2022 年9 月16 日石林、羅平、江城局地短時強降雨分析

張婧琦

石林彝族自治縣氣象局，云南石林 652200

1 實況特征、災情和社會影響

1.1 石林、羅平、江城的地理位置、地貌及當日降水情況

石林彝族自治縣位于云南省昆明市，屬喀斯特地貌，境內地勢東高西低。圖1是2022年9月16日09:00～11:00的石林縣、羅平縣、江城縣的降水分布和最高降水量站點降水時序圖。由圖1可知，降水落區集中，只出現在北小村附近，石林街道的區域站降雨量普遍在20 mm左右，只有北小村的降水高出周圍站點40 mm，有明顯的局地邊界輪廓。

圖1 石林、羅平、江城9月16日09:00～11:00降水情況

圖2反映了石林縣10:00～11:00降水量最大的前10個站點09:00～12:00的降水情況，能明顯看出前3名的降水普遍在20 mm以上，降水折線有明顯的、尖銳的最高點[1]。

圖2 石林、羅平、江城最大值降水時前10名降水站點對比

羅平縣位于云南省曲靖市，地勢西北高、東南低。由圖1可知，09:00～11:00的羅平縣降水集中在栗樹坡、多依、老寨、舊屋基，普遍降水都在60 mm以上，其中，栗樹坡87.7 mm為全縣最高。從圖2折線圖看，栗樹坡、多依、長底、舊屋基4個站點的降水呈現明顯的突增突降變化。

江城哈尼族彝族自治縣位于云南省南部普洱市，地處橫斷山脈，地形起伏大，切割深，地勢呈西北高東南低[2]。江城縣1 h降雨量最大值出現在10:00的板河村。板河村09:00～11:00累計降雨量達117.5 mm，為江城縣最大值，也是當時云南省累計降水量最大值，排名第一。

石林、羅平、江城三縣的短時強降雨都呈現出突增突降變化，局部分界明顯，強降水中心雨量極高。

1.2 災情和社會影響

北小村、臺創園均采用現代化農業大棚種植技術[4]，處于疏松多孔的喀斯特地貌，沒有積水積澇[5]，無重大災情。

羅平縣受災人數3 212人，農業受災面積127.86 hm2，經濟損失133.91萬元，主要受災作物為玉米和水稻。

江城縣2 188人受災，農業受災面積172.93 hm2，經濟損失445.09萬元，主要受災作物為玉米和水稻。

2 預報檢驗和預報難點

從客觀參考的量級上看，智能平臺給出的預測降水量級只有20 mm，若剔除個別點看剩余的點，完全符合預報結果。說明智能預警平臺在大尺度到縣域級別預報能力是優秀、準確的。此次降雨集中在1 h內1個站點附近，具有很強的局地破壞性，發展快速且與其他一般降水沒有明顯區分特征，這給業務預報帶來了很大的困難。

從降水級別上看，屬于暴雨橙色級別了[6]，根據要求，橙色及以上級別的預警要向縣市級領導報備，但顯然10 min不能完成整個報備流程。

3 強降雨成因及預報偏差分析

3.1 中小尺度系統精細化發展演變

3.1.1 三地結合分析三地雖然均位于云南省，但直線距離相差100～360 km，并不是同一塊云團造成三地同時、同樣的降水，而是三地的云團性質高度相似，下墊面性質也高度相似。三地都出現了發展速度快、邊界清晰明顯的強降水，互相結合對比分析，更容易找出降水發展的必然性和規律性。

在降水時，從智能平臺上觀察，發現三地雷達中心回波的剖面均出現了明顯的“核”，類似冰雹云的結構[7](圖3)。“核心”強度均超過55 dBz，中心距地高度4～5.5 km，核心的投影半徑不超過1 km。“核心”位置與降水最強的站點一一對應，時間上也符合。可以認為是此“核心”結構造成的局地短時強降雨。雖然雷達剖面圖能很好地判斷降水對應關系，但智能平臺上雷達剖面產品延遲時間達18 min，不滿足業務預報的需求。

圖3 北小村、栗樹坡村、板河村雷達剖面出現核心

3.1.2 石林的回波移動路徑上的地形分析從回波的移動方向來看，回波最初是從小河村方向向東南方向移動，遇到了北小村附近的山脈抵擋，逐漸向前進方向的兩邊推開，回波主體向東北方向的陸良移動，少量回波向西南方向打散攤平，移動路徑如圖4所示。

圖4 石林地形和云團移動路徑

從地形高程圖不難看出，石林整體為東高西低的形勢，北小村位于一個高度階梯的過渡帶上，回波從石林小河村方向向北小村移動跨越了一個高度差約為70 m的階梯，向陸良方向移動的高度差近50 m，而2條路徑上最高點和最低點的直接距離只有5 km左右。

3.1.3 羅平的回波移動路徑上的地形分析結合組合反射率和速度圖發現，羅平降水的云團從南部而來向北部移動，遇到山脈阻擋，緩慢地向西北移動尋找突破方向(圖5)。羅平的地勢北高南低，高差約1 000 m。從降水落點來看，強降水主要集中在栗樹坡村—舊屋基—安木勒一帶，這是從南向北跨越1 250 m海拔的一個階梯，降水集中在山脈一側，山脈后基本無降水。

圖5 羅平地形和云團移動路徑

3.1.4 江城回波移動路徑上的地形分析結合江城的地形分析可見，江城縣有2條西北—東南向的山脈，中間為一河谷地帶，中部南部，東南角地勢偏低。根據速度圖和組合反射率圖分析的移動方向來看，江城的降雨云團應從地勢較低的南部進入，“卡入”河谷后被山脈阻擋，向山脈兩側推開尋找較低的地方翻越，但整個山脈長而連綿，最后從板河村附近的山谷向北翻越山峰(圖6)。

圖6 江城地形和云團移動路徑

石林、羅平和江城短時強降雨的特點如下：一是降水位置均出現在翻越坡度過大的山脈前，山脈背后降水稀少；二是暴發性降水前回波持續時間長，降水后迅速消散。

3.3 關鍵物理量診斷分析

預測此類降水的關鍵點在于速度和地形。坡度、速度絕對值和降水值的對應關系見表1。從表1可以看出，降水值與坡度值的對應關系更強。

表1 三縣降水量最大站點的坡度、速度、降水量

3.4 強降水預報偏差成因

此次短強降水速度快、暴發性強，智能預報平臺難以捕捉。報警閾值沒有對鄉鎮級因地制宜地進行差異化訂正，沒有考慮地形坡度對降水的影響[7]。

4 結論

速度和地形對此類強降水的關系可以總結為速度值越大，降水越強；坡度越大，降水越強。在實際業務中，要注意以下幾點。

第一，快速預報。業務值班中要時常注意看“云團移動路徑上有沒有坡度大的山體”和“云團撞向山體的速度大不大”；還要準備好預發布的文件材料，不要在文字內容等一般性任務上浪費時間。

第二，快速發布。針對發展快速級別高的過程，讓智能程序自動檢測，在達到報警閾值時，優先推送預警信號給對應鄉鎮的村委會村民；再由業務值班員報備審批后發布正式預警，此“自下而上”的預警流程更適合短臨過程的預警。

第三，規避風險。結合三地的受災情況來看，采用了現代化鋼架結構大棚的臺創園地區受災影響最小，可以嘗試在暴雨冰雹等災害多發地區推廣半永久性鋼架大棚的建設或種植非夏季生長的作物，使作物生長周期避開災害多發時間。