診斷分析張家界荷花機場某月持續(xù)兩次暴雨過程

黃澤民

(湖南省張家界荷花機場,湖南張家界 427000)

診斷分析張家界荷花機場某月持續(xù)兩次暴雨過程

黃澤民

(湖南省張家界荷花機場,湖南張家界 427000)

通過常規(guī)觀測資料及雷達回波分析,對張家界2010年7月8日到9日20:00產(chǎn)生的2次持續(xù)暴雨過程進行分析,較強的上升運動與降水之間產(chǎn)生了極好的關(guān)系,上升垂直速度柱強中心形成越高的向上伸展度,越能夠產(chǎn)生大的中心強度,也就導(dǎo)致大規(guī)模的降雨量。本文主要分析了天氣形勢分析,大氣環(huán)流形勢特點,動力與熱力及雷達回波分析,暴雨防治與減災(zāi)。

張家界 暴雨 診斷

1 天氣形勢分析

張家界市位于湖南西北部，武陵腹地，總面積是9563平方千米，是山原型中亞熱帶季風濕潤氣候。湖南的暴雨中心之一便是張家界，也是聞名世界的旅游勝地。在夏季頻繁發(fā)生災(zāi)害性天氣，主要災(zāi)害便是暴雨天氣，對當?shù)亟?jīng)濟與旅游的發(fā)展造成了嚴重影響，同時也威脅著人民的生命財產(chǎn)安全。張家界在2010年7月8日到9日20：00產(chǎn)生了暴雨，具體集中在永定、武陵源和桑植中東部與慈利西南部地區(qū)。降雨特點是較大強度、較廣的范圍以及持續(xù)時間長等。時間較長的強降雨致使大量鄉(xiāng)鎮(zhèn)稻田被淹沒，嚴重損害了農(nóng)作物，倒塌房屋、山體滑坡、損壞了基礎(chǔ)設(shè)施。暴雨產(chǎn)生了極大的破壞性，災(zāi)害嚴重，2次連續(xù)暴雨直接造成全市水利設(shè)施、基礎(chǔ)交通設(shè)施、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失為5.17億元，也造成8日返航備降航班達到8個，給機場民用航空飛行帶來極大的保障壓力。

2 大氣環(huán)流形勢特點

2.1 大尺度環(huán)流背景特點

在大尺度環(huán)流穩(wěn)定形勢下產(chǎn)生了2次暴雨。平均等高線體現(xiàn)出了2次暴雨期間中層對流層的大形勢特點，亞洲中緯度地區(qū)產(chǎn)生了明顯的阻塞形勢，東北冷渦南部持續(xù)分裂低槽迅速南下攜帶冷空氣，進一步產(chǎn)生了暴雨天氣。穩(wěn)定維持的孟加拉灣低槽，其槽前的正渦度平流對于維持低層西南渦十分有利，同時西南氣流的穩(wěn)定性為發(fā)生暴雨制造了十分有利的輸送水汽環(huán)流條件。穩(wěn)定少動的東部洋面副熱帶高壓，造成減慢了南支槽和東北冷渦南部分裂的短波槽移動速度，并且持續(xù)加強與合并，短波槽減慢移動速度影響了低層西南渦。

2.2 低空急流與西南渦的彼此作用

提供水汽與動量為中緯度暴雨與強風暴的重要機制是低空急流，經(jīng)過統(tǒng)計說明，低空急流和暴雨之間存在著很高的正相關(guān)，一般在低空急流風速左前方最大值出現(xiàn)暴雨。維持低空急流與發(fā)展高低空環(huán)流的耦合相關(guān)。經(jīng)過分析高度平均圖可知，南亞高壓對暴雨區(qū)上空進行了控制，等高線密集區(qū)的南部，也就是高空急流右側(cè)入口區(qū)，通過渦度方程與位勢傾向方程可知，高空形成極強的輻散，強烈的低層減壓，穩(wěn)定維持這一形勢，一方面造成低空西南急流的維持，將大量的水汽與不穩(wěn)定能量向暴雨持續(xù)輸送，另一方面有利于發(fā)展和維持西南渦。2次大暴雨受到了西南渦的直接影響，西南渦在暴雨期間始終維持，同時張家界地處西南渦的東北象限。

圖1 雷達回波圖

3 動力與熱力及雷達回波分析

3.1 充沛的水汽條件

通過對張家界2次連續(xù)暴雨過程中的比濕場分析發(fā)現(xiàn)，9與11日比濕全部超過了12g/kg，其他時間則是在6-10g/kg，發(fā)生暴雨不僅需要具有充沛的水汽，還需要在強對流區(qū)域輻合中持續(xù)輸送水汽，而地層水汽通量輻合是水汽輻合的重要原因，特別是在超過800hpa邊界層中占據(jù)了極大比例。通過分析水汽通量散度場可知，在川渝7月8日20：00產(chǎn)生了一個東北到西南方向的水汽通量散度輻合中心，隨著沿切變線向東移動的低渦，張家界在9日幾乎全部都產(chǎn)生暴雨；由于東退的副高，沿切變低渦東移，張家界11日產(chǎn)生流域性暴雨。可知，暴雨多發(fā)地區(qū)便是移動水汽通量散度輻合中心的前方。

3.2 動力條件

在發(fā)生暴雨中高低空急流發(fā)揮了關(guān)鍵作用，與暴雨存在著極好的相關(guān)性。張家界在7月9-11日出現(xiàn)了2次連續(xù)暴雨，在此期間始終都南北擺動著一條江淮切變線，同時南側(cè)切變線產(chǎn)生了西南低空急流，急流中心風速全部超過12m/s，持續(xù)較長時間。西南與孟加拉灣的水汽被西南低空急流向暴雨區(qū)源源不斷的輸送，為降水提供了大量水汽。低空切變線兩側(cè)風向風速強盛輻合，形成了劇烈的垂直上升運動，有利于發(fā)生強降水。在湘中到華南7月7日已經(jīng)產(chǎn)生了一支12m/s中心風速的低空急流；8-9日逐漸加強了這一低空急流，并且達到了18m/s的中心風速，10-11日不斷增強了低空急流。形成的高低空急流耦合造成有效加強了低層輻合、高層輻散，促進了發(fā)展或者維持上升運動。左前方對應(yīng)低空急流軸降水強，在9和11日張家界市產(chǎn)生了暴雨。低空急流在12-13日08：00減弱為14m/s，雖然張家界減弱了降水，但局部還是產(chǎn)生了強降水。

通過分析可知，在上升運動中都會發(fā)生暴雨。對流層以及以上在7月8日20：00之前是下沉區(qū)，對流層下層在8日20：00-9日08：00迅速增大了垂直上升速度，上升氣流向?qū)α鲗由蠈訑U展，出現(xiàn)了對流層下層的最大上升速度，對流層上層也形成了一個速度上升中心，說明對流層是上升運動并且伸展到高層，發(fā)展對流層十分旺盛。極強的上升運動抬升低層的暖濕氣至高層，有利于釋放不穩(wěn)定能量，這一時間正是發(fā)生暴雨的時間。

3.3 雷達回波

對組合反射率因子產(chǎn)品采用恩施多普勒雷達觀測材料科學分析，發(fā)現(xiàn)張家界2次連續(xù)暴雨過程降水特點是混合型降水積云回波。降水回波區(qū)從7月8日開始從鄂西南逐步進入湘西北，19：30之前主要是層狀云的回波特點，20-30dBz回波強度弱降水具體在慈利縣；回波在7月8日22：00之前表現(xiàn)為小尺度局部強回波，在慈利縣南部出現(xiàn)了45-55dBz回波強度；在張家界中南部22：14逐漸發(fā)展為帶狀橫向的回波，產(chǎn)生了若干個對流單體，以后沿西南方向各個對流單體逐漸發(fā)展且移動，在永定區(qū)、武陵源以及桑植縣南部45-55dBz強回波維持了較長的穩(wěn)定性，導(dǎo)致上述地區(qū)產(chǎn)生了大暴雨。由于北抬副高加強西進，強降水在7月9日晚上持續(xù)北抬，在桑植西北部主要集中了張家界的強降水，通過雷達回波演變分析可知，從黔西北到渝東南以及鄂西南35-50dBz的強回波出現(xiàn)了一條東北西南方向的帶狀回波，向東北方向移動，強回波體現(xiàn)出了列車效應(yīng)，造成了桑植西北部出現(xiàn)了大暴雨；隨著逐漸東退的副高，強回波在10日晚開始南壓，開始對張家界西南部造成影響，在移動中不斷合并發(fā)展最終壯大。

4 暴雨防治與減災(zāi)

暴雨災(zāi)害形成的重要因素是環(huán)境，產(chǎn)生暴雨災(zāi)害鏈的主要原因是災(zāi)害之間的因果關(guān)聯(lián)。為了有效實行減災(zāi)，相關(guān)部門需要重點分析形成暴雨災(zāi)害的環(huán)境與災(zāi)害鏈的因果關(guān)系，采用監(jiān)測、減弱等方法，對災(zāi)害鏈中的能量、信息之間的聯(lián)系有效截斷，進一步實現(xiàn)對暴雨次生災(zāi)害與衍生災(zāi)害防治和減弱的目的。

4.1 造林植樹

造林植物可以有效對水土進行保持，避免泥沙在降雨季節(jié)進入河流，損壞田地、抬高河床，同時對沙化耕地治理、控制水土流失發(fā)揮了很好的效果，還以積極改善生態(tài)環(huán)境，減少洪澇災(zāi)害帶來的損失。

4.2 科學選擇建設(shè)房屋與道路的地址

在勘察道路階段，相關(guān)部門應(yīng)當對勘查地質(zhì)和水文氣象工作有效加強，而設(shè)計線路人員應(yīng)當按照工程地質(zhì)、水文信息確定對道路、建設(shè)房屋影響極小的設(shè)計方案。

4.3 預(yù)處理隱患點

對容易出現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害的隱患點實行事前治理、定期檢測，同時利用科學的工程方法實行預(yù)防，盡量降低發(fā)生災(zāi)害的可能性或者災(zāi)害引發(fā)的損失。

4.4 重視經(jīng)濟社會發(fā)展中氣象情報的作用

氣象情報不但對防御災(zāi)害發(fā)揮了指導(dǎo)作用，還能有效增加旅游、環(huán)保、生態(tài)等方面的附加價值，推動增產(chǎn)。

形成暴雨災(zāi)害會受到各種因素的影響，其發(fā)生雖然無法避免，但是只要根據(jù)暴雨災(zāi)害的特征，采取合理的預(yù)防治理措施，就能夠盡量降低暴雨災(zāi)害造成的損失。有關(guān)部門應(yīng)當積極應(yīng)用現(xiàn)代科技研究成果，逐步構(gòu)建識別暴雨災(zāi)害的預(yù)警制度，以便可以有效預(yù)警暴雨及次生災(zāi)害。

5 結(jié)語

發(fā)生暴雨不僅需要具備充足的水汽，還需要向強對流區(qū)域輻合積極輸送水汽，而低層水汽通量輻合導(dǎo)致了水汽的輻合。發(fā)生暴雨區(qū)域的前方是未來水汽通量散度中心的移動方向，對暴雨落區(qū)發(fā)揮了極好的指示作用。

[1]陳紅專,張東升,羅植榮.湘北一次暴雨過程的天氣學診斷分析[J].暴雨災(zāi)害,2009,(4).

[2]譚永秀,吳濤,文強.十堰市兩次暴雨天氣過程的對比分析[J].暴雨災(zāi)害,2008,(1).

[3]施望芝,張萍萍,吳濤.湖北省兩次區(qū)域性暴雨過程的對比分析[J].暴雨災(zāi)害,2010,(3).

黃澤民(1968.9—),男,籍貫:湖南常德,職稱:工程師,學歷:本科,主要研究方向:航空氣象。