2014年6月18日隴南市暴雨天氣過程分析

魏邦憲++安俊寶++苗婷

摘要 利用地面和高空觀測資料、區(qū)域自動站資料以及MICAPS系統(tǒng)中提供的實況和數(shù)值預(yù)報資料，對2014年6月18日夜間隴南市暴雨天氣過程進行分析。結(jié)果表明，此次暴雨天氣過程是在有利的大尺度環(huán)流背景下，配合500 hPa層上切變所造成的，同時地面輻合線的觸發(fā)及地形起到重要的誘發(fā)作用；暴雨形成前的高溫天氣、西南氣流的持續(xù)及逐漸加強和低層輻合、高層輻散的高低層強對流為此次暴雨的形成提供了有利的條件。

關(guān)鍵詞 暴雨；環(huán)流背景；中小尺度系統(tǒng)；物理量場；甘肅隴南；2014年6月18日

中圖分類號 P458.1+21.1 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）17-0215-03

隴南市地處中國大陸第二級階梯向第三級階梯過渡的地帶，位于秦巴山區(qū)、青藏高原和黃土高原三大地形交匯區(qū)域，整個地形呈西北高東南低。隴南市氣候?qū)θ驓夂虻淖兓憫?yīng)較為敏感；氣象因素所造成的災(zāi)害損失已成為隴南市最大損失之一，由暴雨造成的山洪、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害和次生災(zāi)害嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)厝嗣竦纳拓敭a(chǎn)安全，研究暴雨發(fā)生機制和氣象因素早已成為隴南市氣象工作者的重要工作之一。隴南復(fù)雜的地形地貌，決定了暴雨的局地性、突發(fā)性、持續(xù)性等特征，給隴南暴雨的準(zhǔn)確預(yù)報提出了更高的要求。氣象工作者已為隴南市暴雨的預(yù)報做了一些研究[1-3]，對每次暴雨天氣過程進行分析總結(jié)，歸納了預(yù)報指標(biāo)的概念模型，但由于暴雨的落區(qū)、量值以及觸發(fā)因子多變，要求氣象工作者在不同的天氣個例中繼續(xù)分析、總結(jié)經(jīng)驗。本文通過分析2014年6月18日隴南市暴雨天氣過程，進一步歸納總結(jié)暴雨發(fā)生發(fā)展的天氣形勢、形成機制、預(yù)報思路及短臨預(yù)報預(yù)警中的有效方法，為提高暴雨預(yù)報的準(zhǔn)確率、預(yù)報預(yù)警服務(wù)的提前時效和及時率積累經(jīng)驗，為以后做好氣象防災(zāi)減災(zāi)工作奠定基礎(chǔ)。

1 天氣概況

2014年6月18日夜間，隴南市迎來2014年入汛以來最大一次短時強降雨天氣過程，武都和宕昌出現(xiàn)暴雨；最大雨量出現(xiàn)在武都城郊鄉(xiāng)民族村，累計降水量為89.6 mm；宕昌聶仁最大小時降雨量48.3 mm，宕昌臨江鋪18：00—19：00 1 h降雨量43.5 mm，武都角弓20：00—21：00 1 h降雨量40.5 mm；此次降雨過程觀測到暴雨8個、大雨68個、中雨164個。

2 環(huán)流形勢

2.1 大尺度環(huán)流背景

暴雨是從一定的大尺度環(huán)流形勢下產(chǎn)生的[4]。從2014年6月18日20：00 500 hPa高度場看，隴南市受576 dagpm線和580 dagpm線之間強盛的西南氣流控制；切變線從蘭州經(jīng)甘南與隴南交界直到四川西北部，西太平洋副熱帶高壓完全退出大陸，低壓槽壓在隴南市上空，見圖1（a）。從700 hPa高度場上看，低壓中心與暖中心基本重合，位于西藏、青海和四川3個省交界上空；偏南氣流控制著隴南市，切變線位于蘭州榆中到甘南與隴南交界的上空，見圖1（b）。

2.2 中尺度分析

中尺度天氣系統(tǒng)是暴雨發(fā)生的主要觸發(fā)條件，大量研究表明，低層水汽條件是暴雨發(fā)生不可或缺的重要因素，而中低層的切變輻合又是暴雨發(fā)生及加強的重要因素。從圖2可以看出，①水汽條件：700 hPa層上隴南市大部分地區(qū)處于濕區(qū)，全市比濕>6 g/kg，全市大部分地區(qū)相對濕度>80%；②層結(jié)條件：武都K指數(shù)達到39 ℃，隴南市偏東CAPE值>100 J/kg，從而使大氣層結(jié)不穩(wěn)定度相應(yīng)增大，易發(fā)生強對流天氣；③抬升條件：700 hPa層上切變線橫跨隴南市北部，500 hPa切變線經(jīng)蘭州到寧夏，隴南市大部分地區(qū)處于700 hPa正渦度內(nèi)。低層的強烈輻合，進而產(chǎn)生上升運動，成為強對流的主要觸發(fā)條件。

3 物理量診斷

暴雨的產(chǎn)生除了大的環(huán)流形勢條件外，物理量條件也極其重要，下面從暴雨形成的2個基本條件出發(fā)，研究其相互作用及影響，從這些物理量場的變化和演變可以總結(jié)歸納出一些指標(biāo)和規(guī)律，為暴雨的預(yù)報提供重要經(jīng)驗。

3.1 水汽條件

研究表明，多數(shù)暴雨發(fā)生時，700 hPa層上比濕≥8 g/kg[4]。由圖3可知，850 hPa隴南市比濕為10～12 g/kg；700 hPa隴南市大部分地區(qū)比濕>10 g/kg，為這次暴雨天氣提供了豐富的水汽條件。從垂直分布來看，此次降水過程前及過程中在垂直方向上都具有深厚的濕層。與降水量對應(yīng)比較發(fā)現(xiàn)，比濕較大的地區(qū)也是強降水發(fā)生的主要地區(qū)。因此，故比濕的大值區(qū)對暴雨落區(qū)的預(yù)報有一定的參考意義。

3.2 動力條件

3.2.1 垂直速度分析。利用6月18日T639的數(shù)值預(yù)報，分別提取實際預(yù)報中18日不同時間500 hPa和700 hPa高度的垂直速度資料（圖4），500 hPa層上17：00、20：00、23：00負值中心分別位于白銀、寧夏南部和平?jīng)觯行闹捣謩e為 -13.2×10-3、-18.0×10-3、-18.0×10-3 hPa/s；700 hPa層上17：00、20：00、23：00負值中心分別位于白銀北部、寧夏南部和平?jīng)?，中心值為別是-8.0×10-3、-7.2×10-3、-9.6×10-3 hPa/s。綜上可知，負值中心500 hPa和700 hPa的位置基本一致，500 hPa負值中心絕對值均比700 hPa的高，說明垂直速度在500 hPa層上要比700 hPa層上的大很多，并且隨著時間的推移，負值中心在隴南市的絕對值越來越大，負值中心的變化跟隴南市此次暴雨發(fā)生時段和路徑比較吻合，說明隴南市上空具有強烈的上升運動，為這次暴雨的發(fā)生沖破了不同層結(jié)水汽和能量的輸送。

3.2.2 散度分析。由圖5可知，在850 hPa、700 hPa和500 hPa層上，隴南市均處于負散度場內(nèi)，散度場中心分別位于慶陽南部、甘南南部和定西西北部，中心值分別是-2.6×10-3、 -3.4×10-3、-1.6×10-3/s，說明散度隨高度先增大后減小，到達300 hPa時隴南市完全處于正散度場，散度中心位于定西上空，中心值達到3.6×10-3/s。綜上可知，隴南市處于強盛的輻合上升氣流之中，直到300 hPa氣流輻散，低層輻合、高層輻散的配合形成了強烈的抽吸作用，有利于強對流天氣的形成和發(fā)展。

4 結(jié)語

（1）穩(wěn)定的大尺度環(huán)流背景是暴雨天氣發(fā)生的前提條件，在高空冷槽南下所帶來的較強冷空氣和低層700 hPa低渦的共同作用下誘發(fā)中尺度對流系統(tǒng)的生成和發(fā)展。

（2）白天的高溫天氣為暴雨發(fā)生存儲了大量的能量和動力條件，西南氣流的逐漸加強為暴雨提供了充足的水汽條件；隴南市暴雨發(fā)生區(qū)上空高層輻散、低層輻合，形成了強烈的抽吸作用，致使暖濕水汽由低層向高層輸送。

（3）暴雨是在中尺度對流云團發(fā)生東移的過程中形成的，中尺度云團受環(huán)流和地形等因素影響，暴雨落區(qū)主要在中尺度對流云團的前沿，對流云團的發(fā)展、合并、消散及移動與暴雨區(qū)有較好的對應(yīng)關(guān)系，對短臨預(yù)報預(yù)警具有重要的意義。

（4）T213和T639數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對此次暴雨具有很好的預(yù)報效果，特別是動力條件（散度、垂直速度）、熱力條件（K指數(shù)、CAPE值）、水汽條件（比濕、水汽通量散度），在不同時效、不同高度上的分布情況與暴雨發(fā)生時空特征基本吻合。

5 參考文獻

[1] 馮軍，樊明，尚學(xué)軍.甘肅宕昌“5.31”局地暴雨分析[J].氣象科技，2001，29（3）：15-20.

[2] 馬敬霞，肖志強，魏邦憲.甘肅隴南地震災(zāi)區(qū)2次暴雨過程的診斷對比[J].干旱氣象，2009，27（2）：127-133.

[3] 蘇軍鋒，呂宏，閆惠玲，等.一次暴雨過程的中尺度特征分析[J].干旱氣象，2009，27（2）：127-133.

[4] 中國氣象局科教司.省地氣象臺短期預(yù)報崗位培訓(xùn)教材[M].北京：氣象出版社，1998.