怒江州一次秋季暴雨天氣過(guò)程分析

秦炳文 王寧

摘要 應(yīng)用常規(guī)氣象觀測(cè)資料、NCEP再分析資料（1°×1°）和FY2G衛(wèi)星云圖，通過(guò)診斷分析方法，討論了2016年11月7—8日發(fā)生在云南省怒江州的持續(xù)暴雨天氣過(guò)程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：此次暴雨天氣過(guò)程發(fā)生在有利的環(huán)流背景下，冷空氣南下、南支槽東移及西南低空急流共同造成了此次暴雨天氣過(guò)程；暴雨發(fā)生在低層輻合高層輻散的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，水汽通量散度輻合區(qū)和垂直速度負(fù)值區(qū)與暴雨區(qū)相吻合；在衛(wèi)星云圖上，TBB低值帶與暴雨發(fā)生的區(qū)域相對(duì)應(yīng)；地形的引導(dǎo)和強(qiáng)迫抬升為強(qiáng)降水的發(fā)生提供了有利的條件。

關(guān)鍵詞 暴雨；環(huán)流特征；水汽輻合；地形；診斷分析

中圖分類號(hào)：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）09–0088-03

怒江州位于云南西北部，青藏高原南延部分橫斷山脈縱谷地帶，地處98°09′E～99°39′E，25°33′N～28°23′N之間，東連迪慶州、大理州、麗江市，西鄰緬甸，南接保山，北靠西藏。怒江州南北最大縱距320 km，東西最大橫距153 km。州內(nèi)地勢(shì)北高南低，南北走向的擔(dān)當(dāng)力卡山、獨(dú)龍江、高黎貢山、怒江、碧羅雪山、瀾滄江、云嶺依次縱列，構(gòu)成了狹長(zhǎng)的高山峽谷地貌。境內(nèi)最高點(diǎn)為高黎貢山主峰嘎娃嘎普，海拔5 128 m，最低海拔為怒江河谷，海拔738 m。

怒江州“立體氣候”特點(diǎn)非常突出，屬亞熱帶山地季風(fēng)氣候，天氣變化快，氣候各異，具有年溫差小、日溫差大，干、濕季分明，四季之分不明顯的低緯高原季風(fēng)氣候的特點(diǎn)。同時(shí)，受海拔、地形地貌和緯度差異的影響，具有北部地區(qū)雨季開始特別早，干季短暫，濕季較長(zhǎng)；氣溫北部冷、中部溫暖、南部熱；高山寒冷，半山溫暖，河谷炎熱；雨量北多南少，西多東少，高山多河谷少的獨(dú)特立體氣候特征。

云南屬典型的季風(fēng)氣候，干濕季分明，不同的天氣具有明顯的季節(jié)性，其中，暴雨主要出現(xiàn)在汛期（5—10月），發(fā)生概率為92%，而干季（11月—翌年4月）僅占8%[1]。2016年11月7—8日，怒江州自北向南出現(xiàn)了一次持續(xù)性暴雨天氣過(guò)程，此次暴雨天氣過(guò)程雖然出現(xiàn)在干季，但其強(qiáng)度和影響范圍均刷新了歷史同期值，為怒江州有觀測(cè)資料以來(lái)同期最強(qiáng)的一次降水過(guò)程。以往對(duì)怒江州干季暴雨的研究并不多，為了了解干季氣候背景下怒江州暴雨發(fā)生的環(huán)流系統(tǒng)和物理機(jī)制，對(duì)此次干季暴雨過(guò)程進(jìn)行綜合診斷分析，探尋怒江州干季強(qiáng)降水的發(fā)生背景，為今后預(yù)報(bào)此類天氣積累經(jīng)驗(yàn)。

1 資料和方法

應(yīng)用怒江州4個(gè)大氣監(jiān)測(cè)自動(dòng)氣象站、96個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站的常規(guī)降水資料、2016年11月4日20：00—9日20：00全球NCEP（1°×1°）再分析資料、FY2G衛(wèi)星云圖資料。從大尺度環(huán)流背景和中小尺度水汽、動(dòng)力、熱力條件和衛(wèi)星云圖特征，結(jié)合怒江州特殊的地形地貌，對(duì)怒江州2016年11月7—8日暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行綜合診斷分析。

2 天氣實(shí)況

2016年11月6—8日，怒江州出現(xiàn)1次持續(xù)性強(qiáng)降水天氣過(guò)程，從全州4個(gè)大監(jiān)站、96個(gè)區(qū)域站監(jiān)測(cè)的雨情分析來(lái)看，降水開始于11月6日，結(jié)束于11月9日，暴雨出現(xiàn)在7日和8日。11月6日全州出現(xiàn)大雨14站，中雨50站，其他為小雨，強(qiáng)降水區(qū)主要出現(xiàn)在怒江北部的貢山縣；11月7日降水強(qiáng)度加強(qiáng)，范圍擴(kuò)大，全州出現(xiàn)暴雨38站，大雨35站，中雨25站，強(qiáng)降水區(qū)主要分布在怒江北部的貢山、福貢兩縣。

11月8日全州出現(xiàn)大暴雨5站，暴雨73站，大雨11站，其余站為中雨，8日是此次降水過(guò)程的最強(qiáng)時(shí)段，強(qiáng)降水區(qū)分布在福貢、瀘水、蘭坪3個(gè)縣。從4個(gè)大監(jiān)站和25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)站2 d的降水實(shí)況可以發(fā)現(xiàn)，7日暴雨區(qū)主要集中在北部的貢山縣和福貢縣，8日暴雨區(qū)范圍擴(kuò)大，且位置南移，福貢、瀘水、蘭坪三縣均出現(xiàn)了暴雨，其中，福貢、瀘水降水強(qiáng)度最大，蘭坪次之，貢山轉(zhuǎn)為中雨。從過(guò)程累計(jì)雨量空間分布來(lái)看，累計(jì)雨量極值出現(xiàn)在怒江西面的迎風(fēng)坡，為201.7 mm，并呈現(xiàn)出自西向東、自南向北逐漸遞減的趨勢(shì)。此次強(qiáng)降水在怒江州誘發(fā)山洪、滑坡、泥石流等災(zāi)害，致使河水暴漲，農(nóng)作物、民房、電力、通信、交通、水利、工礦企業(yè)等不同程度受損，11月8日山洪災(zāi)害造成瀘水市1人死亡，2人失蹤。

3 環(huán)流形勢(shì)分析

3.1 500 hPa形勢(shì)

2016年11月6日20：00，500 hPa中高緯為兩槽一脊的環(huán)流形勢(shì)，兩槽分別位于烏拉爾山以西和貝加爾湖附近，脊位于貝加爾湖以西，青藏高原西側(cè)有大槽分裂出來(lái)的小槽東移，槽后有偏北氣流引導(dǎo)冷空氣南下；低緯地區(qū)印度高壓東伸至印度半島東部，西太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱“副高”）穩(wěn)定在中南半島和南海一帶，副高脊線位于22°N附近，588 dagpm線西伸點(diǎn)在97°E左右，2個(gè)高壓在孟加拉灣形成較深厚的南支槽，槽線位于90°E附近，槽底一直延伸至孟加拉灣洋面，怒江州受槽前西南氣流控制。

11月7日08：00，副高加強(qiáng)西伸，印度高壓加強(qiáng)東進(jìn)，中高緯的大槽加深東移至新疆北部，槽后強(qiáng)勁的偏北氣流補(bǔ)充，使得兩高間的輻合區(qū)增強(qiáng)，南支槽加深，此時(shí)怒江州處于南下冷空氣與槽前西南暖濕氣流的交匯區(qū)；8日08：00，低緯地區(qū)印度高壓和副高588 dagpm線連通，在整個(gè)印度、孟加拉灣至我國(guó)南海一帶形成1個(gè)高壓帶，南支槽槽底北抬，但此時(shí)怒江仍處于西南氣流控制；8日20：00，高壓帶增強(qiáng)，高壓北側(cè)氣流趨于平直，南支槽減弱，怒江州轉(zhuǎn)為偏西氣流控制，強(qiáng)降水天氣過(guò)程結(jié)束。在7—8日強(qiáng)降水時(shí)段內(nèi)，500 hPa上，怒江州一直處于南下冷空氣與槽前西南暖濕氣流的交匯區(qū)。

3.2 700 hPa形勢(shì)

700 hPa形勢(shì)場(chǎng)與500 hPa吻合較好，中高緯同樣為兩槽一脊的環(huán)流形勢(shì)，槽脊位置與500 hPa一致，低緯地區(qū)印度高壓和副高同樣存在，兩高間在青藏高原東側(cè)有一低壓活動(dòng)，低壓槽明顯，怒江受槽前西南氣流控制，林芝—巴塘—西昌一線有1條切變線。7日08：00（圖1a），中高緯大槽東移，印度高壓東移，副高西進(jìn)北抬，南支槽加深，怒江州為較強(qiáng)偏南氣流控制，切變線進(jìn)一步南壓至阿壩—昌都—那曲一線。8日08：00（圖1b）副高繼續(xù)加強(qiáng)西伸，316 dagpm線控制了云南的東南大部，切變南壓至麗江—西昌一線，怒江州處于西南氣流控制中。8日20：00后轉(zhuǎn)為偏西氣流，環(huán)流系統(tǒng)減弱，降水趨于結(jié)束。

4 水汽條件分析

4.1 濕度

從相對(duì)濕度時(shí)間剖面圖（圖2a）可以看出，11月6日起，怒江州上空相對(duì)濕度開始增強(qiáng)，6日20：00—8日20：00，850～500 hPa之間相對(duì)濕度一直維持在85%以上，其中，7日02：00～14：00，8日02：00～14：00在暴雨區(qū)上空850～500 hPa

之間出現(xiàn)了2個(gè)相對(duì)濕度的大值區(qū)，相對(duì)濕度均在95%～100%，僅在7日14：00～08日02：00略有下降，但總體仍維持在80%以上。這說(shuō)明在此次強(qiáng)降水過(guò)程中，暴雨區(qū)上空有深厚的飽和濕空氣存在，水汽條件很好，對(duì)強(qiáng)降水的發(fā)生與維持十分有利。

從（T-Td）時(shí)間剖面圖（圖2b）分布來(lái)看，（T-Td）場(chǎng)與相對(duì)濕度場(chǎng)十分吻合，6日20：00—7日14：00，8日02：00～20：00之間850～700 hPa之間均為（T-Td）≤2 ℃，說(shuō)明暴雨區(qū)上空有深厚的濕層存在。而在8日08：00相對(duì)濕度場(chǎng)、（T-Td）場(chǎng)高層400 hPa以上均出現(xiàn)1個(gè)較強(qiáng)的干中心，與500 hPa以下的飽和濕中心相對(duì)，這種上干下濕的層結(jié)結(jié)構(gòu)為強(qiáng)降水天氣發(fā)生創(chuàng)造了較好的條件，8日20：00后高層未飽和氣塊下沉，使低層相對(duì)濕度迅速下降、（T-Td）增大，水汽條件減弱，此次強(qiáng)降水趨于結(jié)束。從6—8日比濕（圖2c）演變圖可以看出，從6月20起，暴雨區(qū)上空，濕舌迅速由低層向高層伸展，大值中心出現(xiàn)在850 hPa，中心最大值達(dá)11 g/kg，整個(gè)過(guò)程中700 hPa以下比濕均維持在9～11 g/kg，說(shuō)明大氣中水汽含量豐富，有利于強(qiáng)降水的發(fā)生與維持。

4.2 水汽通量

從水汽供應(yīng)的環(huán)流形勢(shì)來(lái)看，此次過(guò)程的水汽主要來(lái)源于孟加拉灣。從700 hPa水汽通量演變來(lái)看，6日08：00起，孟加拉灣以北就存在1個(gè)強(qiáng)大的水汽輸送帶，副高外圍的偏南氣流帶來(lái)了大量的水汽向云南輸送，至8日20：00過(guò)程結(jié)束，大值中心始終維持在暴雨區(qū)西南側(cè)，暴雨區(qū)水汽通量為2～8 g/（cm·hPa·s），呈現(xiàn)出南強(qiáng)北弱之勢(shì)。500 hPa水汽通量略強(qiáng)于700 hPa，水汽通量值維持在8～14 g/（cm·hPa·s）之間，7—8日強(qiáng)降水發(fā)生的期間，怒江州一直處于水汽通量大值區(qū)，中心值高達(dá)12 g/（cm·hPa·s）。8日20：00后高低層水汽通量均下降至2～4 g/（cm·hPa·s）。從水汽供應(yīng)的環(huán)流形勢(shì)可以看到，強(qiáng)降水出現(xiàn)期間，西南急流將大量暖濕空氣從孟灣洋面經(jīng)緬甸境內(nèi)向暴雨區(qū)源源不斷地輸送，有利于降水區(qū)的水汽積累，這也是造成此次強(qiáng)降水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的重要原因。

5 地形對(duì)降水的影響

從我國(guó)各地多年平均大暴雨日數(shù)圖可以看出，暴雨日數(shù)最多的地區(qū)大多位于山脈的東南迎風(fēng)坡，如太行山、伏牛山、大別山、武夷山和南嶺等。地形對(duì)暴雨的影響主要表現(xiàn)在：地形產(chǎn)生的垂直速度和風(fēng)場(chǎng)變化對(duì)暴雨的動(dòng)力作用；山地、平原、海陸等地形差別造成的下墊面熱力性質(zhì)不同對(duì)暴雨中小系統(tǒng)的影響[2]。一般認(rèn)為地形的迎風(fēng)坡具有動(dòng)力和屏障作用，迎風(fēng)坡將產(chǎn)生經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)切變線[3]。當(dāng)垂直于山體的緯向氣流隨高度增加而減小時(shí)，氣流繞地形流動(dòng)和被迫爬升，并且暖濕氣流容易在中尺度地形迎風(fēng)坡造成氣旋性輻合，進(jìn)而引發(fā)或維持強(qiáng)降水[4]。

地形可以作為天氣系統(tǒng)的觸發(fā)機(jī)制和組織機(jī)制，同時(shí)可引起天氣系統(tǒng)的增強(qiáng)、減弱，影響天氣系統(tǒng)的移動(dòng)[5]。從緬甸至滇西北地形與怒江州地界合成圖（圖略）[6]可以看出，從孟灣北部向西北擴(kuò)展至云貴高原的地形高度從400～3 800 m分階梯狀抬升，在青藏高原南側(cè)和云貴高原西側(cè)的橫斷山脈結(jié)合地帶呈快速收緊之勢(shì)，猶如1只向西南開口的“大喇叭”，怒江州正好位于“喇叭”的底部，孟灣暖濕水汽北上時(shí)由于受到地形的阻擋，大部分水汽被引入“喇叭”底部[6]。

怒江東岸為碧羅雪山，西岸是高黎貢山，兩岸河谷深切呈南北走向的“V”形峽谷，江面至山頂平均高差均約2 km，南北長(zhǎng)約300 km，大峽谷地形可看作一條水汽管道，南下冷空氣與北上暖濕氣流進(jìn)入峽谷后，在短時(shí)間內(nèi)難以翻越兩岸高山，只能在大峽谷中長(zhǎng)時(shí)間交匯，進(jìn)而形成持續(xù)的陰雨天氣。來(lái)自孟加拉灣的暖濕氣團(tuán)經(jīng)緬甸進(jìn)入怒江州時(shí)，遇到北部青藏高原、東部橫斷山脈高大地形阻擋，低層大量的暖濕空氣在該地形成強(qiáng)烈的水汽輻合，而氣流在翻越橫斷山脈時(shí)，被迫緩慢抬升，引起絕熱降溫，發(fā)生凝結(jié)，云汽凝結(jié)達(dá)到飽和而形成豐沛降雨。

從怒江州2016年11月6—8日強(qiáng)降水的空間分布可以看出，累計(jì)雨量自西向東逐漸遞減，極值出現(xiàn)在怒江州西岸的迎風(fēng)坡，怒江州降水量是東部大理、麗江及東北部迪慶累計(jì)雨量的2倍以上，表明暖濕氣流過(guò)山后，氣團(tuán)中大量能量得以釋放，水汽含量逐漸下降，降水強(qiáng)度不斷減小。

6 結(jié)束語(yǔ)

（1）500 hPa形勢(shì)場(chǎng)上，中高緯大槽東移，槽后偏北氣流引導(dǎo)冷空氣南下，低緯地區(qū)兩高輻合明顯，兩高間形成的南支槽深厚，700 hPa形勢(shì)場(chǎng)上有低空西南急流存在，南下冷空氣和西南暖濕氣流共同影響造成此次強(qiáng)降水過(guò)程的發(fā)生。

（2）此次過(guò)程有較好的水汽條件，水汽主要來(lái)源于孟加拉灣和南海，降水發(fā)生時(shí)，怒江州中、低空有較為深厚的水汽層，且在中、低層存在較強(qiáng)水汽輻合。

（3）迎風(fēng)坡對(duì)西移暖濕氣流的抬升作用十分顯著，氣流翻越滇西北高原時(shí)絕熱降溫，發(fā)生凝結(jié)形成云層，形成豐沛降雨?！袄取钡匦渭啊癡”形的怒江州大峽谷，加強(qiáng)并延長(zhǎng)了南下冷空氣和北上暖濕氣流的交匯，對(duì)增加降水強(qiáng)度和維持陰雨天氣有一定作用。

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Analysis of A Rainstorm Weather Process in Autumn in Nujiang Prefecture

Qin Bing-wen et al（Nujiang Prefecture Meteorological Bureau， Nujiang， Yunnan， 673100）

Abstract Application of conventional meteorological observation data and NCEP reanalysis data （1 ° × 1 °） and FY2G satellite cloud images， the continuous rainstorm weather process occurred in Nujiang Prefecture， Yunnan Province from November 7 to 8， 2016 was discussed through diagnostic analysis. The results showed that the rainstorm weather process occurred under the favorable circulation background， and the cold air moving southward， the south branch moving eastward and the southwest low-level jet jointly caused the rainstorm weather process; The rainstorm occurred in the ascending movement area of lower level convergence and upper level divergence. The convergence area of moisture flux divergence and the negative vertical velocity area coincide with the rainstorm area; The low TBB band on the satellite cloud image corresponds to the area where rainstorm occurs; The guidance of terrain and forced uplift provide favorable conditions for the occurrence of heavy precipitation.

Key words Rainstorm; Circulation characteristics; Water vapor convergence; Terrain; Diagnostic analysis