冉仙果,胡 萍,田 瑤,舒亦菲,陳 超
(1.貴州省沿河縣氣象局,貴州 銅仁565300;2.貴州省銅仁市氣象局,貴州 銅仁554300)
暴雨一直是氣象工作者的重要課題研究之一,關于貴州山地暴雨方面也有過較多研究[1-3]。暴雨是貴州汛期面臨最為嚴重的氣象災害之一,常伴隨洪澇災害以及泥石流、山體滑坡等次生災害,所以,對于暴雨的研究顯得尤為重要。由于銅仁市處于云貴高原向湘西丘陵過渡的斜坡地帶,西北高,東南低,處于中低緯地區,地形復雜,對于局地的強對流天氣引起的暴雨研究相對較少。近些年來,很多氣象工作者通過各種統計分析和數值模擬解釋暴雨發生的物理機制[4-5]。本文將利用地面自動氣象站觀測資料、NCEP 再分析資料等,從水汽條件、動力條件、熱力條件及多普勒雷達回波資料等角度分析這次暴雨過程,以期為局地對流暴雨的產生條件有一定的指示意義。
2018-06-19,銅仁市西北部出現暴雨天氣,據統計2018-06-18T20:00—2018-06-19T20:20,沿河縣郭林宅出現大暴雨106.3 mm,2 h 雨量達100.7 mm,小時雨量達50.6 mm,降水集中在2018-06-19T09:00—10:00;暴雨7站,落區集中在沿河縣和印江縣。
2018-06-19T08:00 的500 hPa、700 hPa、850 hPa 中尺度綜合如圖1 所示,500 hPa 上中高緯維持兩槽一脊的形勢,副熱帶高壓脊線維持在22°N 附近,高原上小槽東移發展,帶動弱冷空氣南下,與副熱帶高壓北側的西南氣流交匯;700 hPa 上輻合切變線位于貴州省北部沿河北部,切變線北側并配合有冷槽,利于切變線發展,且貴州境內溫度露點差≤2 ℃,大氣處于飽和狀態;850 hPa 上輻合切變線位于銅仁中南部,百色—懷化有西南急流,最大風速達16 m/s;高原向東延伸的低壓控制著貴州大部分地區,銅仁處于低壓控制中,北方有冷空氣進入四川—重慶—貴州北部邊緣,銅仁北部沿河處于冷暖空氣之間,有利于強對流天氣在銅仁北部的發生。同時可以看到在貴州北部有一條地面輻合線,其東段位于銅仁的中偏北一線,冷空氣滲透入貴州,利于強對流天氣在地面輻合線附近生成發展。

圖1 2018-06-19T08:00 的500 hPa、700 hPa、850 hPa 中尺度背景綜合圖
2018-06-19T08:00 的850 hPa 水汽通量和水汽通量散度分布如圖2 所示。本地上空大量的水汽和源源不斷的水汽輸送是產生此次暴雨的必要條件。2018-06-18T20:00,從孟加拉灣和南海北上的水汽通道已經建立;2018-06-19T 08:00,南海到湖南已經建立起一條明顯水汽輸送帶,水汽通量中心加強,在湖南西部增大為20 g/(cm2·hPa·s),使得南海的水汽不斷輸送至銅仁市,銅仁市西北部處于水汽通量梯度的北側,利于水汽的輻合。2018-06-18T20:00,在貴州北部, 銅仁中北部為水汽輻合中心,強度為-35 g/(cm2·hPa·s)。2018-06-19T08:00,水汽輻合中心東移至湖南境內,水汽輻合中心增至-55 g/(cm2·hPa·s),銅仁中東部仍然處于輻合區內。可以看出,在銅仁北部和東部上空積聚大量水汽,為暴雨天氣的發生提供了有利的水汽條件。

圖2 2018-06-19T08:00 的850 hPa 水汽通量和水汽通量散度分布圖
2018-06-18T20:00,700 hPa 垂直速度如圖3 所示。

圖3 2018-06-18T20:00 的700 hPa 垂直速度圖
強烈的上升運動為暴雨的形成提供了一定的動力抬升條件。圖3 為此次過程中700 hPa 垂直速度場,2018-06-18T 20:00,貴州中北部上升運動加強發展,其中心值為-60 hPa/s,隨后上升運動區逐漸東移,對應在衛星云圖上強對流云團逐漸東移。2018-06-19T08:00,銅仁市北部受強上升運動中心控制,其值為-40~-30 hPa/s,銅仁市區域內雨強增大,垂直上升運動中心與強降水有較好的對應關系,垂直速度負值越大,上升運動越強,降水強度越大。
從銅仁市多普勒雷達反射率因子回波上可以看出,2018-06-19T07:03 開始有對流回波進入沿河北部和西部,西部強度為35~40 dBZ;2018-06-19T08:07 東移至沿河南部且發展增強,最大中心強度為45~50 dBZ,到2018-06-19T 08:19 再次發展增強,最強中心達到50~55 dBZ,強回波持續到2018-06-19T08:30 才有所減弱,為35~40 dBZ,持續時間為30 min 左右,隨后回波東移減弱;到2018-06-19T 09:05 北部南下的回波再次南移至沿河縣南部發展,從35~40 dBZ 增強為45 ~50 dBZ,穩定維持到2018-06-19T 09:29,隨后再次東移減弱。因此在2018-06-19T08:00—2018-06-19T09:00 之間在強回波發展到維持這段時間內,沿河縣南部出現了2 h 雨量達100 mm 以上的短時強降雨。同時從強回波垂直伸展剖面來看,最強達到45 dBZ 以上的回波伸展高度在4 km 左右,利于形成強降雨。
500 hPa 高空中高緯兩槽一脊形勢維持,高原多波動槽東移影響,帶動地面弱冷空氣南下,孟加拉灣南支低渦建立利于水汽向北輸送。配合中低空切變及低空急流影響,地面弱冷空氣觸發利于銅仁中部偏北地面輻合線鋒生,銅仁北部發生局地暴雨天氣。
自孟灣和南海到湖南一帶建立起一條明顯水汽輸送帶,使得海上的水汽得以不斷輸送到貴州東部地區,而水汽通量散度在銅仁境內表現為水汽輻合,此種形勢為降水的形成提供了一定的水汽條件。同時在北部存在一定的垂直上升運動條件,利于水汽輻合抬升,并成云致雨。
中小尺度云團活動是造成強降水天氣出現的直接因素,用雷達回波追蹤對流云團演變活動,可以監測中尺度系統的生消、發展、移動連續變化情況,有利于提高短時臨近預報的準確性。