摘要:在2013年“4·20”蘆山地震后,四川盆地經歷了“6·18”、“6·30”、“7·4”、“7·9”和“7·17”、“7·22”6次區域性暴雨,引發多起洪澇、泥石流和山體滑坡等自然災害。特別是“7.8—7.11”特大暴雨多項氣象要素都突破了歷史極值。本文利用常規觀測資料,從天氣學和統計學的角度分析引起2013年四川盆地幾次區域性暴雨的天氣系統和天氣形式特征及物理量特征,找出共性,為四川盆地區域性暴雨預報提供一些預報著眼點。
關鍵詞:四川;副高活動;區域暴雨;暖濕氣流;西南渦
中圖分類號:S16文獻標識碼:ADOI:10.19754/j.nyyjs.20200115046
收稿日期:2019-11-21
作者簡介:何冬梅(1984-),女,本科,中級工程師。研究方向:氣象和航空氣象。
引言
暴雨洪澇是四川省發生頻率最高、危害最重的氣象災害之一。四川省每年都會出現暴雨天氣,并引發不同程度的洪澇災害,對農業、工業、交通運輸等國民經濟部門以及人民的生命財產造成很大的損失。四川省暴雨洪災具有出現頻率高、范圍廣、強度大、重復性、年際變化大等特點。主要發生時段在5—10月,以7—8月為盛,7月洪災尤為嚴重。
本文將從天氣條件、物理量分析2013年的幾次暴雨過程的常規地面觀測資料、高空資料、探空站08∶00、20∶00的探空資料,尋找預報暴雨的一些規律,供暴雨研究及預報人員參考,以提高暴雨研究水平和預報準確率,還可以為防災減災、決策服務提供科學的依據。
1暴雨過程概述
2013年在四川盆地出現了6次區域性暴雨,其中6月1次,7月4次,8月1次;6次區域性暴雨中達到暴雨的站數均超過20站;最大過程雨量超過700mL,最大日雨量均超過了150mL;暴雨中心涵蓋了整個四川盆地。暴雨的持續天數一般維持在2~3d,個別達到了5~6d。
2天氣形式對比分析
2.1“6.18—6.22”區域性暴雨過程的天氣分析
2013年6月19日08∶00,500hPa亞洲中高緯地區為兩槽一脊型,副高584線位于四川盆地東部與重慶交界一帶,19日20∶00副高584線西移到盆地中部地帶,20日副高584線繼續向西北移動到青川一線,中低層西南渦一直維持,近地面層925hPa一直有輻合,地面為一低壓中心,20日開始有冷空氣南下影響。
2.2“6.29—7.1”區域性暴雨過程的天氣分析
2013年6月29日08∶00,500hPa亞洲中高緯地區為一槽一脊型,我國中緯度地區“東高西低”形勢,青海有一高原低渦,四川盆地處于副高584線邊緣,6月29日20∶00高原渦進入四川盆地,6月30日—7月1日,由于副高的穩定少動和熱帶氣旋“溫碧亞”向西移動所形成的阻塞作用,高原低渦一直維持在四川盆地。6月30日08∶00,700hPa和850hPa在四川盆地也有西南低渦生成,并且700hPa威寧-重慶-達州一線的西南風加強為低空急流,西南渦和高原渦形成耦合,從而形成強烈的輻合上升作用,為暴雨提供了十分有利的動力條件,遂寧處于低渦右側和低空急流左側的輻合中心,對流發展最為旺盛。
2.3“7.4”區域性暴雨過程的天氣分析
2013年7月3日08∶00,500hPa亞洲中高緯地區為三槽兩脊型,副高588線在宜昌以東,青藏高原東部為一低槽,7月4日08∶00副高東撤向南收縮,588位于長江以南的長沙-寧遠-陽山-廣州一線,高原低槽東移進入四川盆地西部沿山一帶,700hPa西南暖濕氣流維持,盆地中部到西南一線有輻合,地面上盆地一直處于低壓區。
2.4“7.9”區域性暴雨過程的天氣分析
2013年7月7日08∶00,500hPa上亞洲中高緯為一寬槽,副高588線在廣州-福建沿海,青藏高原中部有一低槽。到7月8日08∶00 588線略有西進,高原槽東移,之后副高東退,高原槽繼續向四川盆地移動,穩定在高原東部和盆地西部。到7月12日20∶00,副高又重復了1次東退西進過程;700hPa上西南渦維持;850hPa川東一直有輻合;從7月7日08∶00—10日20∶00地面一直有1個低壓中心。
2.5“7.17”區域性暴雨過程的天氣分析
2013年7月16日08∶00,東亞中高緯維持“兩槽一脊”的環流型,副高588線位于我國東部沿海邊緣一線,584線位于我省北部,副高較前期有所東退,伴隨高原北部和盆地北部的切變。700hPa盆地大部、尤其是盆地南部到盆地東部持續受到西南氣流控制,并在7月16—17日發展為氣旋;850hPa盆地大部濕度條件較好,并伴有輻合和低渦的存在。
2.6“8.6—8.8”區域性暴雨過程的天氣分析
2013年8月6日08∶00,500hPa亞洲中高緯地區為一寬槽,副高588線在宜昌以東,青藏高原中部有一低槽,8月6日20∶00副高略有西進,之后一直穩定少動,高原槽東移,到8月8日20∶00一直穩定在四川盆地西部沿山一線。700hPa四川盆地一直處在副高邊緣的西南暖濕氣流中,850hPa盆地中、東部有輻合氣流。地面圖上,到8月7日08∶00四川盆地一直處在低壓中心,之后北面弱冷空氣南下影響。
由表2可以看出:
2013年影響四川盆地的6次區域性暴雨都與副高活動有關,且伴隨著副高的不連續西伸北抬和突然加強西伸或北抬與東退現象。
西太平洋上熱帶氣旋的阻擋作用,使得副高穩定少動,高原低值系統維持,有利于暴雨的產生。
對流層中低層都有有利的天氣系統相配合,700hPa經常伴隨有西南渦和切邊線、急流;850hPa也有低渦和低空急流配合。
地面也有相應的低壓中心配合,且大都有冷空氣南下影響。
急流和暖濕氣流是產生暴雨的必要條件,為區域性暴雨提供了充足的水汽條件。
3物理量分析
物理量分析是預報暴雨等強對流天氣的重要手段,各種參數能有效地反應大氣狀況。K指數的定義反映的850~500hPa的溫度遞減率,低層水汽條件(850hPa的露點溫度)以及中層的飽和程度(700hPa的溫度露點差),K值越大越容易發生雷暴。SI指數反映的是下面暖濕層與上面的干冷層之間的差異,SI指數表示的是對流層低層850hPa與中層500hPa之間的穩定性,低層越暖濕、中層越冷,SI指數越大,表明不穩定性越大。總指數TT和A指數反應了大氣的溫濕狀況。對流有效有效位能(CAPE)和能量螺旋度(EHT)反應的是大氣的能量條件,數值越大,大氣越不穩定,越容易發生對流天氣。(對流加速度)W-CAPE是動力類參數,反應了垂直方向上大氣的上升速度。
表3對6次區域性暴雨,從以下幾類指數對比分析了物理量特征。大氣溫濕類:A指數、TT指數;動力類:W-cape;層結穩定類:K指數、SI指數;能量指數類:Cape、EHT等;結果表明:6次區域性暴雨的K指數均>35,SI指數均<1.5,TT指數均>39,A指數均<15,Cape值均>593,W-cape值均>26,EHT值均>64。
4小結
綜合以上分析,可以得出如下結論。
副高活動并伴隨著副高的不連續西伸北抬和突然加強西伸或北抬與東退現象;熱帶氣旋的阻擋,使副高穩定少動且有高原低值系統維持;對流層中低層都有有利的天氣系統相配合,如700hPa經常伴隨有西南渦和切邊線、急流同時850hPa也有低渦和低空急流配合;地面有相應的低壓中心配合。以上幾種環流形式和天氣系統對四川盆地區域性暴雨有很大影響。
各物理量的值,特別是大氣溫濕類:A指數、TT指數;動力類:W-cape;層結穩定類:K指數、SI指數;能量指數類:Cape、EHT等各種指數的值是否大于(或小于)閾值,對暴雨預報有較大的指導作用。
參考文獻
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(責任編輯李媛媛)