遠(yuǎn)距離臺風(fēng)影響下陜西省2010年一次大暴雨過程分析

胡 皓，侯建忠

(陜西省氣象臺，陜西西安 710015)

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遠(yuǎn)距離臺風(fēng)影響下陜西省2010年一次大暴雨過程分析

胡 皓，侯建忠

(陜西省氣象臺，陜西西安 710015)

應(yīng)用常規(guī)氣象觀測資料、地面自動(dòng)站資料，運(yùn)用天氣學(xué)、動(dòng)力診斷等方法，通過對2010年7月22～25日陜西省大暴雨天氣的特點(diǎn)、環(huán)境場條件和物理量等特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明，近海臺風(fēng)活動(dòng)是影響這次陜西出現(xiàn)大暴雨的一個(gè)關(guān)鍵因子，臺風(fēng)“燦都”前部與副高西部環(huán)流之間為一股強(qiáng)勁的偏南氣流，形成了從南海到陜西地區(qū)的水汽通道；此次大暴雨高層緯向急流較短，高空急流在陜西與甘肅東部有一個(gè)小的反氣旋環(huán)流形成；低空急流從臺風(fēng)“燦都”環(huán)流的東側(cè)一直北伸越過秦嶺直至陜西北部，為這次暴雨過程輸送了充足的水汽；此次大暴雨過程是位于黃河河套地區(qū)的深厚的低壓系統(tǒng)云系原地發(fā)展、加強(qiáng)和東移所造成；暴雨和臺風(fēng)所在區(qū)域?yàn)檩^大范圍的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，而2個(gè)上升區(qū)之間則為寬廣的下沉區(qū)域；臺風(fēng)低壓系統(tǒng)的維持、發(fā)展和加強(qiáng)對副熱帶高壓有一定的維穩(wěn)作用進(jìn)而使強(qiáng)降水形勢能夠穩(wěn)定的維持。

臺風(fēng)；暴雨；環(huán)境場條件；物理量

暴雨是陜西一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣，其特點(diǎn)是歷時(shí)短、強(qiáng)度大、局地性強(qiáng)[1]，易造成嚴(yán)重的或毀滅性的洪澇災(zāi)害，給設(shè)施農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、人民生命財(cái)產(chǎn)安全等帶來不利影響。近年來許多氣象學(xué)者對于陜西的暴雨與臺風(fēng)的關(guān)系的研究已經(jīng)做了不少工作，如侯建忠等分析了臺風(fēng)與高原東北側(cè)冷鋒暴雨的環(huán)境場及云圖特征[2]、臺風(fēng)活動(dòng)與陜西極端暴雨的相關(guān)及動(dòng)力特征[3]、熱帶氣旋活動(dòng)對陜西2007年2次暴雨的影響[4]，李明等對遠(yuǎn)距離臺風(fēng)影響下的陜西大暴雨分析[5]。筆者應(yīng)用常規(guī)氣象觀測資料、地面自動(dòng)站資料，運(yùn)用天氣學(xué)、動(dòng)力診斷等方法，對2010年7月22～25日陜西省大暴雨天氣的特點(diǎn)、環(huán)境場條件和物理量等特征進(jìn)行分析，以期為陜西省以后暴雪預(yù)報(bào)提供一定思路和參考價(jià)值。

1 降水實(shí)況與災(zāi)情

1.1 降水實(shí)況2010年7月22日08：00～26日08：00，全省出現(xiàn)一次明顯降水天氣過程，過程降水量陜北0～200.1 mm，最大黃陵；關(guān)中18.8～248.4 mm，最大隴縣；陜南19.8～241.6 mm，最大略陽；全省100 mm以上27縣(市)，其中有9縣(市)大于200 mm；44個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))200～300 mm，5個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))300～400 mm，4個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))超過400 mm，分別是漢中市的黃壩驛476.6 mm、廣坪409.3 mm、巨亭402.8 mm和寶雞市的東鳳鎮(zhèn)407.7 mm(圖1)。降水期間延安以南地區(qū)連續(xù)3 d出現(xiàn)大范圍暴雨和大暴雨。

1.2 災(zāi)情此次降水過程的特點(diǎn)是范圍廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長，許多地方交通受阻，河流沖毀，據(jù)水文部門監(jiān)測，暴雨致使渭河支流和漢江干流等許多水文站等超過保證洪峰流量和警戒流量。2010年7月22～25日災(zāi)情統(tǒng)計(jì)(來自省民政廳)，此次強(qiáng)降雨造成安康、漢中、商洛、渭南、咸陽、寶雞、銅川、西安、延安9個(gè)市58縣(區(qū))248萬人受災(zāi)，緊急轉(zhuǎn)移安置49萬人，因?yàn)?zāi)死亡38人，因?yàn)?zāi)失蹤47人，倒塌房屋34 574戶107 133間，損壞房屋153 282間，農(nóng)作物受災(zāi)面積11.901萬hm2，絕收面積1.79萬hm2，災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失66.45億元。

2 大暴雨過程近海臺風(fēng)活動(dòng)特征和影響

臺風(fēng)“燦都”于19日在我國南海區(qū)域生成，路徑以西行略有北上，22日13：00在廣東吳川登陸后繼續(xù)西行進(jìn)入廣西境內(nèi)。分析并與歷史個(gè)例對比發(fā)現(xiàn)，正是“燦都”臺風(fēng)在我國南海海域活動(dòng)和在海南、廣東一帶登陸背景影響下，使得陜西在7月22～25日出現(xiàn)了全省罕見的大暴雨天氣過程。驗(yàn)證了近海臺風(fēng)活動(dòng)是影響陜西這次大暴雨的一個(gè)關(guān)鍵因子。

3 形勢特征分析

3.1 500 hPa形勢7月22日08：00 500 hPa，歐亞中高緯度呈兩槽一脊形勢，巴爾喀什湖和貝加爾湖以東分別為一低槽，在兩低槽之間從貝湖到河套地區(qū)北部為一高壓脊；西太平洋副熱帶高壓維持在我國東部沿海一帶，副高西側(cè)到達(dá)112°E，副高脊線位于30°N附近。1003號臺風(fēng)“燦都”在廣東沿海登錄后西行，“燦都”前部與副高西部環(huán)流之間為一股強(qiáng)勁的偏南氣流，形成了從南海到陜西地區(qū)的水汽通道。河套上空弱脊存在，在甘南至關(guān)中形成了一個(gè)由副高外圍西南氣流與河套弱脊底部偏東北氣流的橫切變。22日20：00(圖2)，副高加強(qiáng)北抬，臺風(fēng)到達(dá)兩廣地區(qū)繼續(xù)向西北移動(dòng)，兩者合并的西南氣流一直沿著副高外圍到達(dá)陜西。河套地區(qū)的弱脊發(fā)展形成一閉合的高壓，高壓底部偏東氣流和西南氣流在河套地區(qū)形成一低渦，這也是陜西此次降水的主要影響系統(tǒng)；23日20：00，河套地區(qū)低渦一直維持，從南海—貴州—四川—陜西有一支非常明顯的水汽通道，水汽在河套地區(qū)堆積并抬升，陜西降水加強(qiáng)；25日20：00，低渦中心完全移出陜西境內(nèi)，此次陜西省降水結(jié)束。

3.2 700 hPa形勢7月22日20：00低壓中心還在黃河源頭一帶，從該低壓中心到陜西境內(nèi)為一個(gè)東西向低壓橫槽區(qū)域，23日08：00橫槽區(qū)域東部出現(xiàn)加深南壓，陜西西南部已受低槽控制、影響。23日20：00～24日08：00橫槽繼續(xù)東移、加深發(fā)展成與高層環(huán)流相對應(yīng)的一個(gè)完整深厚低壓系統(tǒng)，此時(shí)段為陜西此次降水最強(qiáng)的時(shí)段，多站降水突破日最大降水記錄。

4 高低空急流特征

300 hPa反氣旋環(huán)流形勢和高空急流相配合的特征不明顯，其急流軸是以南北向和東西向(緯向)兩段構(gòu)成(圖3a)，反氣旋環(huán)流形勢和高空急流出現(xiàn)較以往偏高，在200 hPa可分析到一些特征。若以實(shí)測風(fēng)資料分析，高層急流仍清晰可辨，但此次高層緯向急流較短。以延安、西安、鄭州站實(shí)測風(fēng)為例，22日20：00延安、西安、鄭州3站分別是16、10和14 m/s的西西北風(fēng)，23日08：00，上述3站演變成為16、14和14 m/s的西南風(fēng)和偏西風(fēng)，出現(xiàn)急流軸南壓，并在陜西與甘肅東部有一個(gè)小的反氣旋環(huán)流形成。

22日20：00 700 hPa，約20 m/s的低空急流從臺風(fēng)“燦都”環(huán)流的東側(cè)一直北伸越過秦嶺直至陜西北部，風(fēng)速仍維持在10 m/s以上 ；23日08：00在四川東部、陜西西南部一帶形成一個(gè)強(qiáng)的風(fēng)速輻合中心(圖3b)；23日20：00該輻合中心略有東移，在關(guān)中地區(qū)形成東西向的輻合帶，此時(shí)該輻合帶北側(cè)的延安以北地區(qū)偏東風(fēng)風(fēng)速已劇增至12～16 m/s。850 hPa風(fēng)速演變和分布特征與700 hPa相一致。低空急流為這次大暴雨過程輸送了充足的水汽。

5 云圖特征分析

此次大暴雨過程是位于黃河河套地區(qū)的深厚的低壓系統(tǒng)云系原地發(fā)展、加強(qiáng)和東移所造成。低渦云系在23日00：00已清晰可辨(圖4a)，隨著低渦云系在原地不斷加強(qiáng)、發(fā)展，03：00已發(fā)展成為一個(gè)以南北向特征為主的由多個(gè)對流云團(tuán)組成的云系，云系內(nèi)對流云團(tuán)的云頂亮溫在-50～-55 ℃；04：00云系發(fā)展、形成一個(gè)完整南北向的云帶，最強(qiáng)的云團(tuán)不在低渦云系附近，是在云帶南段，生成一個(gè)尺度約200 km左右的云團(tuán)，云頂亮溫為-75 ℃，而在河套地區(qū)的低渦云系特征依然明顯；08：00(圖4b)，整個(gè)影響云帶南北向整體性更加完整，南段的對流云團(tuán)穩(wěn)定維持并略有發(fā)展，北段的低渦云系出現(xiàn)明顯的發(fā)展加強(qiáng)和范圍擴(kuò)大特征，但云頂亮溫下降現(xiàn)象不明顯，維持在-50～-55 ℃；09：00～16：00(圖4c)，影響云系主體移動(dòng)十分緩慢，只是云系前部出現(xiàn)東移和加強(qiáng)，云頂亮溫在-55～-61 ℃；直至22：00云系相對有所減弱(圖4d)，隨后又在次日凌晨再次發(fā)展加強(qiáng)，豫西出現(xiàn)大暴雨，造成隴海線中斷。此次河套低壓影響云帶在河套原地能維持約30 h，這在陜西暴雨過程是非常少見的。

6 能量和垂直運(yùn)動(dòng)分析

熱力(能量)條件是暴雨形成、發(fā)生的一個(gè)必要條件。假相當(dāng)位溫θse是大氣中溫、壓、濕的綜合特征的反映，對θse值分布分析發(fā)現(xiàn)，此次暴雨與700 hPa的θse高能中心對應(yīng)較好。23日08：00 700 hPa(圖5a)，高能脊控制影響河套地區(qū)，高原東側(cè)為一高能中心；到了23日20：00(圖5b)，河套地區(qū)能量場呈Ω型，陜西省大部分地區(qū)處在θse的高值區(qū)，從四川有一明顯的暖舌伸向西北地區(qū)東部，華北地區(qū)為θse的低值區(qū)，其對應(yīng)為干冷空氣，從華北南部到河南有一條傾斜的冷舌，同時(shí)在河套地區(qū)西北側(cè)也有一條冷舌伸向陜西省。整個(gè)陜西處在θse線密集區(qū)，鋒區(qū)明顯，說明干冷空氣從河套西北側(cè)和華北擴(kuò)散南下，與暖濕空氣在陜西交匯，產(chǎn)生暴雨。

分析500 hPa水平面的垂直運(yùn)動(dòng)分布可知，在暴雨和臺風(fēng)所在區(qū)域?yàn)檩^大范圍的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，而2個(gè)上升區(qū)之間則為寬廣的下沉區(qū)域(恰好是副熱帶高壓所在位置)，由此可見臺風(fēng)低壓系統(tǒng)的維持、發(fā)展和加強(qiáng)對副熱帶高壓有一定的維穩(wěn)作用進(jìn)而使強(qiáng)降水形勢能夠穩(wěn)定的維持；這點(diǎn)在衛(wèi)星云圖分析中得到驗(yàn)證，即隨著臺風(fēng)登陸西移，臺風(fēng)與影響云系之間的帶狀晴空區(qū)趨于明顯，且晴空區(qū)的對流云團(tuán)出現(xiàn)了減弱和減少的現(xiàn)象，表明副熱帶高壓在加強(qiáng)。

7 結(jié)論

(1)近海臺風(fēng)活動(dòng)是影響這次陜西出現(xiàn)大暴雨的一個(gè)關(guān)鍵因子，臺風(fēng)“燦都”前部與副高西部環(huán)流之間為一股強(qiáng)勁的偏南氣流，形成了從南海到陜西地區(qū)的水汽通道。

(2)此次大暴雨高層緯向急流較短，高空急流在陜西與甘肅東部有一個(gè)小的反氣旋環(huán)流形成。低空急流從臺風(fēng)“燦都”環(huán)流的東側(cè)一直北伸越過秦嶺直至陜西北部，為這次暴雨過程輸送了充足的水汽。

(3)此次大暴雨過程是位于黃河河套地區(qū)的深厚的低壓系統(tǒng)云系原地發(fā)展、加強(qiáng)和東移所造成。

(4)暴雨和臺風(fēng)所在區(qū)域?yàn)檩^大范圍的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，而2個(gè)上升區(qū)之間則為寬廣的下沉區(qū)域。臺風(fēng)低壓系統(tǒng)的維持、發(fā)展和加強(qiáng)對副熱帶高壓有一定的維穩(wěn)作用進(jìn)而使強(qiáng)降水形勢能夠穩(wěn)定的維持。

[1] 杜繼穩(wěn)，侯明全，梁生俊，等.陜西省短期天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊[M].北京：氣象出版社，2007：65-69.

[2] 侯建忠，張弘，杜繼穩(wěn)，等.臺風(fēng)與高原東北側(cè)冷鋒暴雨的環(huán)境場及云圖特征[C]//青藏高原東北側(cè)突發(fā)性暴雨分析研究與應(yīng)用.北京：氣象出版社，2005：92-98.

[3] 侯建忠，王川，魯淵平，等.臺風(fēng)活動(dòng)與陜西極端暴雨的相關(guān)及動(dòng)力特征分析[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，2005，25(2)：203-207.

[4] 侯建忠，許新田，張小玲，等.熱帶氣旋活動(dòng)對陜西2007年兩次暴雨影響的綜合分析[J].成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，23(5)：537-542.

[5] 李明，高維英，杜繼穩(wěn)，等.遠(yuǎn)距離臺風(fēng)影響下的陜西大暴雨分析[J].干旱區(qū)研究，2011，28(3)：515-517.

胡皓(1984-)，男，陜西西安人，工程師，從事天氣預(yù)報(bào)工作。

2014-11-12

S 161.6

A

0517-6611(2015)01-146-03