河口縣一次冬季暴雨天氣過(guò)程成因特征分析

梁效銘

摘要 利用常規(guī)觀測(cè)資料、NCEP再分析資料和自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析了2013年12月14—15日河口縣一次持續(xù)性的冬季暴雨天氣過(guò)程。結(jié)果表明：此次冬季暴雨過(guò)程來(lái)自孟加拉灣的中高層深厚南支槽迅速加強(qiáng)東移，槽底深入孟加拉灣中部，槽前不斷加強(qiáng)的西南急流將暖濕氣流輸送到滇南，底層切變線南移的同時(shí)配合地面冷鋒，導(dǎo)致了此次河口冬季的持續(xù)性暴雨天氣;此外，中低層來(lái)自孟加拉灣的暖濕氣流在河口區(qū)域形成能量積集區(qū)和強(qiáng)烈的水汽輻合區(qū)，為持續(xù)性強(qiáng)降雨提供了充足的水汽;河口區(qū)域在底層輻合、中高層輻散的耦合作用下，有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，槽前暖濕氣流受低層冷空氣和地形的強(qiáng)迫抬升作用，進(jìn)一步加強(qiáng)了整層的輻合上升運(yùn)動(dòng)，為此次強(qiáng)降雨的發(fā)展提供了良好的動(dòng)力抬升機(jī)制;由于地形原因，冷空氣進(jìn)入河口后，受河谷和山區(qū)地形影響在山前迎風(fēng)坡一側(cè)形成冷墊堆積，積蓄的對(duì)流性不穩(wěn)定能量成為此次過(guò)程的觸發(fā)機(jī)制。

關(guān)鍵詞 冬季暴雨;南支槽;切變線;冷空氣

中圖分類(lèi)號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）09–0061–02

云南省紅河州河口縣位于紅河州南部，縣內(nèi)海拔落差大，山區(qū)與河谷地形交錯(cuò)，因特殊的地理特征，縣內(nèi)立體氣候特征明顯，容易發(fā)生暴雨天氣。暴雨是河口縣的主要災(zāi)害性天氣之一，往往導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡。通過(guò)分析診斷此次過(guò)程，以期為日后做出更及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)提供參考。

1 天氣實(shí)況概述

2013年12月14—15日，云南省紅河州河口縣全縣發(fā)生一次持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的強(qiáng)降雨天氣過(guò)程，此次過(guò)程累計(jì)降雨量在120～160 mm之間。

河口縣25個(gè)監(jiān)測(cè)站中，14日出現(xiàn)暴雨7站次，大雨18站次;15日出現(xiàn)大暴雨6站次，暴雨19站次;14日02：00后降水開(kāi)始，白天時(shí)段降水明顯，14日20：00～23：00降水減弱，15日02：00后，降水增大，雨強(qiáng)較均勻，16日02：00后本次降水過(guò)程基本結(jié)束;最大日降水量于15日出現(xiàn)在馬古坡，為110.6 mm;最大小時(shí)雨強(qiáng)于15日02：00～03：00出現(xiàn)在三家寨，為10.1 mm，未出現(xiàn)明顯的短時(shí)強(qiáng)降水。

2 天氣環(huán)流形勢(shì)分析

200 hPa高空急流，500 hPa南支槽東移，700 hPa低空急流、切變線南壓與地面冷鋒是造成河口縣2013年12月14—15日冬季暴雨天氣過(guò)程的主要影響系統(tǒng)。

云南處于200 hPa高空急流的右后側(cè)高層輻散區(qū)，500 hPa上，在云南西部有明顯的南支槽加深東移，帶來(lái)了充足的暖濕氣流;700 hPa上，云南河口處于低空急流左前側(cè)底層輻合上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，滇東北的切變線南壓;南支槽東移，高壓脊也東移，槽后脊前偏北氣流帶來(lái)的冷空氣迅速南下，由于地形原因從滇東入侵，冷空氣與南支槽前的暖濕西南氣流相遇，在滇東形成準(zhǔn)南北向的地面冷鋒，自東向西影響河口地區(qū)。

3 產(chǎn)生暴雨的環(huán)境條件和觸發(fā)機(jī)制

3.1 水汽條件分析

充足的水汽和源源不斷的水汽輸送是形成暴雨的必要條件[1]。南支槽、高低空急流帶來(lái)的西南暖濕氣流為此次天氣過(guò)程提供了水汽供應(yīng)。比濕是表征大氣水汽因子的重要指標(biāo)，過(guò)程期間河口區(qū)域700 hPa比濕達(dá)6～7 g/kg，850 hPa比濕達(dá)7～9 g/kg，與平時(shí)冬春季相比水汽含量較低，屬高值（圖1）。

此次暴雨天氣過(guò)程期間，水汽輻合為暴雨區(qū)在時(shí)空上的持續(xù)提供了有利條件。在700 hPa、850 hPa上來(lái)自孟加拉灣的暖濕氣流強(qiáng)盛，12月14日08：00，在滇西南、滇南、滇東南有一水汽通量高值區(qū)，均為水汽通量散度的負(fù)值區(qū);到12月15日08：00，滇西南、滇南、滇東南上空700 hPa、850 hPa，水汽通量散度的負(fù)值區(qū)擴(kuò)大且中心值明顯增大;14日云南大部均在水汽通量散度的負(fù)值區(qū)內(nèi)，且在云南西南、南、東南部有明顯的大值中心;15日，水汽通量散度的負(fù)值區(qū)維持且強(qiáng)度明顯加強(qiáng)，西南暖濕氣流攜帶水汽不斷向云南輸送，建立了滇西南至滇東南一條明顯水汽輸送帶;水汽通量散度為負(fù)值即水汽輻合中心區(qū)，說(shuō)明云南南部有明顯的水汽通量輻合，且水汽通量輻合不斷加強(qiáng)，為15日的大范圍暴雨提供了更有利的水汽條件，15日降雨強(qiáng)度明顯強(qiáng)于14日。

3.2 垂直運(yùn)動(dòng)分析

任何強(qiáng)降雨都必須具備足夠的抬升動(dòng)力條件才能使水汽凝結(jié)產(chǎn)生降水，尤其在冬季，強(qiáng)大的抬升動(dòng)力條件必不可少[2]。

云南河口在此次過(guò)程中處于200 hPa高空急流的右后側(cè)高層輻散區(qū)，700 hPa低空急流左前側(cè)底層輻合上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，在底層輻合、中高層輻散的耦合作用下，形成強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，且中低層700 hPa附近有風(fēng)向切變，在南支槽東移與切變線南壓的過(guò)程中受從滇東入侵的低層冷空氣和地形的強(qiáng)迫抬升作用，形成了很強(qiáng)的輻合上升，整層上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)，為此次強(qiáng)降雨過(guò)程的發(fā)展與維持提供了良好的動(dòng)力抬升機(jī)制。垂直上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)，配合15日水汽的增強(qiáng)，進(jìn)一步加強(qiáng)了15日在河口的降雨。

根據(jù)12月14—15日降水中心的垂直速度，可以看出強(qiáng)降雨過(guò)程期間，河口上空垂直速度明顯，在500 hPa、700 hPa、850 hPa 上河口區(qū)域由負(fù)垂直速度區(qū)控制，垂直速度達(dá)-0.1～-0.6 Pa/s;河口輻合上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，為暴雨的形成和維持提供了必要的動(dòng)力條件。

3.3 實(shí)況探空分析

診斷分析了選取蒙自探空站資料的特征變化。14—15日高空急流較強(qiáng)，水汽供應(yīng)充足，動(dòng)力抬升條件好，垂直風(fēng)切變小，滿足暴雨產(chǎn)生與維持的特征要求。14日上空濕層深厚，且為上干下濕層結(jié)，15日08：00蒙自站上空濕層深厚，較14日20：00濕層增厚明顯，水汽條件更好，K指數(shù)為22.7，CAPE值為8.8，沙氏指數(shù)為9.71;15日20：00 K指數(shù)為12.6，CAPE值為0，沙氏指數(shù)為15.57。此次過(guò)程強(qiáng)對(duì)流天氣不明顯，08：00～20：00大氣中水汽隨著持續(xù)性降雨的減弱而得到了釋放。

4 結(jié)論

（1）此次冬季暴雨過(guò)程，來(lái)自孟加拉灣的中高層深厚南支槽迅速加強(qiáng)東移，槽低深入到孟加拉灣中部，槽前不斷加強(qiáng)的西南急流將暖濕氣流輸送到滇南，底層切變線南移的同時(shí)配合地面冷鋒，導(dǎo)致了此次河口冬季的持續(xù)性暴雨天氣。

（2）中低層來(lái)自孟加拉灣的暖濕氣流，在云南南部河口區(qū)域形成能量積集區(qū)和強(qiáng)烈的水汽輻合區(qū)，為持續(xù)性強(qiáng)降雨提供了充足的水汽。

（3）云南河口在此次冬季暴雨過(guò)程中處于200 hPa高空急流的右后側(cè)高層輻散區(qū)，700 hPa低空急流左前側(cè)底層輻合上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，在底層輻合、中高層輻散的耦合作用下，形成強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，槽前暖濕氣流受低層冷空氣和地形的強(qiáng)迫抬升作用，進(jìn)一步加強(qiáng)了整層的輻合上升運(yùn)動(dòng)，為此次強(qiáng)降雨過(guò)程的發(fā)展與維持提供了良好的動(dòng)力抬升機(jī)制。

（4）槽后脊前偏北氣流帶來(lái)的冷空氣南下，由于地形原因從滇東入侵，冷空氣進(jìn)入云南紅河河口后，受河谷和山區(qū)地形影響在山前迎風(fēng)坡一側(cè)形成冷墊堆積，積蓄了對(duì)流性不穩(wěn)定的能量。隨著暴雨過(guò)程的進(jìn)行，前期較高的θse（假相當(dāng)位溫）不穩(wěn)定能量得到釋放，不穩(wěn)定能量的積蓄是造成此次冬季暴雨天氣過(guò)程的觸發(fā)機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳軍，鐘有萍，周長(zhǎng)志，等.銅仁市2012年一次秋季大暴雨天氣過(guò)程成因分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（23）：9691-9695.

[2] 索渺清，丁一匯.南支槽與孟加拉灣風(fēng)暴結(jié)合對(duì)一次高原暴雪過(guò)程的影響[J].氣象，2014，40（9）：1033-1047.

責(zé)任編輯：黃艷飛