益西拉姆+魏懿+夏龍松
摘 要 2014年7月10日與2016年7月7日云南省維西縣永春縣出現(xiàn)持續(xù)性的強(qiáng)降雨天氣過(guò)程,以永春鄉(xiāng)慶福站為例,從降水實(shí)況、天氣形勢(shì)、水汽條件與動(dòng)力條件等角度分別針對(duì)兩次強(qiáng)降雨天氣過(guò)程進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:高空槽、西南急流、低渦切變、南支槽是誘發(fā)這兩次強(qiáng)降雨天氣過(guò)程的主要系統(tǒng);強(qiáng)降水天氣過(guò)程的發(fā)生必須具有充足的水汽條件,水汽通量散度能夠較好地反映出水汽條件,但并不一定處于水汽通量的輻合中心,也極有可能處于較強(qiáng)的輻合梯度區(qū)域;高層輻散、低層輻合的配置,對(duì)上升運(yùn)動(dòng)相對(duì)有利。
關(guān)鍵詞 強(qiáng)降水;物理量;永春鄉(xiāng)
中圖分類號(hào):P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.14.053
近年來(lái),全球溫度快速升高,極端天氣事件的發(fā)生頻率也居高不下。以往,維西縣永春鄉(xiāng)的降水量并沒(méi)有發(fā)生大的波動(dòng),20世紀(jì)80年代以來(lái),強(qiáng)降雨天氣過(guò)程頻繁發(fā)生。永春鄉(xiāng)位于云南維西縣的南部地區(qū),東部臨近麗江縣屬魯?shù)猷l(xiāng),南部與蘭坪縣的河西相互連接,西部毗鄰中路與維登兩鄉(xiāng),西北部地區(qū)與攀天閣鄉(xiāng)相互接壤。永春鄉(xiāng)屬于山地季風(fēng)氣候區(qū),氣候具有雨量適中、氣候溫涼等特點(diǎn)。年平均溫度為11.3 ℃,年平均降水量為1 096.5 mm。境內(nèi)以山地為主,最高海拔為3 630 m。受當(dāng)?shù)貧夂?、地形等條件的影響,該地區(qū)極端天氣現(xiàn)象多發(fā)。其中強(qiáng)降雨是最為嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一,造成永春鄉(xiāng)出現(xiàn)道路積水、地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)等,威脅了當(dāng)?shù)氐慕煌ㄅc城市建設(shè),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員傷亡。
1 降水實(shí)況
2014年7月上旬永春鄉(xiāng)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣過(guò)程,本次降水過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),其中有5 d達(dá)到大雨以上,1 d達(dá)到暴雨以上,日最大降水量出現(xiàn)在9日20:00—10日20:00(以下簡(jiǎn)稱過(guò)程Ⅰ),這一時(shí)間段內(nèi)累計(jì)降水量為
103 mm,其中10日06:00的降水量最大,為33.6 mm,如圖1所示。強(qiáng)降水導(dǎo)致永春河流域的水位明顯升高。據(jù)該地區(qū)氣象部門(mén)預(yù)報(bào),降水在未來(lái)的幾天里還會(huì)持續(xù)。
2016年7月7日(以下簡(jiǎn)稱過(guò)程Ⅱ),永春鄉(xiāng)也有強(qiáng)降雨天氣過(guò)程發(fā)生,此次降水過(guò)程持續(xù)的時(shí)間也較長(zhǎng),與過(guò)程Ⅰ相比,此次的降水量更多,由6日21:00—7日20:00的降水量累計(jì)達(dá)129.4 mm。其中,6日22:00的降水量最多,為49.2 mm,到7日00:00降水量明顯減少,之后降水量也呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢(shì),如圖2所示。
2 天氣形勢(shì)對(duì)比分析
就過(guò)程Ⅰ而言,8日08:00的500 hPa高度場(chǎng)上(圖略),貝加爾湖西部地區(qū)存在冷槽,沿著西北氣流持續(xù)有冷空氣往東南部擴(kuò)散,小波動(dòng)槽在中低緯度地區(qū)相對(duì)活躍,由青藏高原到四川盆地不斷往東部地區(qū)移動(dòng),永春鄉(xiāng)主要受到中低緯小波動(dòng)槽的影響范圍內(nèi)。冷空氣逐漸南下,在川西高原700 hPa高度場(chǎng)位置處有切變線形成,而且切變線逐漸向南移動(dòng)且有所加強(qiáng),這時(shí)西南暖濕氣流控制著這一區(qū)域,從孟加拉灣有水汽與能量緩緩北上。9日08:00中高緯度的冷槽逐漸往東南方向移動(dòng),在其作用下,700 hPa切變線逐漸向南部移動(dòng)進(jìn)而對(duì)云南省西北部,地面冷鋒也逐漸移動(dòng)進(jìn)而控制云南省大部分地區(qū)。9日20:00,青藏高原與川西高原變化成為槽后的西北氣流,對(duì)冷空氣引導(dǎo)及切變線逐步南下等起到了有利作用,而孟加拉灣到中南半島的大部分區(qū)域則依然為西南氣流,在切變線與冷鋒位置處冷暖氣流發(fā)生交匯,進(jìn)而引發(fā)強(qiáng)降水天氣過(guò)程[1]。
就過(guò)程Ⅱ而言,7月6—7日500 hPa高空形勢(shì)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),中高緯度地區(qū)表現(xiàn)出兩槽兩脊。這一時(shí)間段內(nèi)有阻塞高壓出現(xiàn)在烏拉爾山附近,短波槽不斷向東移動(dòng),與高原槽相互結(jié)合進(jìn)而影響云南大部分地區(qū),副高維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。源源不斷的水汽條件被副高西部的偏南氣流由孟加拉灣與南海地區(qū)輸送至云南西北部。強(qiáng)降水天氣過(guò)程中,巴爾喀什湖周?chē)嬖谥粋€(gè)冷低壓,這是長(zhǎng)波保持相對(duì)穩(wěn)定的原因之一。而700 hPa與850 hPa則出現(xiàn)西南輻合氣流,即低層急流,副高南部的東南風(fēng)與該急流負(fù)責(zé)將水汽輸送至暴雨區(qū)。
3 水汽條件分析
就水汽條件而言,過(guò)程Ⅰ與過(guò)程Ⅱ的水汽條件主要來(lái)源于副高外圍的水汽輸送。由圖3能夠看出,水汽通量由南向北呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì),云南省西南部出現(xiàn)了水汽通量的最大值,永春鄉(xiāng)由強(qiáng)降水開(kāi)始至結(jié)束,水汽通量雖然不大,但卻水汽條件源源不斷的輸送,再加上永春鄉(xiāng)特殊的地形條件對(duì)于水汽聚集極為有利,所以該地區(qū)具備強(qiáng)降水發(fā)生需要的水汽條件。
分析過(guò)程Ⅰ得出,強(qiáng)降水天氣過(guò)程發(fā)生時(shí)永春鄉(xiāng)位于水汽輻散帶,只有在南部地區(qū)存在著水汽輻合且其強(qiáng)度較弱,隨著系統(tǒng)的逐漸向東移動(dòng),水汽輻合帶也隨之移動(dòng)。10日08:00在維西縣南部地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)輻合中心,到20:00,輻合中心有所增強(qiáng),而且永春鄉(xiāng)輻合梯度也逐漸增強(qiáng),強(qiáng)降水落區(qū)正好對(duì)應(yīng)了水汽輻合中心及水汽輻合梯度的最大值位置處。由過(guò)程Ⅱ的水汽通量散度分布能夠看出,強(qiáng)降水天氣過(guò)程發(fā)生時(shí)永春鄉(xiāng)同樣位于水汽輻散區(qū)域且強(qiáng)度較弱,隨著系統(tǒng)逐漸向東部移動(dòng),水汽輻合則向北有所抬升,到7日08:00,永春鄉(xiāng)完全位于水汽輻合帶內(nèi)且強(qiáng)度較強(qiáng)。
對(duì)比兩次降水過(guò)程得出,盡管這兩次過(guò)程水汽通量較小,但都存在著強(qiáng)度較強(qiáng)的水汽輻合,再受到強(qiáng)的風(fēng)速輻合的影響,進(jìn)而引發(fā)了強(qiáng)降水天氣過(guò)程,且暴雨落雨正好對(duì)應(yīng)了強(qiáng)水汽輻合中心與水汽輻合梯度的最高值區(qū)。這一現(xiàn)象表明,強(qiáng)降水天氣過(guò)程的發(fā)生必須具有充足的水汽條件,水汽通量散度能夠較好地反映出水汽條件,但并不一定處于水汽通量的輻合中心,也極有可能處于較強(qiáng)的輻合梯度區(qū)域。
4 動(dòng)力條件分析
選取永春鄉(xiāng)慶福站這一強(qiáng)降水中心的氣象觀測(cè)資料對(duì)動(dòng)力條件進(jìn)行分析。分析過(guò)程Ⅰ的散度場(chǎng)剖面隨時(shí)間的變化分布能夠得出,強(qiáng)降雨天氣過(guò)程由開(kāi)始至結(jié)束,650 hPa之下的位置處均屬于負(fù)散度區(qū),并且在10日08:00出現(xiàn)有負(fù)散度中心,表明低層輻合現(xiàn)象較為明顯;在650 hPa之上則屬于正散度區(qū),并且與低層負(fù)散度中心位置相對(duì)應(yīng)位置處也出現(xiàn)有正散度中心,表明高層強(qiáng)輻散較明顯。而且高層的輻散要明顯強(qiáng)于低層的輻合,這種高低層配置對(duì)于抽吸作用的形成具有有利作用,同時(shí)也促進(jìn)了上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)生與發(fā)展。在10日08:00存在有上升運(yùn)動(dòng)中心,并且具備深厚的上升區(qū),其中心高度在
600 hPa位置附近,正好對(duì)應(yīng)了散度場(chǎng)的極值中心,此時(shí)正好對(duì)應(yīng)降水集中時(shí)間段,表明本次強(qiáng)降雨天氣具備較好的動(dòng)力條件[2]。
就過(guò)程Ⅱ而言,強(qiáng)降雨天氣過(guò)程發(fā)生時(shí)600 hPa位置以下屬于負(fù)散度區(qū),高層則屬于正散度區(qū)。本次過(guò)程也屬于高層輻散、低層輻合的配置,對(duì)于上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展也極為有利。但此次降水過(guò)程中的上升運(yùn)動(dòng)并不強(qiáng),剛開(kāi)始表現(xiàn)為下沉運(yùn)動(dòng),在降水集中的時(shí)間段內(nèi)上升運(yùn)動(dòng)也呈現(xiàn)出快速的增強(qiáng)趨勢(shì)。到7日14:00時(shí),上升運(yùn)動(dòng)則快速減弱,變?yōu)橄鲁吝\(yùn)動(dòng),散度場(chǎng)也是在這一時(shí)間段內(nèi)低層輻合有所減弱而變化成輻散,對(duì)上升運(yùn)動(dòng)不利,導(dǎo)致降水過(guò)程逐漸停止。
對(duì)比這兩次強(qiáng)降水過(guò)程得出,散度場(chǎng)都表現(xiàn)為高層輻散、低層輻合的配置,對(duì)上升運(yùn)動(dòng)相對(duì)有利,而且在中心位置處都有上升運(yùn)動(dòng)中心出現(xiàn)。在實(shí)際的天氣預(yù)報(bào)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)重視高低層散度場(chǎng)配置較好的區(qū)域與時(shí)段。
參考文獻(xiàn)
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(責(zé)任編輯:趙中正)