(1.铜仁市气象局贵州铜仁554300;2.孝感市气象局湖北孝感432000)
摘要:本文对铜仁市2016年7月3-4日暴雨发生的天气背景、中小尺度系统发生等详细分析,探讨暴雨过程形成的物理机制,并从中总结暴雨天气发生及发展演变规律和特征,为今后的暴雨预报工作积累一定经验,以提高暴雨预报预测能力。
关键词:铜仁市;暴雨;天气过程
引言
铜仁市贵州省的东北部,处于贵州高原东北边缘过渡向湘西丘陵的斜坡地带,属中亚热带季风湿润气候区,四季分明,雨热同季,6-8月是铜仁市全年降水集中时段,暴雨频繁发生,易造成山体滑坡、泥石流等次生灾害,对社会经济及人民生产生活造成重大的损失,同时也给防汛工作带来了极大压力。2016年7月3-4日铜仁市境内出现了暴雨天气过程,造成严重洪涝灾害。此次降水强度大,影响范围较广,对于国民经济和人民生命财产安全带来重大损失。
1实况概述
2016年7月3日08时至4日5时,铜仁市出现阵雨或雷雨天气,市东部、南部普降大暴雨,江口、碧江、万山出现区域性特大暴雨,碧江区六龙山乡降水量为212.7mm,最大雨量为老屋367mm,2个县12个乡镇出现大暴雨,3县56乡镇出现暴雨。特大暴雨造成铜仁多地山洪暴发,河水暴涨,大量人员被困,铜仁锦江河、江口县太平河、坝盘河、桃映河以及大小溪流洪水暴涨,太平镇、怒溪镇、桃映镇等乡镇出现灾情,有多处山体滑坡、部分农田、民房、水产养殖和沟渠、道路、电力等基础设施不同程度受灾,铜仁城区多处低洼地段城市内涝。
2天气背景及影响系统
分析7月2日20时500hPa环流形势,可以看出乌拉尔山地区为弱脊区,从贝加尔湖之南,一直到我国内蒙古都属于西风深槽区。巴尔喀什湖往北地区,和俄罗斯远东及鄂海海域地区属于稳定阻塞形势。夏季梅雨锋自华南地区向东北延伸直至日本以南、以东洋面,而贵州一喧有高空槽,孟加拉湾南支槽处于活跃状态中,西北太平洋副热带高压呈现出块状形态,脊线北抬到23°N附近位置。7月3日08时,在贵州一带500hPa仍然维持高空槽,而西北太平洋副热带高压的维持减少,利于降水系统长时间维持。3日20时,低涡进一步减弱,直到消失,而贵州东北部形成断裂状态,南段低槽位置少许移动,北段切变北抬2个纬距。4日08时副高西伸,低槽前西南气流进一步减弱,降水停止。
700hPa,2日20时有一条低涡切变从川东南至长江南侧沿线,一直到贵州省北部。3日08时铜仁市受到低涡切变影响,向东南移至黔北。4日08时低涡从减弱至消失,切变也进一步变弱而北抬,降水结束。
850hPa上,2日20时在川东南出现低涡,中心位于重庆西端,东段切变处于长江流域的北侧,西端切变冬天于川东到黔西北这条线上。3日08时低涡已处于贵州省西部边缘上,3日20时,低涡中心到达铜仁市,而在贵州东南边缘至广西北部西南低空急流,使桂林的风速一度达到20m/s,铜仁邻近怀化也达12m/s。4日08时低涡切变到贵州省东南部,低涡减弱消失。
铜仁市7月2日20时,湖南中部至贵州东南部形成一条西南-东北走向中尺度辐合线,而辐合线北端是偏东北风,南端则为偏西南风,3日08时,中尺度辐合线北抬到贵州中部,而两侧偏南、偏北气流利于水汽和热量集中于低层,低层辐合进一步加强,提供了有利的大暴雨发生条件。4日08时地面辐合线南压到贵州东西部,铜仁市影响解除,降水过程结束。由此可看出,影响铜仁市2016年7月3-4日暴雨天气发生主要是在高空低涡低槽、中低层低涡切变及地面辐合线共同作用下造成的。
3物理量分析
3.1水汽条件分析
分析7月3-4日850hPa水汽流通量及水通量散度,造成这次降水过程的水汽通道主要来自于孟加拉湾西南气流,水通量强中心处在海南-广西一带,中心最大值达到20g/(cm·hPa·s)。2日20时,在暴雨发生的前夕,广西的中东部一直维持着一条显著水汽通量输送带,强劲的西南风将充沛的孟拉加湾及南海区域水气输送到贵州东部和南部,铜仁市水汽通量最大值达到8g/(cm·hPa·s),有弱的水汽通量辐合。3日08时,水汽通量明显地加大,水汽通量散度负值中心强度要进一步增强,从而在贵州省境内形成强的水通量辐合带,中心强度为-6×10ˉ6g/(hPa·cm²·s),表明水汽就在该区域上空密集,为本次暴雨发生提供了充分水汽条件。
3.2动力条件分析
分析铜仁市暴雨上空涡度和散度沿着109.2°E经向垂直剖面,2日20时,铜仁市东北部上空形成低层辐合及高层辐散垂直动力场结构,而700hPa正好处于涡度中心,强度达到6×10ˉ5/S,150hPa处于负涡度区,中心强度为-6×10ˉ5/S。而200hPa铜仁市东北部处于辐散区中心,值为4×10ˉ5/S。850hPa为速办事区,中心值为-4×10ˉ5/S。低层辐合高层辐散结构,有利于上升运动。而垂直运动引起水汽、热量、动量及涡度垂直输送,对于本次降水发生影响极其大。3日08时垂直速度剖面看,109.2°E有强上升运动速度区,从850hPa一直延伸到200hPa附近,其中心最大值达-80×10ˉ5hPa/S,证明了该区域有强烈上升运动。
3.3热力条件分析
2日20时,铜仁市上空有较明显不稳定能量,对流有效位能达143.6J/Kg,有一定对流抑制有效位能;露点曲线与温度曲线整体较接近,说明铜仁市上空整层湿度都很好;低层风垂直切变明显,底层至500hPa风随高度顺转,有暖平流,500hPa以上,风向变化不明显,有弱暖平流,整体处于一个高温高湿环境中,湿度与温度高低空配置有利于不稳定能量积蓄。结合500hPa高空,当高空槽移至铜仁市上空,高层冷空气入侵与低层暖平流形成明显层结不稳定。由此可知高温高能量促进此次强降水天气触发、发生和发展。
3.4不稳定条件分析
2日20时,铜仁市降水天气开始前,CAPE值增大至143.6J/Kg,抬升指数Li为负值,A指数与K指数均较大,20时各项指数逐渐减弱;假相当位温(θse)垂直分布可以反映大气的对流不稳定性,700hPa与850hPa的θse差值为-1.6℃,说明假相当位温随高度而减小,大气呈对流不稳定状态。3日08时850hPaθse增加,差值变为-6.68℃,说明在20时-08时过程,不稳定能量在一直增大;3日铜仁市上空低层比湿均较大,降水结束后,比湿减小。直至4日08时,θse差值趋于相等,各项指数均回归平常,说明层结趋于稳定,强降水天气过程结束。
4小结
①铜仁市2016年7月3-4日暴雨天气主要是在高空低涡低槽、中低层低涡切变以及地面辐合线共同作用下造成的。
②铜仁市东北部上空形成低层辐合及高层辐散垂直动力场结构,为本次暴雨发生提供了动力条件。垂直运动引起水汽、热量、动量及涡度垂直输送,对本次降水发生影响极其大。
③对流层低层θse随高度而减小,大气呈对流不稳定状态,利于产生对流性强降水天气过程。
参考文献:
[1]张丹丹.2018年6月22日铜仁暴雨天气过程成因分析[A].贵州省气象学会.贵州省气象学会2018年学术年会论文集[C].贵州省气象学会:贵州省科学技术协会,2018:1.
[2]杨群,罗京义,高红梅,周长志.铜仁初夏一次暴雨过程的综合诊断分析[J].贵州气象,2010,34(S2):40-44.
第一作者简介:李习瑾(1991-),男,汉族,贵州省铜仁市人,本科,助理工程师,研究方向:短期天气预报。