重慶市萬州區“7·14”大暴雨天氣過程分析

摘 要：利用常規觀測資料和萬州多普勒雷達探測資料，對2023年7月13日下午至14日上午重慶市萬州區大暴雨天氣過程的環流形勢和雷達回波特征進行了簡要分析。得出結論：（1）盛夏副高的微小擺動，會影響中低層系統移動路徑；500 hPa低槽與低層切變線低渦系統耦合，為渝東北提供了強勁的動力條件和水汽輻合；地面冷鋒為強對流發生提供了觸發機制；地面冷空氣有利于提高降水效率，增強過程降水極端性。（2）雷達圖上，呈準靜止狀態的高反射率因子回波帶和列車效應是造成“7·14”大暴雨的直接原因。（3）萬州雷達對層云降水預估表現較好，但對積云對流引起的暴雨以上量級和范圍預估能力不足，需要在以后工作中不斷評估檢驗，提高預警預報準確率。

關鍵詞：大暴雨；短時強降水；雷達回波；列車效應

中圖分類號：P458.121.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

在全球氣候變暖的背景下，近年來我國極旱極澇等極端天氣頻發。例如，河南特大暴雨、2022年極端高溫、華北極端暴雨等災害天氣的出現，引起了社會各界的高度關注。在日常工作中，強對流預報預警難度非常大，因其具有突發性強、局地性強、持續時間短、致災嚴重等特點，一直受到國內外氣象工作者高度關注。段鶴等[1]在短時強降水預報預警方面做了大量的工作；方德賢等[2]對川渝地區短時強降水的時空分布和物理量特征進行了統計；江玉華等[3]對重慶地區發生的強對流天氣雷達回波進行了分析，指出渦旋結構是暴雨雷達回波的顯著特征；翟丹華等[4]分析了降水期間的雷達回波演變特征，也取得了明顯的成果。

萬州區位于重慶市東北部，地處三峽庫區腹心。長江自西南—東北向貫穿全區，區內高山峽谷地形地貌復雜， 海拔高差大、溪河深切，自然條件脆弱。每年汛期，萬州暴雨洪澇災害十分嚴重，給當地人民群眾生產生活、生命財產安全造成了重大損失。2023年6—7月萬州區先后經歷5次暴雨天氣過程，其中“7·4”“7·14”達到大暴雨。據統計，“7·14”暴雨洪澇災害造成全區直接經濟損失8 261.045萬元，未出現人員傷亡。通過對“7·14”大暴雨天氣成因進行分析，加強對強降水、強對流等突發災害性天氣的短臨監測預警，確保提前發布氣象災害預警信號，以期最大限度地減少氣象災害帶來的損失。

1 天氣實況

7月13日14：00—14日14：00，重慶市萬州區出現一次強降水天氣過程，雨量分布不均，大暴雨主要集中在長江以北（圖1）。過程期間伴有明顯雷電、短時強降水。在105個氣象監測站點中，降雨量100～249.9 mm的站點有23個，50～99.9 mm的站點有33個。最大降雨量為231.2 mm（萬州國家基本氣象站），突破本站1956年建站以來歷史極值（199.3 mm）；最大小時降雨量90.6 mm（五橋街道，14日05：00），突破萬州區小時雨量歷史極值（82.1 mm）。

從逐小時雨量看，降水主要分為2個時段：第一階段（13日17：00～21：00），強降水落區分散，局地性較強；第二階段（14日02：00～07：00），24個站累計降雨量超過50 mm，其中8站超過100 mm，有9站次小時雨強超過50 mm，具有累計雨量大、強降水范圍廣、極端性強的特點。

2 暴雨過程的成因分析

2.1 環流形勢

7月13日08：00 500 hPa亞洲中高緯為兩脊一槽的環流形勢，溫度場略落后于高度場，貝加爾湖以北為冷渦，冷渦底部分裂的短波槽攜帶冷平流南下影響我國北方；大陸高壓控制我國新疆一帶，副熱帶高壓（以下簡稱副高）西脊點位于110°E附近（圖2），重慶處于副高外圍的西南氣流中。700 hPa偏北風（10～16 m/s）伴有8 ℃負變溫，孟灣經重慶至四川盆地東部為一致的西南風（4～8 m/s），冷暖氣流在陜甘南部至四川盆地形成東北—西南向切變線。850 hPa偏北風與偏南風在盆地東部輻合形成低渦。13日20：00 500 hPa大陸高壓和副高之間的低槽東移南壓影響川渝地區，副高略西伸至105°E附近，700 hPa切變線移至四川盆地東北部至南部一線，850 hPa四川盆地轉為偏北風，低渦移至渝東北地區，萬州處于低渦中心附近，有正渦度平流輸送，水汽輻合上升，有利于強降水的產生。14日08：00 500 hPa低槽東移，低層切變線和低渦位置維持，700 hPa偏北風風速增至20 m/s，南風較弱，加強風速和風向切變，有利于降水的維持和加強。

從海平面氣壓場分析看，7月13日白天重慶地區受暖低壓控制，有利于該地區增溫增濕。20：00甘肅南部至渝東北氣壓梯度達20 hPa，渝東北處于地面冷高壓前沿，有弱冷空氣侵入。13日夜間地面冷鋒移動緩慢，鋒面抬升觸發的對流云團不斷發展維持在萬州一帶，同時地面冷空氣也有利于產生上升運動，提高降水效率，從而形成大暴雨天氣。

綜上分析可知，此次過程副高來回擺動，影響了500 hPa低槽、低層切變線和低渦系統的移動路徑，使得低層系統較長時間維持影響渝東北；同時，中低層系統耦合，為渝東北提供了強勁的動力條件和水汽輻合，有利于該地區強降水產生和持續；地面冷鋒為強對流發生提供了觸發機制。

2.2 探空圖

選取離萬州較近的達州探空資料，13日08：00探空曲線呈“上干下濕”形態，CAPE為1 491.6 J/kg且為狹長形，850 hPa θse達87 ℃，K指數40.2 ℃，SI指數0.56 ℃，850 hPa露點溫度19 ℃，具有適合對流發展的潛勢條件；0～6 km垂直風切變為5.8 m/s，0 ℃層高度5.4 km，暖云層較厚，利于短時強降水出現。20：00 K指數仍然維持36 ℃以上，850 hPa θse為78 ℃，850 hPa比濕14 g/kg，地面至800 hPa風向逆轉，有淺薄冷空氣侵入，增強了層結不穩定性，同時自由對流高度（LFC）為345 m，非常有利于對流發展。14日08：00 K指數明顯降至30 ℃，850 hPa θse為62 ℃，濕層深厚，降水仍然持續，能量耗散，進而轉為穩定性降水。

3 雷達產品分析

3.1 反射率因子演變與強降水的關系

分析過程期間萬州多普勒雷達資料，13日下午17：00萬州區郭村、新田以及余家、孫家附近上空有對流單體生成，郭村回波強度達54.5 dBz，該時刻地面對應31.1 mm的降水。在西南氣流的引導下，對流單體快速向東北方向移動，18：00形成一前一后的回波A和B，其中回波A的中心強度53.5 dBz，45 dBz以上的回波伸展高度超過4 km，ET回波頂高17 km，強回波在后山鎮附近上空持續時間為30 min左右，實況顯示：18：00～19：00后山鎮四平站出現49.7 mm、彈子鎮30.4 mm的短時強降水。回波A和B附近不斷有新的對流單體觸發生成合并，回波中心強度為56.5 dBz，19：00～20：00地面實況有2個站雨強超過30 mm，最大雨強為太龍鎮48.1 mm。

14日凌晨開始，地面鋒面先后在萬州區觸發多個對流單體形成并快速發展、合并，回波組織結構較好，02：30形成一條東北—西南向的帶狀回波，其長度超過100 km，回波最大強度為56 dBz。帶狀回波前段（云陽縣境內）在東北移動過程中移速較快呈減弱趨勢，而位于萬州境內的帶狀回波移速慢（20 km/h），且有新的強單體生成更替，45 dBz以上的較強回波持續時間長，地面資料顯示，02：00～04：00有13站次小時雨量超過20 mm，其中03：00～04：00長嶺鎮茶店村76.0 mm、五橋街道54.2 mm；該時段有9個雨量站累計雨量超過50 mm，茶店村為130.3 mm。與此同時墊江梁平方向有混合降水回波向萬州方向移動，04：30左右與帶狀回波合并發展成以對流性降水為主的混合降水回波，回波基本穩定位于萬州城區及西南部一帶，隨著上述混合降水回波東北移動，列車效應使得萬州區的強降水得以持續，04：00～07：00地面上有9站次小時雨量超過50 mm，其中04：00～05：00五橋街道90.6 mm突破萬州區小時雨量歷史極值；該時段有23個雨量站累計雨量超過50 mm，6站超過100 mm，五橋街道165.0 mm、萬州城市站151.4 mm。07：00以后，降水回波強度明顯減弱，以層云降水為主，對應降水強度也減弱，小時雨量普遍在10 mm以下，最大小時雨強為15.1 mm（07：00～08：00）。

3.2 短時強降水檢驗

3.2.1 逐3 h累計降水

ROSE2.1降水量產品估計未來3 h累計降水以THP（79號產品）為主，選取14日凌晨至上午的降水時段進行評估檢驗[5]。通過對此期間萬州雷達逐3 h預估降水量和實況對比分析，14日00：00～03：00強降水初期，主要在萬州城區附近、西部地區以及太龍、長嶺、白羊等地交界處出現較強降水，有5個站雨量超過50 mm，最大雨量孫家鎮亭子埡94.8 mm，萬州雷達3 h降水預估超過10 mm的降水區主要在城區附近，預估最大值33 mm，降水范圍和量級均較實況偏小；03：00～06：00地面降水強度明顯增強，50 mm以上的降水落區位于長江以北，50.0～99.9 mm的雨量站有17個，100 mm以上的站點有6個，最大雨量為五橋街道154.5 mm，雷達3 h預估對暴雨以上量級和落區預估表現較差，預估的降雨量級為中到大雨，局地暴雨，最大降雨量只有58 mm。06：00～09：00雨帶南壓，降雨強度減弱，有2個站雨量超過50 mm，最大雨量郭村54.8 mm，而該時刻雷達預估的強降水范圍和強度均表現最強，預估雨帶的位置和03：00～06：00實況基本一致，表明預估的強降水時段滯后，預估的最大值78 mm。09：00～12：00以層云回波降水為主，雷達降水預估小到中雨量級表現較好。從降水時段來看，萬州雷達對此次強降水時段預估存在偏差；從量級上看，萬州雷達對層云降水預估表現較好，但對積云對流引起的暴雨以上量級和范圍估計偏小。

3.2.2 小時雨量大值區

ROSE2.1用 OHP降水量產品（78號）來估計未來1 h降水量。此次過程短時強降水（小時雨強≥20 mm/h）主要集中在14日02：00～07：00，因此選取該時段萬州雷達OHP產品來進行評估檢驗。14日02：00，雷達預估1 h降水在孫家、九池街道周邊局地有超過10 mm的降水，最大值為33 mm，實況顯示有6個雨量站超過20 mm，最大值為44.4 mm（孫家鎮亭子埡），預估的局地強降水落區與實況有一定差異，1 h降水預估最大值較實況略偏小。03：00雷達產品預估白羊、長嶺等地有超過20 mm的降水量，最大值為45 mm，實況顯示有9個雨量站超過20 mm，最大小時雨量76.0 mm（長嶺鎮茶店村），預估的降水落區與實況基本吻合，但預估最大值較實況偏小。04：00雷達產品預估在萬州主城區、長嶺、太龍等地有超過20 mm的降水，最大值為38 mm，實況該時刻小時雨強達到最大，全區共有23個雨量站超過20 mm，最大小時雨量90.6 mm（五橋街道），預估的強降水落區和量級均較實況偏小。05：00雷達預估在萬州西南部至主城區附近有20 mm以上的降水，強降水中心在城區雙河口街道附近，預估最大值為53 mm，實況共有14個雨量站超過20 mm，最大雨量66.8 mm（分水鎮三正），預估的強降水中心與實況有所偏差。06：00降水產品預估在分水、李河、甘寧、柱山等地有10 mm以上的降水區，最大值為24 mm，實況顯示，該時刻小時雨強和強降水范圍均較前2個時次明顯減小，全區共有11個雨量站超過20 mm，最大雨量32 mm（郭村鎮），雷達產品的雨量最大值預估表現較好，但20 mm以上的降水落區預估表現較差。

4 結論

2023年7月13—14日，重慶市萬州區出現大暴雨天氣，累計降雨量和最大小時雨強打破本地歷史氣象紀錄。利用常規氣象觀測資料，對此次過程的環流形勢和雷達產品進行了簡要分析，得出以下結論：

（1）盛夏副高的微小擺動，會影響中低層系統的移動路徑；500 hPa低槽與低層切變線低渦系統耦合，為渝東北提供了強勁的動力條件和水汽輻合；地面冷鋒為強對流的發生提供了觸發機制；地面冷空氣有利于提高降水效率，增強過程降水的極端性。

（2）在雷達圖上，呈準靜止狀態的高反射率因子回波，列車效應是造成“7·14”大暴雨的直接原因。

（3）萬州雷達對此次過程層云降水預估表現較好，但對積云對流引起的暴雨以上量級和范圍預估能力不足，需要在后續工作中不斷評估檢驗，提高預警預報準確率。

參考文獻

[1] 段鶴，夏文梅，蘇曉力，等.短時強降水特征統計及臨近預警[J].氣象，2014，40（10）：1194-1206.

[2] 方德賢，董新寧，鄧承之，等.2008—2016年重慶地區降水時空分布特征[J].大氣科學，2020，44（2）：327-340.

[3] 江玉華，丁明星，陳群，等.重慶地區強對流天氣雷達回波統計特征[J].氣象，2005，31（3）：36-40.

[4] 翟丹華，張亞萍，朱巖，等.綦江流域一次破紀錄洪水過程的水文與雷達回波特征分析[J].暴雨災害，2020，39（6）：603-610.

[5] 楊金紅，郭建俠，王佳，等.雷達氣候學分析方法在2020年汛期強降水中的應用[J].氣象水文海洋儀器，2022，39（2）： 86-89.

作者簡介：夏菲（1991—），女，四川鄰水人，工程師，主要從事縣級綜合氣象業務工作。