遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)影響下陜西省2010年一次大暴雨過(guò)程分析

胡 皓，侯建忠

(陜西省氣象臺(tái)，陜西西安 710015)

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遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)影響下陜西省2010年一次大暴雨過(guò)程分析

胡 皓，侯建忠

(陜西省氣象臺(tái)，陜西西安 710015)

應(yīng)用常規(guī)氣象觀測(cè)資料、地面自動(dòng)站資料，運(yùn)用天氣學(xué)、動(dòng)力診斷等方法，通過(guò)對(duì)2010年7月22～25日陜西省大暴雨天氣的特點(diǎn)、環(huán)境場(chǎng)條件和物理量等特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明，近海臺(tái)風(fēng)活動(dòng)是影響這次陜西出現(xiàn)大暴雨的一個(gè)關(guān)鍵因子，臺(tái)風(fēng)“燦都”前部與副高西部環(huán)流之間為一股強(qiáng)勁的偏南氣流，形成了從南海到陜西地區(qū)的水汽通道；此次大暴雨高層緯向急流較短，高空急流在陜西與甘肅東部有一個(gè)小的反氣旋環(huán)流形成；低空急流從臺(tái)風(fēng)“燦都”環(huán)流的東側(cè)一直北伸越過(guò)秦嶺直至陜西北部，為這次暴雨過(guò)程輸送了充足的水汽；此次大暴雨過(guò)程是位于黃河河套地區(qū)的深厚的低壓系統(tǒng)云系原地發(fā)展、加強(qiáng)和東移所造成；暴雨和臺(tái)風(fēng)所在區(qū)域?yàn)檩^大范圍的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，而2個(gè)上升區(qū)之間則為寬廣的下沉區(qū)域；臺(tái)風(fēng)低壓系統(tǒng)的維持、發(fā)展和加強(qiáng)對(duì)副熱帶高壓有一定的維穩(wěn)作用進(jìn)而使強(qiáng)降水形勢(shì)能夠穩(wěn)定的維持。

臺(tái)風(fēng)；暴雨；環(huán)境場(chǎng)條件；物理量

暴雨是陜西一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣，其特點(diǎn)是歷時(shí)短、強(qiáng)度大、局地性強(qiáng)[1]，易造成嚴(yán)重的或毀滅性的洪澇災(zāi)害，給設(shè)施農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、人民生命財(cái)產(chǎn)安全等帶來(lái)不利影響。近年來(lái)許多氣象學(xué)者對(duì)于陜西的暴雨與臺(tái)風(fēng)的關(guān)系的研究已經(jīng)做了不少工作，如侯建忠等分析了臺(tái)風(fēng)與高原東北側(cè)冷鋒暴雨的環(huán)境場(chǎng)及云圖特征[2]、臺(tái)風(fēng)活動(dòng)與陜西極端暴雨的相關(guān)及動(dòng)力特征[3]、熱帶氣旋活動(dòng)對(duì)陜西2007年2次暴雨的影響[4]，李明等對(duì)遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)影響下的陜西大暴雨分析[5]。筆者應(yīng)用常規(guī)氣象觀測(cè)資料、地面自動(dòng)站資料，運(yùn)用天氣學(xué)、動(dòng)力診斷等方法，對(duì)2010年7月22～25日陜西省大暴雨天氣的特點(diǎn)、環(huán)境場(chǎng)條件和物理量等特征進(jìn)行分析，以期為陜西省以后暴雪預(yù)報(bào)提供一定思路和參考價(jià)值。

1 降水實(shí)況與災(zāi)情

1.1 降水實(shí)況2010年7月22日08：00～26日08：00，全省出現(xiàn)一次明顯降水天氣過(guò)程，過(guò)程降水量陜北0～200.1 mm，最大黃陵；關(guān)中18.8～248.4 mm，最大隴縣；陜南19.8～241.6 mm，最大略陽(yáng)；全省100 mm以上27縣(市)，其中有9縣(市)大于200 mm；44個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))200～300 mm，5個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))300～400 mm，4個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))超過(guò)400 mm，分別是漢中市的黃壩驛476.6 mm、廣坪409.3 mm、巨亭402.8 mm和寶雞市的東鳳鎮(zhèn)407.7 mm(圖1)。降水期間延安以南地區(qū)連續(xù)3 d出現(xiàn)大范圍暴雨和大暴雨。

1.2 災(zāi)情此次降水過(guò)程的特點(diǎn)是范圍廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，許多地方交通受阻，河流沖毀，據(jù)水文部門(mén)監(jiān)測(cè)，暴雨致使渭河支流和漢江干流等許多水文站等超過(guò)保證洪峰流量和警戒流量。2010年7月22～25日災(zāi)情統(tǒng)計(jì)(來(lái)自省民政廳)，此次強(qiáng)降雨造成安康、漢中、商洛、渭南、咸陽(yáng)、寶雞、銅川、西安、延安9個(gè)市58縣(區(qū))248萬(wàn)人受災(zāi)，緊急轉(zhuǎn)移安置49萬(wàn)人，因?yàn)?zāi)死亡38人，因?yàn)?zāi)失蹤47人，倒塌房屋34 574戶107 133間，損壞房屋153 282間，農(nóng)作物受災(zāi)面積11.901萬(wàn)hm2，絕收面積1.79萬(wàn)hm2，災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失66.45億元。

2 大暴雨過(guò)程近海臺(tái)風(fēng)活動(dòng)特征和影響

臺(tái)風(fēng)“燦都”于19日在我國(guó)南海區(qū)域生成，路徑以西行略有北上，22日13：00在廣東吳川登陸后繼續(xù)西行進(jìn)入廣西境內(nèi)。分析并與歷史個(gè)例對(duì)比發(fā)現(xiàn)，正是“燦都”臺(tái)風(fēng)在我國(guó)南海海域活動(dòng)和在海南、廣東一帶登陸背景影響下，使得陜西在7月22～25日出現(xiàn)了全省罕見(jiàn)的大暴雨天氣過(guò)程。驗(yàn)證了近海臺(tái)風(fēng)活動(dòng)是影響陜西這次大暴雨的一個(gè)關(guān)鍵因子。

3 形勢(shì)特征分析

3.1 500 hPa形勢(shì)7月22日08：00 500 hPa，歐亞中高緯度呈兩槽一脊形勢(shì)，巴爾喀什湖和貝加爾湖以東分別為一低槽，在兩低槽之間從貝湖到河套地區(qū)北部為一高壓脊；西太平洋副熱帶高壓維持在我國(guó)東部沿海一帶，副高西側(cè)到達(dá)112°E，副高脊線位于30°N附近。1003號(hào)臺(tái)風(fēng)“燦都”在廣東沿海登錄后西行，“燦都”前部與副高西部環(huán)流之間為一股強(qiáng)勁的偏南氣流，形成了從南海到陜西地區(qū)的水汽通道。河套上空弱脊存在，在甘南至關(guān)中形成了一個(gè)由副高外圍西南氣流與河套弱脊底部偏東北氣流的橫切變。22日20：00(圖2)，副高加強(qiáng)北抬，臺(tái)風(fēng)到達(dá)兩廣地區(qū)繼續(xù)向西北移動(dòng)，兩者合并的西南氣流一直沿著副高外圍到達(dá)陜西。河套地區(qū)的弱脊發(fā)展形成一閉合的高壓，高壓底部偏東氣流和西南氣流在河套地區(qū)形成一低渦，這也是陜西此次降水的主要影響系統(tǒng)；23日20：00，河套地區(qū)低渦一直維持，從南?！F州—四川—陜西有一支非常明顯的水汽通道，水汽在河套地區(qū)堆積并抬升，陜西降水加強(qiáng)；25日20：00，低渦中心完全移出陜西境內(nèi)，此次陜西省降水結(jié)束。

3.2 700 hPa形勢(shì)7月22日20：00低壓中心還在黃河源頭一帶，從該低壓中心到陜西境內(nèi)為一個(gè)東西向低壓橫槽區(qū)域，23日08：00橫槽區(qū)域東部出現(xiàn)加深南壓，陜西西南部已受低槽控制、影響。23日20：00～24日08：00橫槽繼續(xù)東移、加深發(fā)展成與高層環(huán)流相對(duì)應(yīng)的一個(gè)完整深厚低壓系統(tǒng)，此時(shí)段為陜西此次降水最強(qiáng)的時(shí)段，多站降水突破日最大降水記錄。

4 高低空急流特征

300 hPa反氣旋環(huán)流形勢(shì)和高空急流相配合的特征不明顯，其急流軸是以南北向和東西向(緯向)兩段構(gòu)成(圖3a)，反氣旋環(huán)流形勢(shì)和高空急流出現(xiàn)較以往偏高，在200 hPa可分析到一些特征。若以實(shí)測(cè)風(fēng)資料分析，高層急流仍清晰可辨，但此次高層緯向急流較短。以延安、西安、鄭州站實(shí)測(cè)風(fēng)為例，22日20：00延安、西安、鄭州3站分別是16、10和14 m/s的西西北風(fēng)，23日08：00，上述3站演變成為16、14和14 m/s的西南風(fēng)和偏西風(fēng)，出現(xiàn)急流軸南壓，并在陜西與甘肅東部有一個(gè)小的反氣旋環(huán)流形成。

22日20：00 700 hPa，約20 m/s的低空急流從臺(tái)風(fēng)“燦都”環(huán)流的東側(cè)一直北伸越過(guò)秦嶺直至陜西北部，風(fēng)速仍維持在10 m/s以上 ；23日08：00在四川東部、陜西西南部一帶形成一個(gè)強(qiáng)的風(fēng)速輻合中心(圖3b)；23日20：00該輻合中心略有東移，在關(guān)中地區(qū)形成東西向的輻合帶，此時(shí)該輻合帶北側(cè)的延安以北地區(qū)偏東風(fēng)風(fēng)速已劇增至12～16 m/s。850 hPa風(fēng)速演變和分布特征與700 hPa相一致。低空急流為這次大暴雨過(guò)程輸送了充足的水汽。

5 云圖特征分析

此次大暴雨過(guò)程是位于黃河河套地區(qū)的深厚的低壓系統(tǒng)云系原地發(fā)展、加強(qiáng)和東移所造成。低渦云系在23日00：00已清晰可辨(圖4a)，隨著低渦云系在原地不斷加強(qiáng)、發(fā)展，03：00已發(fā)展成為一個(gè)以南北向特征為主的由多個(gè)對(duì)流云團(tuán)組成的云系，云系內(nèi)對(duì)流云團(tuán)的云頂亮溫在-50～-55 ℃；04：00云系發(fā)展、形成一個(gè)完整南北向的云帶，最強(qiáng)的云團(tuán)不在低渦云系附近，是在云帶南段，生成一個(gè)尺度約200 km左右的云團(tuán)，云頂亮溫為-75 ℃，而在河套地區(qū)的低渦云系特征依然明顯；08：00(圖4b)，整個(gè)影響云帶南北向整體性更加完整，南段的對(duì)流云團(tuán)穩(wěn)定維持并略有發(fā)展，北段的低渦云系出現(xiàn)明顯的發(fā)展加強(qiáng)和范圍擴(kuò)大特征，但云頂亮溫下降現(xiàn)象不明顯，維持在-50～-55 ℃；09：00～16：00(圖4c)，影響云系主體移動(dòng)十分緩慢，只是云系前部出現(xiàn)東移和加強(qiáng)，云頂亮溫在-55～-61 ℃；直至22：00云系相對(duì)有所減弱(圖4d)，隨后又在次日凌晨再次發(fā)展加強(qiáng)，豫西出現(xiàn)大暴雨，造成隴海線中斷。此次河套低壓影響云帶在河套原地能維持約30 h，這在陜西暴雨過(guò)程是非常少見(jiàn)的。

6 能量和垂直運(yùn)動(dòng)分析

熱力(能量)條件是暴雨形成、發(fā)生的一個(gè)必要條件。假相當(dāng)位溫θse是大氣中溫、壓、濕的綜合特征的反映，對(duì)θse值分布分析發(fā)現(xiàn)，此次暴雨與700 hPa的θse高能中心對(duì)應(yīng)較好。23日08：00 700 hPa(圖5a)，高能脊控制影響河套地區(qū)，高原東側(cè)為一高能中心；到了23日20：00(圖5b)，河套地區(qū)能量場(chǎng)呈Ω型，陜西省大部分地區(qū)處在θse的高值區(qū)，從四川有一明顯的暖舌伸向西北地區(qū)東部，華北地區(qū)為θse的低值區(qū)，其對(duì)應(yīng)為干冷空氣，從華北南部到河南有一條傾斜的冷舌，同時(shí)在河套地區(qū)西北側(cè)也有一條冷舌伸向陜西省。整個(gè)陜西處在θse線密集區(qū)，鋒區(qū)明顯，說(shuō)明干冷空氣從河套西北側(cè)和華北擴(kuò)散南下，與暖濕空氣在陜西交匯，產(chǎn)生暴雨。

分析500 hPa水平面的垂直運(yùn)動(dòng)分布可知，在暴雨和臺(tái)風(fēng)所在區(qū)域?yàn)檩^大范圍的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，而2個(gè)上升區(qū)之間則為寬廣的下沉區(qū)域(恰好是副熱帶高壓所在位置)，由此可見(jiàn)臺(tái)風(fēng)低壓系統(tǒng)的維持、發(fā)展和加強(qiáng)對(duì)副熱帶高壓有一定的維穩(wěn)作用進(jìn)而使強(qiáng)降水形勢(shì)能夠穩(wěn)定的維持；這點(diǎn)在衛(wèi)星云圖分析中得到驗(yàn)證，即隨著臺(tái)風(fēng)登陸西移，臺(tái)風(fēng)與影響云系之間的帶狀晴空區(qū)趨于明顯，且晴空區(qū)的對(duì)流云團(tuán)出現(xiàn)了減弱和減少的現(xiàn)象，表明副熱帶高壓在加強(qiáng)。

7 結(jié)論

(1)近海臺(tái)風(fēng)活動(dòng)是影響這次陜西出現(xiàn)大暴雨的一個(gè)關(guān)鍵因子，臺(tái)風(fēng)“燦都”前部與副高西部環(huán)流之間為一股強(qiáng)勁的偏南氣流，形成了從南海到陜西地區(qū)的水汽通道。

(2)此次大暴雨高層緯向急流較短，高空急流在陜西與甘肅東部有一個(gè)小的反氣旋環(huán)流形成。低空急流從臺(tái)風(fēng)“燦都”環(huán)流的東側(cè)一直北伸越過(guò)秦嶺直至陜西北部，為這次暴雨過(guò)程輸送了充足的水汽。

(3)此次大暴雨過(guò)程是位于黃河河套地區(qū)的深厚的低壓系統(tǒng)云系原地發(fā)展、加強(qiáng)和東移所造成。

(4)暴雨和臺(tái)風(fēng)所在區(qū)域?yàn)檩^大范圍的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，而2個(gè)上升區(qū)之間則為寬廣的下沉區(qū)域。臺(tái)風(fēng)低壓系統(tǒng)的維持、發(fā)展和加強(qiáng)對(duì)副熱帶高壓有一定的維穩(wěn)作用進(jìn)而使強(qiáng)降水形勢(shì)能夠穩(wěn)定的維持。

[1] 杜繼穩(wěn)，侯明全，梁生俊，等.陜西省短期天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：氣象出版社，2007：65-69.

[2] 侯建忠，張弘，杜繼穩(wěn)，等.臺(tái)風(fēng)與高原東北側(cè)冷鋒暴雨的環(huán)境場(chǎng)及云圖特征[C]//青藏高原東北側(cè)突發(fā)性暴雨分析研究與應(yīng)用.北京：氣象出版社，2005：92-98.

[3] 侯建忠，王川，魯淵平，等.臺(tái)風(fēng)活動(dòng)與陜西極端暴雨的相關(guān)及動(dòng)力特征分析[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，2005，25(2)：203-207.

[4] 侯建忠，許新田，張小玲，等.熱帶氣旋活動(dòng)對(duì)陜西2007年兩次暴雨影響的綜合分析[J].成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，23(5)：537-542.

[5] 李明，高維英，杜繼穩(wěn)，等.遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)影響下的陜西大暴雨分析[J].干旱區(qū)研究，2011，28(3)：515-517.

胡皓(1984-)，男，陜西西安人，工程師，從事天氣預(yù)報(bào)工作。

2014-11-12

S 161.6

A

0517-6611(2015)01-146-03