2019年6月21—23日冷水江市一次大暴雨天氣過程分析

肖詩堯 肖嵐 劉熱雄 李志強 康艷青 李瑤 胡英超

摘要 利用micaps實況資料、湖南省氣象業務內網平臺數據及常規氣象觀測資料，以天氣學原理為支撐，對2019年6月21—23日冷水江市出現的大暴雨過程進行了分析。結果表明：（1）該次暴雨是受高空低槽、中低層低渦切變和地面冷空氣共同影響所致;（2）850 hPa水汽通量散度、垂直速度、散度三者的負值中心（軸線）對暴雨有很好的指示作用。

關鍵詞 大暴雨;水汽通量散度;垂直速度;西南急流;溫度露點差

中圖分類號：P458.121 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）04-0-03

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.049

暴雨形成的過程是較為復雜的，從宏觀物理條件來說，產生暴雨的主要物理條件是充足的水汽、強盛而持久的氣流上升運動和大氣層結的不穩定，暴雨產生時，一般低層空氣暖而濕，高層的空氣干而冷，致使大氣層結處于不穩定狀態，有利于大氣的能量釋放，促使積雨云充分發展。目前很多學者對此也有很廣泛的研究，孫明生等[1]對“7·21”北京特大暴雨成因進行了分析，得出了垂直運動、風垂直切變與地形對暴雨的影響;王寧等[2]對吉林省一場持續性暴雨成因及MCC特征進行了分析，得出持續性強降水的發生與不穩定能量“釋放.快速重建”機制密切相關;梅嬋娟等[3]對2011年“7.25”山東乳山特大暴雨成因進行了分析，得出本次特大暴雨是由高空槽、低層切變線與副熱帶高壓邊緣的低空急流共同影響所致;李家文等[4]對2017年7月初柳州特大暴雨進行了分析，得出高原槽、低渦切變以及地面輻合線是此次過程的主要影響系統，副熱帶高壓的穩定維持，使高原槽長時間維持在黔桂交界一帶，地面輻合線的長時間維持為強降水提供了動力抬升條件， 輻合上升運動激發出大量的中尺度對流云團，進而產生大暴雨;裘杭培[5]對2010“7.26”大暴雨過程進行了初步分析，得出副熱帶高壓的位置、弱冷空氣與東風倒槽發展關系密切，東風系統的動力結構和熱力特征與暴雨的落區有一定關系;何群英等[6]對“7.25”天津持續性局地大暴雨進行了初步分析;周全瑞[7]對“83.7”陜南大暴雨進行初步分析。

2019年6月21—23日受高空低槽、中低層低渦切變和西南急流共同影響，我市普降大暴雨，此次降水過程的特點為：持續時間長，累積雨量大，影響范圍廣，最強降水時段出現在22日16∶00～17∶00，最大累積降雨量為184.1 mm，小時雨強最大為42.1 mm。為了加深對此類暴雨產生機制的認識， 提高暴雨的預報準確率，本文利用micaps實況資料、湖南省氣象業務內網平臺數據，常規氣象觀測資料，以天氣學原理為支撐，對2019年6月21—23日冷水江市出現的大暴雨過程的環流背景、影響系統以及物理量場特征進行診斷分析，探討這次大暴雨產生的原因，為進一步提升我市的氣象服務保障能力。

1 天氣實況

6月21—23日受高空低槽、中低層低渦切變和西南急流共同影響，我市普降大暴雨，21日08∶00～23日08∶00，全市平均面雨量140.1 mm，最強降雨時段出現在22日14∶00～19∶00，1h最大降水量為42.1 mm（金竹山，22日16∶20～17∶20）。各站降水量如下：中連184.1 mm、三尖164.4 mm、潘橋156.1 mm、金竹山145.9 mm、水利局143.2 mm、禾青140.6 mm、巖口133.6 mm、毛易132.5 mm、氣象局129.7 mm、梓龍125.0 mm、渣渡124.6 mm、礦山95.5 mm（鐸山因儀器故障剔除）（表1）。

2 暴雨災情

我市緊急轉移安置人口35人，分散安置人口35人，農作物受災面積1765hm2，成災面積1765hm2，倒塌房屋7戶26間，嚴重損壞房屋49戶108間，一般損壞房屋85戶223間，直接經濟損失1 514萬元，其中農業損失829萬元，工礦企損失433萬元，基礎設施81萬元，公益設施損失7萬元，家庭財產損失164萬元。

3 暴雨成因分析

3.1 環流形勢及影響系統分析

22日08∶00，200 hPa存在高空急流，并存在輻散場，具有抽吸作用，700 hPa圖上，切變位于我省北部，并伴有西南急流，850 hPa圖上，切變位于湘北，也同時伴有西南急流，925 hPa圖上，切變也位于我市北部，700 hPa、850 hPa和925 hPa這三層切變的位置較近，說明斜壓性比較大，容易產生一些較為劇烈的降水，地面圖上，有冷高壓，說明有冷空氣南下，為了對流運動提供了觸發機制和抬升條件，另外，500 hPa上，副熱帶高壓在21日一直維持在湘北，22日08∶00開始南落并維持在湘中以南，所以22日雨帶長時間維持在湘中一帶，導致大范圍強降水的發生。綜合以上所述，故22日我市出現了大暴雨，最強降雨時段出現在22日14∶00～19∶00，一小時最大降水量為42.1 mm（金竹山，22日16：20～17：20）（圖1）。

3.2 物理量場分析

3.2.1 水汽條件分析 水汽輸送是降水的重要條件，但這種源源不斷的水汽輸送能否在某個區域集中起來更值得關注，水汽通量散度則可以反映水汽的集中情況。低層水汽散度>0時，水汽輻散，不利于暴雨的產生;<0時，水汽輻合，有利于暴雨的發生;溫度露點差也可以作為水汽條件的一個指標，差值越小，說明濕度越大，差值為0℃說明水汽達到飽和。22日08∶00，冷水江市水汽通量散度處于一個負值區，溫度露點差也為0℃，說明水汽條件很好，有利于暴雨的產生（圖2）。

3.2.2 動力條件分析 持續性大暴雨作為一種深厚的對流， 其發展必須具備三個條件：層結不穩定、充足的水汽條件和強烈的垂直上升運動，三個條件缺一不可。垂直速度是表征大氣的垂直運動，上升速度越大，降水量越大。22日08∶00我市位于負值區域，說明冷水江市有上升氣流。散度圖上可看出，冷水江市處于負值區，說明冷水江市處于氣流輻合區域，有利于對流云團的發展，從而導致暴雨甚至大暴雨的發生（圖3）。

3.2.3 模式探空圖分析 從22日14∶00冷水江Tlogp圖我們可以看到，近地面有偏北風，有利于抬升運動，中低空風向從下往上順轉說明有暖平流，有利于對流運動的發生發展，整層大氣的層結曲線、狀態曲線與飽和露點溫度曲線三線近乎重合，說明濕層深厚，這三者使得對流性降水將得到有效發展，從而導致強降水的發生（圖4）。

4 服務情況

本次強降雨過程發生前，我局就開始制作并發布《一周暨強降水天氣跟蹤預報》，過程中繼續滾動制作發布《強降水跟蹤預報》，在本次強降雨天氣過程中，我局積極開展聯防聯動，提前發布了暴雨及強對流天氣預警消息，并配合婁底市氣象臺發布了雷電預警信號，暴雨警信號，并及時通過本局手機短信平臺轉發。22日17：20發布了強降水實況監測警報。根據即時天氣實況與未來預報，我局于21日08∶00啟動了氣象災害（暴雨）Ⅳ級應急響應命令，于22日18∶00將氣象災害（暴雨）Ⅳ級應急響應提升至Ⅲ級，于23日12∶00起解除氣象災害（暴雨） Ⅲ級應急響應命令。應急響應主要領導和預報服務人員雙崗值班，密切監視天氣變化，切實做好強降雨的監測預報預警服務工作。除通過手機短信、市委政府會議通知、防汛抗旱、地質災害防御、氣象為農服務、種糧大戶交流QQ或微信群，定時向市委政府和部門領導、防災減災責任人、種植養殖大戶匯報實時雨情與天氣信息外，并按要求及時向婁底市局上報應急響應情況。

5 結論

本文利用micaps實況資料、湖南省氣象業務內網平臺數據，常規氣象觀測資料，對2019年6月21—23日冷水江市出現的大暴雨過程的環流背景、影響系統以及物理量場特征進行診斷分析，探討這次大暴雨產生的原因。

從環流形勢及影響系統方面看，700 hPa圖上，切變位于我省北部，并伴有西南急流，850 hPa圖上，切變位于湘北，也同時伴有西南急流，925 hPa圖上，切變也位于我市北部，700 hPa、850 hPa和925 hPa這三層切變的位置較近，容易產生一些較為劇烈的降水，地面圖上，有冷高壓，為對流運動提供了觸發機制和抬升條件，另外，500 hPa上，副熱帶高壓22日08∶00開始南落并維持在湘中以南，導致22日雨帶長時間維持在湘中一帶。綜合表明本次的暴雨是受高空低槽、中低層低渦切變和地面冷空氣共同影響所致。

通過此次過程的物理量場分析，水汽條件方面：22日08∶00，我市水汽通量散度處于一個負值區，溫度露點差也為0℃，說明水汽條件很好;動力條件方面：我市處于氣流輻合區域，有利于對流云團的發展;Tlogp圖中顯示近地面有偏北風，有利于抬升運動，中低空風向從下往上順轉，有利于對流運動的發生發展，整層大氣的層結曲線、狀態曲線與飽和露點溫度曲線三線近乎重合，說明濕層深厚。說明850 hPa水汽通量散度、垂直速度、散度三者的負值中心（軸線）對暴雨有很好的指示作用。

參考文獻

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[2] 王寧，王秀娟，張碩，等.吉林省一場持續性暴雨成因及MCC特征分析[J].氣象，2016，42（7）：809-818.

[3] 梅嬋娟，張燦，李宏江.2011年“7·25”山東乳山特大暴雨成因分析[J].氣象與環境科學，2016，39（3）：82-89.

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責任編輯：黃艷飛