受穩定的副熱帶高壓外圍較強西南風影響,低層700 hPa及850 hPa低渦切變線緩慢移動,西南急流穩定維持,高低層系統耦合較好,從而形成了此次持續性的暴雨天氣過程。從物理量場來看,此次天氣過程具有較好的動力、水汽、層結不穩定以及垂直風切變條件,構成了產生特大暴雨天氣的有利環境場。結合高空槽、中低層低渦切變及地面幅合線來看,大暴雨區主要集中在低層切變南部、地面幅合線北部區域。
4 參考文獻
[1] 支樹林,陳娟,包慧濛.一次副熱帶高壓邊緣上大暴雨的中尺度特征分析[J].氣象,2015,41(10):1203-1214.
[2] 趙桂香,趙建峰,楊東,等.山西一次大暴雨過程云圖及環境場的特征分析[J].高原氣象,2013,32(6):1747-1757.
[3] 沈桐立,曾瑾瑜,朱偉軍,等.2006年6月6—7日福建特大暴雨數值模擬和診斷分析[J].大氣科學學報,2010,33(1):14-24.
[4] 孫繼松,何娜,王國榮,等.“7.21”北京大暴雨系統的結構演變特征及成因初探[J].暴雨災害,2012,31(3):218-225.