溪洛渡水電站2 次暴雨過程對比分析

趙軍學，何 娟

1.鹽津縣氣象局，云南鹽津 657500；2.昭通市氣象局，云南昭通 657000

對區域性暴雨天氣過程，目前國內已有許多氣象工作者從環流背景、影響系統及成因、觸發維持機制、雷達回波特征等方面開展了廣泛而深入研究。例如：孟妙志等[1]利用有關天氣圖資料，從形勢、水汽條件、能量場等方面對比分析了陜西省兩次以對流為主的區域性暴雨。陳曉燕等[2]用常規資料、衛星云圖、雷達回波資料、自動站資料對黔西南州一次大暴雨天氣過程進行了分析。

溪洛渡電站壩區氣象觀測站以三坪觀測場為主，始建于2003年，位于大壩右側三坪營地，距離大壩1.2 km，其余5個多要素氣象站以三坪為中心，沿壩區兩岸布局，距三坪站最遠不超過5.0 km。對比分析了溪洛渡水電站壩區2020和2021年最晚的2次暴雨，利用自動站、MICAPS、衛星等資料從天氣特點、環流背景、物理量特征等方面分析2次天氣過程，為以后壩區氣象預報提供參考價值，提高預報質量。

1 天氣實況

2020年8月7日下午到8月8日早上(簡稱“8·08”)，受低渦切變影響，壩區出現暴雨天氣過程，并伴有雷暴，降雨主要集中在7日17:00至8日09:00，持續時間約為16 h，壩區站中三坪站降雨55.9 mm，最大小時雨強47.5 mm，最大過程降雨量67.7 mm。2021年9月4日白天(簡稱“9·04”)，受低渦切變和弱冷空氣影響，壩區出現暴雨天氣過程，并伴有雷暴，三坪站降雨量為56.1 mm，降雨主要集中在09:00至16:00，持續時間約為7 h，最大小時雨強22.2 mm，最大過程降雨量59.0 mm。溪洛渡壩區及附近自動站2次降雨過程的實況見圖1。

圖1 溪洛渡壩區附近“8·08”(a)和“9·04”(b)降雨實況圖

2 天氣過程特點

2.1 “8·08”暴雨天氣過程

2.1.1 局地強對流天氣特征突出強對流云系于2020年8月7日下午和夜間先后影響壩區，雷暴、短時強降雨同時影響壩區。三坪站降雨量55.9 mm，以西1.3 km的黃角堡站僅為25.3 mm，為壩區降雨最小站點，三坪站以東1.2 km的大壩壩頂站降雨高達67.7 mm，為壩區降雨最大站點；黃角堡與大壩壩頂站相距2.5 km左右，過程雨量極差42.4 mm；從各站點的最大小時雨強來看，壩區站點最大小時雨強極差為37.8 mm；三坪站、大壩壩頂和水墊塘過程降雨量均超過50 mm，而同樣在強對流移動路徑上的塘房坪、金沙江大橋、黃角堡降雨量均小于50 mm；同一時間段內電站附近20 km范圍內除永善縣城降雨量達65.1 mm、云蕎站達43.7 mm外，其他站點降雨量均在5～10 mm以內。范圍較大的暴雨區域主要集中在水富、綏江、永善北部、雷波東北部。綜上所述，此次強對流天氣造成的強降雨空間分布不均，具有很強的局地性，壩區更為明顯。

2.1.2 短時強降雨特征明顯降雨具有發展速度快、短時強度大的特點，強降雨主要出現在8日04:00～05:00，三坪站最大小時雨強33.1 mm，小時雨強最大47.5 mm(大壩壩頂站)，站點中最大小時雨強有2個站超40 mm，1個站超30 mm，充分說明此次強降雨的短時強度很大。

2.2 “9·04”暴雨天氣過程

2.2.1 區域性降雨特征明顯壩區各站點過程降雨均在40 mm以上，過程最大降雨59.0 mm，最小為43.2 mm，過程雨量極差為15.8 mm；由圖1b可看出，壩區周邊降雨區域特征明顯，壩區周邊50 km范圍內各鄉鎮出現大暴雨2站、暴雨19站，其余站點均為中到大雨，其中壩區北部和西部降雨最為突出，普降暴雨、大暴雨，壩區南部、東部降雨較弱，除距三坪站3 km左右的永善站降雨50.5 mm外，其余均為中到大雨。降雨主要集中在雷波中北部、永善中北部沿金沙江河谷及鹽津、綏江、水富三縣交界區域，壩區周邊區域性降雨較為明顯。

2.2.2 小時雨強較弱，持續時間短強降雨時段主要集中在4日10:00～14:00，其 中10:00～11:00、12:00～13:00 2個時次小時雨強較弱，站點中最大小時雨強1個站超20 mm，其余5個站均在10～20 mm，最大小時雨強極差為8.9 mm，說明小時雨強差異不大。

3 環流形勢

3.1 “8·08”暴雨天氣過程

2020 年8 月7 日08:00，500 hPa 高空圖上(圖2a)，東亞中高緯度地區呈兩槽一脊形勢，在蒙古地區有一低渦，高空槽線壓在四川東部，副高中心處于青藏高原和江南，副高整體呈緯向，588 hPa高壓帶沿青藏高原北部經四川盆地東部順長江而下直至黃海，副高588 hPa高壓帶沿青藏高原南部分布，北伸脊點位于滇中一線，而后直通南海，整個青藏高原至江南一帶位于“兩高”輻合帶之間，壩區處于“兩高”輻合之間的槽脊輻合地帶，而后12 h印度洋低壓和蒙古低壓的增強，“兩高”輻合帶快速南壓影響壩區，從溫度場結構上來看，青藏高原東部至四川大部均為暖平流區域，為強對流的發生提供了較好的熱力條件；700 hPa高空圖上(圖2b)，四川北部經成都至川西高原南部有一深厚切變線，巴塘站附近有1個16 ℃的暖區存在，隨著冷空氣南下，輻合帶南移，切變線南壓影響壩區。

圖2 2020年8月7日環流形勢

7日20:00高空圖(圖2c)，蒙古低渦南下，壩區為588線控制，“兩高”輻合更加明顯，川東槽線南壓東伸到滇東至貴州西部，此時壩區的第一輪降雨趨于結束，副高中心依然在高原中部，壩區為冷區控制，高原上溫度依然高于0 ℃，為夜間強降雨提供了有利條件；700 hPa上(圖2d)，四川中南部有一輻合切變，林芝附近有1個25 ℃的暖區存在，隨著冷空氣南下，輻合切變線南壓影響壩區，壩區夜間再次降雨。從高低空配合上看，此次為“兩高”輻合下的高空槽和低渦切變共同影響降雨。

3.2 “9·04”暴雨天氣過程

2021 年9 月3 日20:00，500 hPa 高空圖上，東亞中高緯地區整體呈兩槽一脊形勢，寧夏經四川北部到高原東部有明顯高空槽，壩區位于高空槽前西南氣流中，副高588線西伸至湖南一帶，青藏高原為暖平流，壩區西部有583熱低壓中心；700 hPa高空圖上2個低渦中心分別位于陜西北部和高原東部，切變位于四川東北到高原東南部，壩區位于切變右側的西南暖濕氣流之中，川西高原有1個19 ℃的暖區存在，為降雨提供了動力與熱力條件。

9月4日08:00，500 hPa上，壩區仍位于槽前西南氣流中，副高588線位置基本不動，青藏高原南部出現588高壓中心，青藏高原和云貴東部有2個暖中心，川南有1個582低壓中心，滇南有一倒槽影響，滇西北至四川東部有多個冷中心存在，壩區處于冷低渦控制下；700 hPa上高原東部低渦中心位于川南附近，高原東部經四川南部為暖區，壩區位于熱低渦前部，切變線底部，切變位置總體上偏北，所以此次過程主要影響昭通北部區域。從高低空形勢來看，500 hPa上副高穩定少動，印度洋高壓形成后，700 hPa川南低渦切變未東移南壓，而是略向北移，因此造成了昭通北部的強降雨天氣。

4 物理量特征

4.1 溫度露點差

溫度露點差是用來衡量濕度的參量，溫度露點差越大，表示濕度越?。粶囟嚷饵c差越小，表示濕度越大[4-6]。在“8·08”過程中，2020年8月7日08:00 500 hPa上壩區北部的四川盆地的露點溫度差小于3 ℃，濕度大，壩區附近為17 ℃，700 hPa上切變線東南側云南西北經四川直到山西一線溫度露點差均小于3 ℃，壩區附近為2 ℃，從高空到低層，越到低層濕度越大；7日20:00，500 hPa上壩區附近溫度露點差為1 ℃，700 hPa上為2 ℃，說明從08:00～20:00，壩區附近的濕度形勢都是向有利于強對流發生和降水的方向發展的。在“9·04”過程中，2021年9月3日20:00，500 hPa壩區附近溫度露點差為2 ℃，700 hPa上壩區附近為3 ℃，4日08:00 500 hPa上整個四川盆地的溫度露點差都小于2 ℃，壩區附近為2 ℃，700 hPa上川南到云南大部溫度露點差都小于3 ℃，壩區附近為1 ℃，可以看出，從2021年9月3日晚上到4日早上，壩區附近的濕度較挺高。

4.2 地面溫度

“8·08”過程前，2020年8月1—6日，壩區三坪站最高氣溫都在30 ℃以上，其中5—6日最高氣溫超過36 ℃，持續高溫累積了豐富的不穩定能量，雖然1、2和4日出現了雷暴或陣雨天氣，但雨量較小，能量未得到較好的釋放?！?·04”過程前，由于2021年9月2—3日白天壩區為晴熱天氣，三坪站最高溫度達32.8 ℃，水汽壓也是基本維持在27 hPa左右，高溫高熱有利于不穩定能量的累積，3日夜間降溫并不明顯，4日08:00壩區還有24.3 ℃，所以能量還沒有得到完全釋放。

5 結論

5.1 相同點

(1)2次過程都是當年度汛期的最后一次暴雨，都受到低渦切變的影響；2次過程發生前500 hPa東亞中高緯度地區均呈兩槽一脊形勢，2次過程都是“兩高”輻合型降雨，700 hPa切變線都是從四川南壓影響壩區。

(2)暴雨發生以前，壩區溫度都達到32 ℃及以上，700 hPa壩區附近的溫度露點差都小于3 ℃，而且從高層越靠近地面，濕度越大，附近探空站850 hPa以上均有不穩定能量聚積，CAPE值都在800 J/kg以上，K指數都達到42以上，SI指數均小于-2.5，大氣層結穩定性較差，有利于強降雨的發生；

5.2 不同點

(1)“8·08”過程強對流、雷暴天氣特征突出，短時雨強度大，持續時間長，局地性降雨特征明顯，與之相比，“9·04”過程雷暴較弱，降雨較為平緩，短時降雨強度較弱，持續時間較短，區域性降雨特征明顯。

(2)“8·08”過程是“兩高”輻合+高空槽+低渦切變，“兩高”輻合系統更明顯，“9·04”過程是“兩高”輻合+低渦切變+冷空氣，印度洋588高壓不太明顯，川南低渦更明顯。