怒江州一次秋季暴雨天氣過程分析

秦炳文 王寧

摘要 應用常規氣象觀測資料、NCEP再分析資料（1°×1°）和FY2G衛星云圖，通過診斷分析方法，討論了2016年11月7—8日發生在云南省怒江州的持續暴雨天氣過程。結果發現：此次暴雨天氣過程發生在有利的環流背景下，冷空氣南下、南支槽東移及西南低空急流共同造成了此次暴雨天氣過程；暴雨發生在低層輻合高層輻散的上升運動區，水汽通量散度輻合區和垂直速度負值區與暴雨區相吻合；在衛星云圖上，TBB低值帶與暴雨發生的區域相對應；地形的引導和強迫抬升為強降水的發生提供了有利的條件。

關鍵詞 暴雨；環流特征；水汽輻合；地形；診斷分析

中圖分類號：P458 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）09–0088-03

怒江州位于云南西北部，青藏高原南延部分橫斷山脈縱谷地帶，地處98°09′E～99°39′E，25°33′N～28°23′N之間，東連迪慶州、大理州、麗江市，西鄰緬甸，南接保山，北靠西藏。怒江州南北最大縱距320 km，東西最大橫距153 km。州內地勢北高南低，南北走向的擔當力卡山、獨龍江、高黎貢山、怒江、碧羅雪山、瀾滄江、云嶺依次縱列，構成了狹長的高山峽谷地貌。境內最高點為高黎貢山主峰嘎娃嘎普，海拔5 128 m，最低海拔為怒江河谷，海拔738 m。

怒江州“立體氣候”特點非常突出，屬亞熱帶山地季風氣候，天氣變化快，氣候各異，具有年溫差小、日溫差大，干、濕季分明，四季之分不明顯的低緯高原季風氣候的特點。同時，受海拔、地形地貌和緯度差異的影響，具有北部地區雨季開始特別早，干季短暫，濕季較長；氣溫北部冷、中部溫暖、南部熱；高山寒冷，半山溫暖，河谷炎熱；雨量北多南少，西多東少，高山多河谷少的獨特立體氣候特征。

云南屬典型的季風氣候，干濕季分明，不同的天氣具有明顯的季節性，其中，暴雨主要出現在汛期（5—10月），發生概率為92%，而干季（11月—翌年4月）僅占8%[1]。2016年11月7—8日，怒江州自北向南出現了一次持續性暴雨天氣過程，此次暴雨天氣過程雖然出現在干季，但其強度和影響范圍均刷新了歷史同期值，為怒江州有觀測資料以來同期最強的一次降水過程。以往對怒江州干季暴雨的研究并不多，為了了解干季氣候背景下怒江州暴雨發生的環流系統和物理機制，對此次干季暴雨過程進行綜合診斷分析，探尋怒江州干季強降水的發生背景，為今后預報此類天氣積累經驗。

1 資料和方法

應用怒江州4個大氣監測自動氣象站、96個區域自動氣象站的常規降水資料、2016年11月4日20：00—9日20：00全球NCEP（1°×1°）再分析資料、FY2G衛星云圖資料。從大尺度環流背景和中小尺度水汽、動力、熱力條件和衛星云圖特征，結合怒江州特殊的地形地貌，對怒江州2016年11月7—8日暴雨天氣過程進行綜合診斷分析。

2 天氣實況

2016年11月6—8日，怒江州出現1次持續性強降水天氣過程，從全州4個大監站、96個區域站監測的雨情分析來看，降水開始于11月6日，結束于11月9日，暴雨出現在7日和8日。11月6日全州出現大雨14站，中雨50站，其他為小雨，強降水區主要出現在怒江北部的貢山縣；11月7日降水強度加強，范圍擴大，全州出現暴雨38站，大雨35站，中雨25站，強降水區主要分布在怒江北部的貢山、福貢兩縣。

11月8日全州出現大暴雨5站，暴雨73站，大雨11站，其余站為中雨，8日是此次降水過程的最強時段，強降水區分布在福貢、瀘水、蘭坪3個縣。從4個大監站和25個鄉鎮自動站2 d的降水實況可以發現，7日暴雨區主要集中在北部的貢山縣和福貢縣，8日暴雨區范圍擴大，且位置南移，福貢、瀘水、蘭坪三縣均出現了暴雨，其中，福貢、瀘水降水強度最大，蘭坪次之，貢山轉為中雨。從過程累計雨量空間分布來看，累計雨量極值出現在怒江西面的迎風坡，為201.7 mm，并呈現出自西向東、自南向北逐漸遞減的趨勢。此次強降水在怒江州誘發山洪、滑坡、泥石流等災害，致使河水暴漲，農作物、民房、電力、通信、交通、水利、工礦企業等不同程度受損，11月8日山洪災害造成瀘水市1人死亡，2人失蹤。

3 環流形勢分析

3.1 500 hPa形勢

2016年11月6日20：00，500 hPa中高緯為兩槽一脊的環流形勢，兩槽分別位于烏拉爾山以西和貝加爾湖附近，脊位于貝加爾湖以西，青藏高原西側有大槽分裂出來的小槽東移，槽后有偏北氣流引導冷空氣南下；低緯地區印度高壓東伸至印度半島東部，西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱“副高”）穩定在中南半島和南海一帶，副高脊線位于22°N附近，588 dagpm線西伸點在97°E左右，2個高壓在孟加拉灣形成較深厚的南支槽，槽線位于90°E附近，槽底一直延伸至孟加拉灣洋面，怒江州受槽前西南氣流控制。

11月7日08：00，副高加強西伸，印度高壓加強東進，中高緯的大槽加深東移至新疆北部，槽后強勁的偏北氣流補充，使得兩高間的輻合區增強，南支槽加深，此時怒江州處于南下冷空氣與槽前西南暖濕氣流的交匯區；8日08：00，低緯地區印度高壓和副高588 dagpm線連通，在整個印度、孟加拉灣至我國南海一帶形成1個高壓帶，南支槽槽底北抬，但此時怒江仍處于西南氣流控制；8日20：00，高壓帶增強，高壓北側氣流趨于平直，南支槽減弱，怒江州轉為偏西氣流控制，強降水天氣過程結束。在7—8日強降水時段內，500 hPa上，怒江州一直處于南下冷空氣與槽前西南暖濕氣流的交匯區。

3.2 700 hPa形勢

700 hPa形勢場與500 hPa吻合較好，中高緯同樣為兩槽一脊的環流形勢，槽脊位置與500 hPa一致，低緯地區印度高壓和副高同樣存在，兩高間在青藏高原東側有一低壓活動，低壓槽明顯，怒江受槽前西南氣流控制，林芝—巴塘—西昌一線有1條切變線。7日08：00（圖1a），中高緯大槽東移，印度高壓東移，副高西進北抬，南支槽加深，怒江州為較強偏南氣流控制，切變線進一步南壓至阿壩—昌都—那曲一線。8日08：00（圖1b）副高繼續加強西伸，316 dagpm線控制了云南的東南大部，切變南壓至麗江—西昌一線，怒江州處于西南氣流控制中。8日20：00后轉為偏西氣流，環流系統減弱，降水趨于結束。

4 水汽條件分析

4.1 濕度

從相對濕度時間剖面圖（圖2a）可以看出，11月6日起，怒江州上空相對濕度開始增強，6日20：00—8日20：00，850～500 hPa之間相對濕度一直維持在85%以上，其中，7日02：00～14：00，8日02：00～14：00在暴雨區上空850～500 hPa

之間出現了2個相對濕度的大值區，相對濕度均在95%～100%，僅在7日14：00～08日02：00略有下降，但總體仍維持在80%以上。這說明在此次強降水過程中，暴雨區上空有深厚的飽和濕空氣存在，水汽條件很好，對強降水的發生與維持十分有利。

從（T-Td）時間剖面圖（圖2b）分布來看，（T-Td）場與相對濕度場十分吻合，6日20：00—7日14：00，8日02：00～20：00之間850～700 hPa之間均為（T-Td）≤2 ℃，說明暴雨區上空有深厚的濕層存在。而在8日08：00相對濕度場、（T-Td）場高層400 hPa以上均出現1個較強的干中心，與500 hPa以下的飽和濕中心相對，這種上干下濕的層結結構為強降水天氣發生創造了較好的條件，8日20：00后高層未飽和氣塊下沉，使低層相對濕度迅速下降、（T-Td）增大，水汽條件減弱，此次強降水趨于結束。從6—8日比濕（圖2c）演變圖可以看出，從6月20起，暴雨區上空，濕舌迅速由低層向高層伸展，大值中心出現在850 hPa，中心最大值達11 g/kg，整個過程中700 hPa以下比濕均維持在9～11 g/kg，說明大氣中水汽含量豐富，有利于強降水的發生與維持。

4.2 水汽通量

從水汽供應的環流形勢來看，此次過程的水汽主要來源于孟加拉灣。從700 hPa水汽通量演變來看，6日08：00起，孟加拉灣以北就存在1個強大的水汽輸送帶，副高外圍的偏南氣流帶來了大量的水汽向云南輸送，至8日20：00過程結束，大值中心始終維持在暴雨區西南側，暴雨區水汽通量為2～8 g/（cm·hPa·s），呈現出南強北弱之勢。500 hPa水汽通量略強于700 hPa，水汽通量值維持在8～14 g/（cm·hPa·s）之間，7—8日強降水發生的期間，怒江州一直處于水汽通量大值區，中心值高達12 g/（cm·hPa·s）。8日20：00后高低層水汽通量均下降至2～4 g/（cm·hPa·s）。從水汽供應的環流形勢可以看到，強降水出現期間，西南急流將大量暖濕空氣從孟灣洋面經緬甸境內向暴雨區源源不斷地輸送，有利于降水區的水汽積累，這也是造成此次強降水持續時間較長的重要原因。

5 地形對降水的影響

從我國各地多年平均大暴雨日數圖可以看出，暴雨日數最多的地區大多位于山脈的東南迎風坡，如太行山、伏牛山、大別山、武夷山和南嶺等。地形對暴雨的影響主要表現在：地形產生的垂直速度和風場變化對暴雨的動力作用；山地、平原、海陸等地形差別造成的下墊面熱力性質不同對暴雨中小系統的影響[2]。一般認為地形的迎風坡具有動力和屏障作用，迎風坡將產生經向風場切變線[3]。當垂直于山體的緯向氣流隨高度增加而減小時，氣流繞地形流動和被迫爬升，并且暖濕氣流容易在中尺度地形迎風坡造成氣旋性輻合，進而引發或維持強降水[4]。

地形可以作為天氣系統的觸發機制和組織機制，同時可引起天氣系統的增強、減弱，影響天氣系統的移動[5]。從緬甸至滇西北地形與怒江州地界合成圖（圖略）[6]可以看出，從孟灣北部向西北擴展至云貴高原的地形高度從400～3 800 m分階梯狀抬升，在青藏高原南側和云貴高原西側的橫斷山脈結合地帶呈快速收緊之勢，猶如1只向西南開口的“大喇叭”，怒江州正好位于“喇叭”的底部，孟灣暖濕水汽北上時由于受到地形的阻擋，大部分水汽被引入“喇叭”底部[6]。

怒江東岸為碧羅雪山，西岸是高黎貢山，兩岸河谷深切呈南北走向的“V”形峽谷，江面至山頂平均高差均約2 km，南北長約300 km，大峽谷地形可看作一條水汽管道，南下冷空氣與北上暖濕氣流進入峽谷后，在短時間內難以翻越兩岸高山，只能在大峽谷中長時間交匯，進而形成持續的陰雨天氣。來自孟加拉灣的暖濕氣團經緬甸進入怒江州時，遇到北部青藏高原、東部橫斷山脈高大地形阻擋，低層大量的暖濕空氣在該地形成強烈的水汽輻合，而氣流在翻越橫斷山脈時，被迫緩慢抬升，引起絕熱降溫，發生凝結，云汽凝結達到飽和而形成豐沛降雨。

從怒江州2016年11月6—8日強降水的空間分布可以看出，累計雨量自西向東逐漸遞減，極值出現在怒江州西岸的迎風坡，怒江州降水量是東部大理、麗江及東北部迪慶累計雨量的2倍以上，表明暖濕氣流過山后，氣團中大量能量得以釋放，水汽含量逐漸下降，降水強度不斷減小。

6 結束語

（1）500 hPa形勢場上，中高緯大槽東移，槽后偏北氣流引導冷空氣南下，低緯地區兩高輻合明顯，兩高間形成的南支槽深厚，700 hPa形勢場上有低空西南急流存在，南下冷空氣和西南暖濕氣流共同影響造成此次強降水過程的發生。

（2）此次過程有較好的水汽條件，水汽主要來源于孟加拉灣和南海，降水發生時，怒江州中、低空有較為深厚的水汽層，且在中、低層存在較強水汽輻合。

（3）迎風坡對西移暖濕氣流的抬升作用十分顯著，氣流翻越滇西北高原時絕熱降溫，發生凝結形成云層，形成豐沛降雨。“喇叭”地形及“V”形的怒江州大峽谷，加強并延長了南下冷空氣和北上暖濕氣流的交匯，對增加降水強度和維持陰雨天氣有一定作用。

參考文獻

[1] 陶詩言.中國之暴雨[M].北京：科學出版社，1980.

[2] 姚學祥.天氣預報技術與方法[M].北京：氣象出版社，2011.

[3] 李川，陳靜，何光碧．青藏高原東側陡峭地形對一次強降水天氣過程的影響[J].高原氣象，2006，25（3）：442-450.

[4] 孫繼松.氣流的垂直分布對地形雨落區的影響[J].高原氣象，2005，24（1）：62-69.

[5] 金少華，周泓，艾永智.云南哀牢山東側一次突發性暴雨過程診斷分析[J].氣象，2014，40（11）：1345-1353.

[6] 袁利平，武軍，秦炳文，等.2012年4月云南怒江持續性降水過程分析[J].貴州氣象，2013，37（3）：1-6.

Analysis of A Rainstorm Weather Process in Autumn in Nujiang Prefecture

Qin Bing-wen et al（Nujiang Prefecture Meteorological Bureau， Nujiang， Yunnan， 673100）

Abstract Application of conventional meteorological observation data and NCEP reanalysis data （1 ° × 1 °） and FY2G satellite cloud images， the continuous rainstorm weather process occurred in Nujiang Prefecture， Yunnan Province from November 7 to 8， 2016 was discussed through diagnostic analysis. The results showed that the rainstorm weather process occurred under the favorable circulation background， and the cold air moving southward， the south branch moving eastward and the southwest low-level jet jointly caused the rainstorm weather process; The rainstorm occurred in the ascending movement area of lower level convergence and upper level divergence. The convergence area of moisture flux divergence and the negative vertical velocity area coincide with the rainstorm area; The low TBB band on the satellite cloud image corresponds to the area where rainstorm occurs; The guidance of terrain and forced uplift provide favorable conditions for the occurrence of heavy precipitation.

Key words Rainstorm; Circulation characteristics; Water vapor convergence; Terrain; Diagnostic analysis