彝良震后大暴雨對(duì)環(huán)境影響分析

趙韜　魯亞斌

摘 要：應(yīng)用常規(guī)觀測(cè)資料、衛(wèi)星云圖和T639及NCEP再分析資料分析了“9.7”昭通彝良震后一次暴雨天氣過(guò)程，發(fā)現(xiàn)這次暴雨過(guò)程由川西北東南下的西南渦造成，西南渦發(fā)生于500hPa兩高輻合區(qū)及700hPa切變線的有利環(huán)境場(chǎng)中，雖然沒(méi)有低空急流影響，但季風(fēng)云系活躍，熱能及動(dòng)力條件較為有利。西南渦云系在川西北生成后，午后發(fā)展起來(lái)的青藏高原東部對(duì)流對(duì)西南渦云系發(fā)展有促進(jìn)作用，西南渦云團(tuán)向東南方向傳播發(fā)展，于午夜前后達(dá)最強(qiáng)，形成α中尺度MCC，震區(qū)TBB強(qiáng)達(dá)-80～-116℃，引發(fā)對(duì)流性暴雨。

關(guān)鍵詞：暴雨；西南渦；MCC

中圖分類(lèi)號(hào)：P694 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）13-0198-02

1 強(qiáng)降雨過(guò)程概況

2012年云南進(jìn)入8月后，強(qiáng)降水過(guò)程明顯減少，8月18日的大雨過(guò)程結(jié)束后，就轉(zhuǎn)入雨量衰減期，直到9月10日夜間冷空氣南下和季風(fēng)氣流共同作用，才自北向南形成一次強(qiáng)降水過(guò)程，強(qiáng)降水于10日夜間從昭通震區(qū)開(kāi)始，10日20時(shí)—11日08時(shí)，昭通北部震區(qū)普降暴雨，彝良重災(zāi)區(qū)12小時(shí)雨量達(dá)152.5mm，11日24小時(shí)雨量為162.5mm，成為2012年最大雨量，歷史極值雨量排行第二，之后強(qiáng)降水隨冷空氣南移向南發(fā)展，于9月12日達(dá)最強(qiáng)，出現(xiàn)暴雨15縣站，大雨40縣站，中雨42縣站，成為2012年云南最強(qiáng)降雨過(guò)程。

2 環(huán)流背景

2012年9月上旬末，我國(guó)經(jīng)歷了一次冷空氣過(guò)程，到9月10日20時(shí)，500hPa西風(fēng)槽東移到四川及以北的100E附近，青藏高原形成588dagpm高壓環(huán)流，青藏高壓與副高之間形成兩高輻合區(qū)，新疆及青海的西北氣流引導(dǎo)冷空氣南下并進(jìn)入青藏高原；700hPa上在四川東南部生成一切變線，切變線后方西北冷高發(fā)展加強(qiáng)，形成北高南低勢(shì)態(tài)，有利于切變線南壓；850hPa上鋒區(qū)南移，地面冷鋒南下到川滇之間；季風(fēng)低壓中心位于印度北部，季風(fēng)云系活躍，季風(fēng)氣流向西南地區(qū)輸送了充沛水汽，但沒(méi)有出現(xiàn)西南低空急流。暴雨過(guò)程天氣形勢(shì)，如圖1所示。

3 暴雨對(duì)環(huán)境水土流失的影響

中國(guó)幅員遼闊，復(fù)雜的地形，各地年降雨量分布不均勻。通常而言，從東南沿海向西北內(nèi)陸漸漸減少。臺(tái)灣省、海南省與東南沿海的廣東、廣西、福建、浙江南部年降雨量為2000mm左右，長(zhǎng)江流域?yàn)?200mm左右，云貴高原為1000mm左右，黃河下游、陜甘南部、華北平原與東北平原為600mm左右?？傮w而言，東南沿海發(fā)生頻率相對(duì)高，西北內(nèi)陸發(fā)生頻率相對(duì)低。暴雨來(lái)勢(shì)兇猛，強(qiáng)度大，雨滴動(dòng)能大，在雨滴打擊下，地表土壤、土體分散，土粒躍移，發(fā)生濺蝕，除直接擊打土壤，產(chǎn)生擊濺侵蝕外，還產(chǎn)生地表徑流，沖刷土體。同時(shí)，擊濺泥漿堵塞表土孔隙，產(chǎn)生表土結(jié)皮，讓降雨入滲減弱，然后推動(dòng)徑流沖刷。水土流失不但和降雨強(qiáng)度有關(guān)，還和前期降雨量有密切關(guān)系，前期降水尤其是暴雨導(dǎo)致的土壤含水率對(duì)環(huán)境水土流失的影響也特別大。

4 衛(wèi)星云圖中尺度分析

9月10日08時(shí)，在川西北高原南北冷暖氣流輻合處有一對(duì)流體（記為A對(duì)流體）生成，另在川渝之間存在9日東移的一個(gè)減弱后的殘余西南渦對(duì)流體（記為B對(duì)流體），青藏高原上維持低空輻合線，這是午后青藏高原對(duì)流發(fā)展的重要觸發(fā)系統(tǒng)。午后青藏高原對(duì)流迅速發(fā)展擴(kuò)大，A對(duì)流體也發(fā)展南擴(kuò)，B對(duì)流體也同時(shí)在發(fā)展。到傍晚A、B云團(tuán)進(jìn)一步加強(qiáng)南擴(kuò)，中心溫度進(jìn)一步降低，成為MCS對(duì)流體，青藏高原對(duì)流云系和A云團(tuán)緊密相連，這是A云團(tuán)還將繼續(xù)發(fā)展的有利環(huán)境，從A云團(tuán)移動(dòng)的路徑看，與08時(shí)400hPa上青藏高原東南部的西北氣流一致。入夜后A云團(tuán)逐漸從青藏高原對(duì)流云系中分裂出來(lái)，A、B云團(tuán)進(jìn)一步發(fā)展，范圍增大，邊界清晰，幾近圓形，已呈MCC雛形。到午夜A、B云團(tuán)合并形成一個(gè)成熟強(qiáng)盛的α中尺度MCC對(duì)流復(fù)合體，昭通震區(qū)降雨迅速發(fā)展加強(qiáng)，10日23：30—11日05時(shí)MCC成熟強(qiáng)盛階段，是昭通震區(qū)降雨最為劇烈集中的時(shí)段，此階段MCC的TBB發(fā)展到最強(qiáng)，昭通震區(qū)TBB由-70℃降到最強(qiáng)達(dá)-116℃，11日06時(shí)后，MCC減弱，到08時(shí)演變?yōu)榫哂新菪隣罱Y(jié)構(gòu)的低渦云系，之后低渦云系又演變?yōu)榍凶冊(cè)葡档囊徊糠?，伴隨切變線南移，強(qiáng)降水區(qū)也隨之南移而造成云南9月12日全省性大到暴雨過(guò)程。以重災(zāi)區(qū)彝良為例，表現(xiàn)出隨MCC的發(fā)展，降水隨之加強(qiáng)，隨MCC減弱，降水減弱的特征，如表1。

由上面分析看出，這次昭通震區(qū)的暴雨天氣由一次西南渦影響所致，西南渦云系起自川西北，其發(fā)展與午后青藏高原上發(fā)展加強(qiáng)的對(duì)流密切相關(guān)，移動(dòng)路徑與400hPa青藏高原東部的引導(dǎo)氣流基本一致，沿著700hPa切變線在川南發(fā)展成為西南渦，低渦云系內(nèi)對(duì)流發(fā)展深厚，TBB值強(qiáng)達(dá)-110℃以下，表現(xiàn)出MCC降水特征。

5 物理量診斷分析

5.1 熱能條件

在9月10日暴雨過(guò)程發(fā)生前，昭通震區(qū)經(jīng)歷了一段高溫少雨天氣，大部縣站最高氣溫一度達(dá)到29℃以上，如彝良重災(zāi)區(qū)9月4日以來(lái)最高氣溫都在31℃以上，彝良9月7日最高氣溫37.2℃，8日32℃，9日33.8℃，10日36.1℃，積溫較高，近地層積累了充足的能量。從10日20時(shí)700hPa上θse分布看，昭通處于濕舌區(qū)，量值達(dá)352K，可見(jiàn)高能高濕的環(huán)境有利于觸發(fā)對(duì)流；從K指數(shù)分布看，昭通處于37-39K的高值區(qū)，可見(jiàn)暴雨發(fā)生前已具備極為有利的高能高濕對(duì)流不穩(wěn)定條件。之后閃電觀測(cè)及降水特征顯示，昭通出現(xiàn)對(duì)流性強(qiáng)降水。

5.2 水汽條件

雖然這次西南渦暴雨過(guò)程沒(méi)有低空急流影響，但季風(fēng)活躍，西南季風(fēng)氣流向西南地區(qū)輸送了必要的水汽。從10日20時(shí)到11日02時(shí)，云南區(qū)域水汽通量經(jīng)歷了明顯增強(qiáng)的過(guò)程，昭通震區(qū)水汽通量6～10g.cm-1.hPa-1.s-1，平均8g.cm-1.hPa-1.s-1，隨切變線南壓及冷鋒侵入，低渦區(qū)域水汽通量散度輻合區(qū)也顯著加強(qiáng)，低渦中心區(qū)域水汽通量散度高達(dá)-64×10-8g·hPa-1·cm-2·s-1。

5.3 動(dòng)力條件

冷鋒切變南移，冷空氣入侵是觸發(fā)上升運(yùn)動(dòng)的主要因素。昭通震區(qū)這次暴雨天氣發(fā)生在低渦云團(tuán)東部，從10日20時(shí)MCC形成到11日02時(shí)發(fā)展成熟，垂直速度持續(xù)增大，到02時(shí)震區(qū)上空ω達(dá)-80×10-3hPa·s-1，而西南渦中心區(qū)域102E附近上升運(yùn)動(dòng)最為劇烈，在300-400hPa高度ω達(dá)-300×10-3hPa·s-1，表明低渦中心上升運(yùn)動(dòng)深厚強(qiáng)勢(shì)，云圖上對(duì)應(yīng)TBB值低于 -110℃。垂直速度（單位：10-3hPa·s-1）演變，如圖2所示。

6 結(jié)論和討論

（1）在500hPa兩高輻合區(qū)背景下，中低層切變線和冷鋒南壓誘發(fā)西南渦造成這次昭通震區(qū)區(qū)域暴雨過(guò)程，表現(xiàn)為α中尺度MCC特征。（2）這次暴雨天氣過(guò)程發(fā)生前，季風(fēng)活躍，水汽主要由季風(fēng)氣流輸送而來(lái)，雖然沒(méi)有低空急流影響，但熱力及動(dòng)力條件極好，仍然產(chǎn)生了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)造成強(qiáng)降水。

參考文獻(xiàn)

[1]王莉萍，王維國(guó)，張建忠.“9.22”汶川地震災(zāi)區(qū)持續(xù)性強(qiáng)降雨過(guò)程氣象服務(wù)探討[J].天氣預(yù)報(bào)技術(shù)總結(jié)專(zhuān)刊，2010，2（2）：35-39.

[2]江玉華，鄧承之，趙大軍，等.四川盆地西南低渦暴雨α中尺度紅外衛(wèi)星云圖特征[J].天氣預(yù)報(bào)技術(shù)總結(jié)專(zhuān)刊，2011，3（2）：7-14.

[3]江玉華，杜軍，趙大軍，等.四川盆地西南低渦暴雨的要素場(chǎng)物理量場(chǎng)合成分析[J].天氣預(yù)報(bào)技術(shù)總結(jié)專(zhuān)刊，2011，3（2）：36-43.