黔西南近10 a初夏暴雨形成機(jī)理分析

王 芬，吳古會(huì)，鄭丹宣，王文勇，吳 靜

(1.貴州省黔西南自治州氣象局，貴州 興義 562400；2.貴州省氣象臺(tái)，貴州 貴陽(yáng) 550002)

黔西南近10 a初夏暴雨形成機(jī)理分析

王 芬1，吳古會(huì)2，鄭丹宣1，王文勇1，吳 靜1

(1.貴州省黔西南自治州氣象局，貴州 興義 562400；2.貴州省氣象臺(tái)，貴州 貴陽(yáng) 550002)

該文利用黔西南州2006—2015年8縣站初夏(5、6月)逐小時(shí)降水量、Micaps資料，對(duì)近10a黔西南初夏暴雨主要環(huán)流背景、物理量及云圖特征進(jìn)行了分析，得出如下結(jié)論：① 黔西南初夏暴雨發(fā)生時(shí)200 hPa基本都為南亞高壓控制；500 hPa主要有高空槽、副高邊緣、兩高切變、西北氣流等；700 hPa上主要有切變線及低渦，其中切變線有35次，低渦7次，有14次低空急流得到建立；850 hPa上主要有切變線及低渦，其中切變線21次，低渦19次，有11次低空急流得到建立，急流軸的位置與700 hPa較為一致；地面上的系統(tǒng)多為輻合線、靜止鋒或冷鋒，其中地面輻合線最多23次，靜止鋒15次；建立4種概念模型：南支槽型、高原槽型、副高邊緣型及高空槽+副高邊緣型。②暴雨發(fā)生前大氣中的水汽條件、動(dòng)力條件、熱力條件都是最好的，暴雨發(fā)生時(shí)大氣中的水汽含量變少，低層輻合變?nèi)酰仙俣茸內(nèi)酰髿獠环€(wěn)定度被破壞，空氣中的能量、熱量下降。③暴雨云團(tuán)的源地主要位于貴州西部—云南東部一線，發(fā)生次數(shù)最多的為云南羅平—富源一帶及畢節(jié)，次之為六盤(pán)水；暴雨云團(tuán)的路徑主要有東南路徑、偏東路徑、東北路徑、西南路徑等，其中東南路徑最多；暴雨云團(tuán)生命史在3～20 h之間，平均11.4 h；暴雨云團(tuán)的初生生成時(shí)間在11—23時(shí)，主要生成時(shí)段集中在午后—傍晚；其中典型MCC占所有暴雨過(guò)程的52%，其源地主要為畢節(jié)西部，有19個(gè)MCC的形成是由多個(gè)暴雨云團(tuán)合并加強(qiáng)最終形成的；MCC云團(tuán)的最早初生時(shí)間為13時(shí)，主要初生時(shí)段集中在14—17時(shí)。

初夏暴雨；機(jī)理分析；物理量；暴雨云團(tuán)

Abstract：Basing on the hourly precipitation data and MICAPS data during 2006—2015,the characteristics of the main circulation background，physical quantities and cloud were conducted,the results are as follows:(1)91% early summer storm’s pressure at 200 hPa level were controlled by south high in south-west of Guizhou province；upper trough 、the subtropical high edge 、main projects shear and northwest airflow were the main influence storm system at 500 hPa level；shear line and the low vortex were the main influence system at 700 hPa,the shear line 35 times ,low vortex 7 times,14 times low level jets were set up；shear line and the low vortex were the main influence at 850 hPa,the shear line 21 times ,low vortex 19 times,11 times low level jets were set up,the position of the jet axis at 850 hPa was consistent with at 700 hPa；the system on the ground were convergence line,stationary front or front,the ground convergence line was the most,there are 23 times,stationary front 15 times.Four conceptual models were established: Southern branch trough type,the plateau trough type,subtropical high edge and high upper trough type，subtropical high edge type.(2)Before occurring heavy rain,the moisture condition、 dynamic conditions and the thermal conditions in atmosphere were the best,with the heavy rainfall ending,atmospheric water vapor content become less,the low-level convergence and rising speed weak,atmospheric stability was destroyed,the heat energy in the air decrease .(3) Storm clouds life was between 3-20 hours,average was 11.4 hours; orphaned convective clouds generated in 11∶00 to 23∶00,occurring at 15∶00 was the most,mainly produce time concentrated in the afternoon to the evening,accounted for 71.4% of the total; the typical MCC accounts for 52%,the most main resource was Bijie,accounted for 50% of all MCC,19 MCC were composed of multiple convective clouds; the earliest time of MCC cloud generating was 13∶00 ,main primary session focused on the 14∶00 to 17∶00,accounted for 59% of the total.

Keywords：early summer storm；mechanism analysis；physical quantities；convective clouds

1 引言

暴雨是我國(guó)主要的災(zāi)害性天氣之一，有關(guān)暴雨的發(fā)生機(jī)制一直是大氣科學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。陶詩(shī)言[1]認(rèn)為西風(fēng)帶環(huán)流、副熱帶環(huán)流及熱帶系統(tǒng)是影響我國(guó)暴雨的主要大氣環(huán)流。杜小玲[2]等研究表明黔西南州望謨縣夏初暴雨的主要影響系統(tǒng)是高原短波槽、低層切變線、低空急流及地面弱冷空氣。周明飛[3]認(rèn)為暖區(qū)暴雨形成時(shí)，地面均為熱低壓控制，地面輻合線加強(qiáng)觸發(fā)暖區(qū)暴雨的發(fā)生。喬林[4]模擬了2006年6月12日貴州西南部一次暴雨過(guò)程，認(rèn)為對(duì)流層低層的中尺度輻合線造成了初始的上升運(yùn)動(dòng)，輻合線南側(cè)的偏南氣流對(duì)水汽和熱量的輸送是對(duì)流能夠持續(xù)最重要因素。楊洋[5]、池再香[6]、吳哲紅[7]等也對(duì)貴州暴雨個(gè)例的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行了診斷分析和數(shù)值模擬。楊靜[8]研究表明夏季云貴高原東段山地MCC主要出現(xiàn)在5—7月,貴州西部邊緣渦是造成對(duì)流云團(tuán)頻繁生成的直接影響系統(tǒng)。可見(jiàn)，貴州暴雨天氣系統(tǒng)復(fù)雜，是大尺度與中小尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果，大尺度的風(fēng)場(chǎng)、濕度和穩(wěn)定度對(duì)暴雨的產(chǎn)生有重要影響，貴州暴雨著眼點(diǎn)主要為低層輻合線、切變線、短波槽、急流及冷空氣,MCC的發(fā)展演變也可作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)工具之一。這些研究為揭示貴州暴雨的形成發(fā)展機(jī)制提供了一定的理論依據(jù)。

黔西南州位于貴州西南部，屬山地氣候，氣候復(fù)雜多變，極端天氣氣候事件頻發(fā)，近年來(lái)因暴雨而誘發(fā)的洪澇災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成非常嚴(yán)重的損失，暴雨發(fā)生發(fā)展成因復(fù)雜，定點(diǎn)定量預(yù)報(bào)非常困難，而黔西南州初夏暴雨更具有局地性、突發(fā)性，且來(lái)勢(shì)猛、強(qiáng)度大及夜間頻發(fā)，它會(huì)引起山洪、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，因此對(duì)黔西南州初夏暴雨的研究十分必要。王芬[9]研究表明高空槽和切變線是影響黔西南州望謨暴雨的主要系統(tǒng)，地面上的系統(tǒng)多為輻合線、冷鋒或靜止鋒，冷空氣的入侵一般發(fā)生在春末夏初及秋季；南支槽主要影響望謨暴雨的時(shí)間為5月。李腹廣[10]、崔庭[11]、陳曉燕[12]、段榮[13]等針對(duì)暴雨天氣過(guò)程個(gè)例也進(jìn)行了大量的研究工作，但是這些工作大都是集中在一次過(guò)程個(gè)例診斷分析上，黔西南州初夏暴雨的主要天氣背景是什么？暴雨發(fā)生前、發(fā)生時(shí)、發(fā)生后物理量如何變化？暴雨云團(tuán)的源地、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)等如何？這些工作的解決將為預(yù)報(bào)黔西南州初夏暴雨的強(qiáng)度和落區(qū)提供指導(dǎo)性意義，對(duì)提高氣象災(zāi)害的趨利避害能力起到促進(jìn)作用。

2 資料與方法

根據(jù)貴州省預(yù)報(bào)員手冊(cè)記載，貴州的初夏大致為西南季風(fēng)開(kāi)始盛行—東南季風(fēng)開(kāi)始前的時(shí)期，平均在5月中旬—7月中旬。武文輝[14]指出，云貴高原暴雨主要分為2個(gè)階段，1個(gè)是5、6月份的初夏暴雨及7、8月份的盛夏暴雨。參考以上文獻(xiàn)，本文將每年出現(xiàn)在黔西南5、6月的暴雨定義為初夏暴雨，同時(shí)參考中央氣象臺(tái)的文件，黔西南州初夏暴雨的強(qiáng)度和范圍按以下標(biāo)準(zhǔn)劃分:

時(shí)間：2006—2015年每一年的5月1日—6月30日暴雨天氣過(guò)程：全州有2縣站及其以上24 h降雨量超過(guò)50 mm或1縣站雨量超過(guò)100 mm為1次暴雨天氣過(guò)程。本文選取24 h時(shí)段為前日08時(shí)—當(dāng)日08時(shí)，如2009年5月3日08時(shí)—4日08時(shí)期間發(fā)生的暴雨天氣定義為2009年5月4日暴雨天氣過(guò)程。

3 結(jié)果分析

3.1 初夏暴雨過(guò)程雨量、頻次分析

按照以上標(biāo)準(zhǔn)，近10 a來(lái)黔西南初夏共發(fā)生了45次暴雨過(guò)程，圖表略。前人的研究結(jié)果表明[15-16]，黔西南州的晴隆為貴州幾個(gè)主要的暴雨中心之一，但是近10 a來(lái)黔西南州的暴雨分布如何？其中心是否發(fā)生了變化？初夏暴雨和夏季暴雨中心的位置有何不同？針對(duì)這些問(wèn)題，對(duì)黔西南州近10 a的暴雨平均過(guò)程雨量及暴雨累積頻次進(jìn)行了分析，具體見(jiàn)圖1。

圖1 初夏暴雨平均過(guò)程雨量及暴雨累計(jì)頻次的空間分布，累積頻次(a,單位：次)，平均過(guò)程雨量(b,單位：mm)Fig.1 Spatial distribution of early summer storm average rainfall and cumulative frequency,a average rainfall process,unit: mm,b cumulative frequency,unit: frequency

分析圖1a可知，近10 a全州初夏暴雨總頻次在10～23次之間，安龍最少為10次，望謨最多為23次，有2個(gè)大值區(qū)，一個(gè)以興仁為中心，另一個(gè)以州東部的望謨、冊(cè)亨為中心，州南部一線的暴雨頻次明顯少于北部，初夏暴雨中心為望謨、興仁。分析圖1b可知，黔西南州近10 a來(lái)初夏暴雨平均過(guò)程雨量在71～84 mm之間，興義最多為84 mm，普安、興仁最少為71 mm，大值區(qū)集中在興義中南部、晴隆東北部、貞豐及安龍。王芬[15-16]研究結(jié)果表明，貴州近48 a暴雨中心之一為黔西南州晴隆，年降水為1 533 mm。但是本文研究結(jié)果表明，黔西南州初夏暴雨中心在望謨、興仁，與全年的暴雨中心并不一致。

那么黔西南初夏大暴雨的空間分布又有哪些特征呢？對(duì)近10 a來(lái)發(fā)生的大暴雨頻次及其所占比例也進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 初夏大暴雨累計(jì)頻次及比例的空間分布，累積頻次(a,單位：次)，百分比(b,單位：%)Fig.2 Spatial distribution of early summer torrential rain,a cumulative frequency ,b the percentage

近10 a來(lái)黔西南8縣站共發(fā)生過(guò)22站次大暴雨過(guò)程，其中興義、貞豐發(fā)生最多，為4次，分別占該站所有暴雨天氣的40%及30%，安龍、望謨次之，共發(fā)生3次，占所有暴雨過(guò)程的30%及10%，普安、晴隆、興仁、冊(cè)亨均發(fā)生過(guò)2次大暴雨過(guò)程，其中興仁的大暴雨所占比例最少，近10 a興仁發(fā)生的22次暴雨過(guò)程中僅有2次為大暴雨過(guò)程。從發(fā)生比例分析，興義發(fā)生大暴雨的比例最大，安龍、貞豐次之，望謨、興仁雖然為黔西南州初夏暴雨中心，但是其大暴雨的發(fā)生次數(shù)少，即黔西南州初夏大暴雨中心在興義、貞豐一帶，這與初夏暴雨中心位置也有明顯不同。

綜合前人研究成果及本文的研究表明[15-16]，黔西南州暴雨中心在晴隆，但是初夏(5—6月)暴雨中心在望謨、興仁，大暴雨中心在興義、貞豐。在大環(huán)流背景相同的情況下，當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境特征差異可能是導(dǎo)致其分布不同的主要原因，黔西南州海拔西高東低，北高南低，普安1 648 m，而直線距離僅130 km的望謨海拔卻只有567 m，地形對(duì)天氣氣候的作用凸顯，其復(fù)雜山地下的小氣候、局地環(huán)流頻頻出現(xiàn)，大的環(huán)流背景下因獨(dú)特的地形條件誘發(fā)的中小尺度天氣系統(tǒng)對(duì)當(dāng)?shù)氐奶鞖狻夂蛴袠O其重要的影響，這可能是造成全年暴雨中心、初夏暴雨中心、大暴雨中心不同的主要原因之一。

3.2 初夏暴雨主要影響系統(tǒng)及概念模型

3.2.1 主要影響系統(tǒng) 對(duì)近10 a黔西南州45次初夏暴雨個(gè)例的地面、中高空系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析(表略)，有2次過(guò)程無(wú)資料，共統(tǒng)計(jì)了43個(gè)暴雨個(gè)例。

分析高空200 hPa發(fā)現(xiàn)，43次暴雨過(guò)程中，39次為南亞高壓控制，高壓中心常位于孟灣—中南半島一帶，占所有暴雨過(guò)程的91%。中空500 hPa上的形勢(shì)主要有高空槽、副高邊緣、兩高切變、西北氣流等，這43次過(guò)程中有9次500 hPa上既有高空槽又有副高邊緣的影響。高空槽共有31次，根據(jù)位置的不同又分為南支槽、高原槽，其中南支槽18次，高原槽13次。另外，500 hPa上的中高緯背景多為東亞大槽，有多次過(guò)程為東亞大槽底部分裂出來(lái)的短波槽影響黔西南州。700 hPa上的形式主要有切變線及低渦，其中切變線有35次，低渦7次，有14次低空急流得到建立，急流軸的位置大致位于廣西、廣東、湖南、江西一線。850 hPa上的形式主要有切變線及低渦，其中切變線21次，占所有暴雨過(guò)程的48%，低渦19次，占44%，有11次低空急流得到建立，急流軸的位置與700 hPa較為一致，位置更為偏南。地面上的系統(tǒng)多為輻合線、靜止鋒或冷鋒，其中地面輻合線最多，有23次，占所有43次過(guò)程的54%，靜止鋒15次，占35%，冷鋒5次，占12%。

3.2.2 概念模型 為研究黔西南初夏暴雨過(guò)程的天氣特征，對(duì)2006—2015年間43次暴雨過(guò)程按500 hPa進(jìn)行環(huán)流分型，得到以下幾種類(lèi)型：

①南支槽型。依據(jù)西風(fēng)帶的建立及北撤的平均時(shí)間及對(duì)貴州的影響[17]，定義80～100°E、18～30°N范圍內(nèi)出現(xiàn)的西風(fēng)帶低壓槽為南支槽。200 hPa南壓高壓中心位于中南半島北部至云南南部一線，高空急流軸從西至東貫穿我國(guó)大部，500 hPa歐亞中高緯以緯向環(huán)流為主，東壓大槽位于中國(guó)東北，南支槽東移到90°E附近，槽前西南氣流為貴州輸送充沛的暖濕氣流，低層700 hPa、850 hPa上貴州西南—東北向切變線的配合提供了有利的動(dòng)力抬升條件，700 hPa及850 hPa上急流建立，且兩急流位置幾乎一致，地面輻合線超前于850 hPa切變線。此類(lèi)型在43次暴雨過(guò)程中出現(xiàn)了12次，占總數(shù)的28%。

②高原槽型。高原槽基本是越過(guò)高原影響其它地區(qū)的高空槽。200 hPa南壓高壓中心西退至孟灣，高空急流軸的位置較南支槽型偏北，500 hPa四川東部有低槽東移，副高東退至海上，貴州恰位于槽前，南海及孟灣的水汽向貴州地區(qū)輸送，低層700 hPa、850 hPa上貴州西北部切變線的配合提供了有利的動(dòng)力抬升條件，700 hPa及850 hPa上急流建立，較之700 hPa，850 hPa急流的位置明顯偏南，地面輻合線超前于850 hPa切變線。此類(lèi)型在43次暴雨過(guò)程中出現(xiàn)了5次，占總數(shù)的12%。

圖4 高原槽型(圖例說(shuō)明同圖3)Fig.4 Plateau trough type(legends are the same as those in Fig.3)

③高空槽+副高邊緣。200 hPa南壓高壓中心位于孟灣北部，急流軸呈西北—東南走向，川東500 hPa有高空槽，且東移到105°E附近，受東部穩(wěn)定少動(dòng)的西太平洋熱帶高壓阻擋，形成西北—東南向的低槽，槽前西南氣流和副熱帶高壓外圍的西南氣流共同作用為貴州輸送充沛水汽。貴州北部低層700 hPa、850 hPa切變提供了有利的動(dòng)力條件，江西、廣東一帶西南低空急流存在，黔西南恰位于低空急流的左前方，地面輻合線仍位于850 hPa切變線的前方。同時(shí)貴州南部為不穩(wěn)定區(qū)，T850-T500大于24 ℃。此類(lèi)型在43次暴雨過(guò)程中出現(xiàn)了9次，占總數(shù)的21%。

圖5 副高邊緣+高空槽型(圖例說(shuō)明同圖3)Fig.5 Subtropical high edge and high upper trough type(legends are the same as those in Fig.3)

④副高邊緣型。200 hPa南壓高壓中心位于孟灣北部，急流軸呈東西走向，500 hPa有低值系統(tǒng)存在，黔西南上游以緯向環(huán)流為主，副高外圍的西南氣流為貴州輸送了充沛水汽，低層700 hPa、850 hPa切變線提供了有利的動(dòng)力條件，低空急流位于江西、福建一帶，地面輻合線位于貴州南部至廣西北部，且仍位于850 hPa切變線的前方。此類(lèi)型在43次暴雨過(guò)程中出現(xiàn)了4次，占總數(shù)的9%。

圖6 副高邊緣型(圖例說(shuō)明同圖3)Fig.6 Subtropical edge type(legends are the same as those in Fig.3)

3.3 物理量分析

對(duì)初夏暴雨天氣過(guò)程中的幾個(gè)物理量場(chǎng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明(表1)：700 hPa的比濕在4～12 g/kg之間，平均為10 g/kg，850 hPa的比濕在8～18 g/kg之間，平均為14 g/kg。暴雨發(fā)生前，700 hPa的比濕平均為10.4 g/kg，850 hPa的比濕平均為14.1 g/kg，暴雨發(fā)生時(shí)為分別降為9.2 g/kg、13.8 g/kg，暴雨過(guò)程結(jié)束后，兩層的比濕變化均不大，為10.3 g/kg、13.9 g/kg。即暴雨發(fā)生前大氣中的水汽充沛，隨著降雨的發(fā)生，水汽含量逐漸降低，而暴雨結(jié)束后比濕并沒(méi)有明顯下降。700 hPa的在水汽通量2～16 g·s-1·hPa-1·cm-1之間，平均為5.6 g·s-1·hPa-1·cm-1，850 hPa的水汽通量在3～20 g·s-1·hPa-1·cm-1之間，平均為7.5 g·s-1·hPa-1·cm-1。暴雨發(fā)生前，700 hPa的水汽通量平均為5.5 g·s-1·hPa-1·cm-1，850 hPa的為7.4 g·s-1·hPa-1·cm-1，暴雨發(fā)生時(shí)700 hPa為5.9 g·s-1·hPa-1·cm-1，850 hPa為7.9 g·s-1·hPa-1·cm-1，暴雨結(jié)束后700 hPa降為5.3 g·s-1·hPa-1·cm-1，850 hPa降為7.2 g·s-1·hPa-1·cm-1。700/850 hPa水汽通量散度平均為0.67/-14.9 g·s-1·hPa-1·cm-2，即700 hPa上有弱水汽輻散，而850上有較強(qiáng)的水汽輻合，暴雨發(fā)生前700 hPa為1.4 g·s-1·hPa-1·cm-2，有弱水汽輻散，而當(dāng)暴風(fēng)雨來(lái)臨時(shí)，變?yōu)槿跛椇希┯赀^(guò)程結(jié)束后又變?yōu)槿踺椛ⅰ?50 hPa上暴雨發(fā)生前水汽輻合最強(qiáng)，達(dá)到-21 g·s-1·hPa-1·cm-2，隨著強(qiáng)降水的來(lái)臨，水汽輻合明顯變?nèi)酰瑸?10 g·s-1·hPa-1·cm-2，而當(dāng)暴雨結(jié)束之后，水汽輻合又略有增強(qiáng)。700 hPa的垂直速度平均為-14 Pa/s，在暴雨來(lái)臨前其上升運(yùn)動(dòng)最為劇烈，達(dá)到-18 Pa/s，隨著暴雨的來(lái)臨，明顯下降為-12.7 Pa/s，暴雨過(guò)程結(jié)束后又繼續(xù)下降-11.3 Pa/s。850 hPa的假相當(dāng)位溫平均為75.8 K，在暴雨發(fā)生前最大，達(dá)到78.8 K，暴雨發(fā)生時(shí)和結(jié)束后，相差不大，分別為74 K、74.6 K。K指數(shù)平均為36.4 ℃，在暴雨發(fā)生前最大，達(dá)到37.9 ℃，暴雨發(fā)生時(shí)降為35 ℃，暴雨發(fā)生后又略上升為36.3 ℃。Si指數(shù)平均為-0.22 ℃，說(shuō)明暴雨發(fā)生時(shí)大氣為弱的層結(jié)不穩(wěn)定，在暴雨發(fā)生前，大氣層結(jié)最為不穩(wěn)定，達(dá)到-1 ℃，隨著降水的來(lái)臨，大氣不穩(wěn)定度變?nèi)酰瑸?.17 ℃，暴雨過(guò)程結(jié)束后，變化不大，為0.16 ℃。

綜合分析表1可知，暴雨來(lái)臨前，大氣中的水汽條件、動(dòng)力條件、熱力條件都是最好的，隨著暴雨的發(fā)生，大氣中的水汽含量變少，低層輻合變?nèi)?但是700 hPa的輻合卻加強(qiáng))，上升速度變?nèi)酰髿獠环€(wěn)定度被破壞，空氣中的能量、熱量都在下降，但是暴雨過(guò)程結(jié)束之后，700 hPa比濕條件、850 hPa低層輻合、K指數(shù)卻比暴雨發(fā)生時(shí)略好，這是為什么呢？王芬[9]的研究表明，黔西南州望謨夏季暴雨的比濕條件及水汽通量好于春季，但是水汽輻合的強(qiáng)度沒(méi)有初夏強(qiáng)，秋季暴雨的比濕條件及水汽通量條件更差，秋季及春季暴雨發(fā)生時(shí)上升運(yùn)動(dòng)更為劇烈，夏季暴雨發(fā)生時(shí)空氣中的能量、動(dòng)量、熱量及水汽更為豐富，盛夏暴雨發(fā)生時(shí)，層結(jié)最為不穩(wěn)定，秋季暴雨發(fā)生時(shí)，層結(jié)最為穩(wěn)定。這些結(jié)論與本人的研究較為一致，但是暴雨結(jié)束之后，水汽輻合、K指數(shù)較之強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)卻略有增強(qiáng)，這是為什么呢？初夏孟灣偏南氣流逐步增強(qiáng)，西南低空急流開(kāi)始建立，印度西南季風(fēng)爆發(fā)，印緬低槽逐步建立，南支槽對(duì)位于青藏高原東南側(cè)的黔西南影響凸顯。孟灣、南海的水汽在南風(fēng)的作用下不斷輸送至云南、貴州上空，暴雨過(guò)程結(jié)束后，大氣在短時(shí)間內(nèi)趨于穩(wěn)定，但是由于水汽輸送強(qiáng)、能量積聚迅速，使得水汽、能量、熱量在很短的時(shí)間內(nèi)得以重新積聚。

表1 暴雨發(fā)生前后平均物理量對(duì)比分析Tab.1 Average physical parameters before and after storm occuring

3.4 云圖分析

高時(shí)空分辨率衛(wèi)星資料的應(yīng)用已成為揭示中尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展機(jī)制及物理意義、探討暴雨的形成機(jī)制，進(jìn)而提高暴雨預(yù)報(bào)能力中必不可少的一項(xiàng)工作[18]。圖7給出了黔西南州的地理位置及周邊環(huán)境。

圖7 黔西南州的地理位置及周邊環(huán)境Fig.7 Geographical location and surrounding environment in southwest of Guizhou province

3.4.1 暴雨云團(tuán)的源地 暴雨云團(tuán)的源地多而雜亂(圖8)，具體如下：畢節(jié)中西部，云南羅平、富源，文山中東部，廣西隆林、西林，安順或安順與貴陽(yáng)交界處，六盤(pán)水，六盤(pán)水與晴隆、普安交界處，黔西南州內(nèi)等。暴雨云團(tuán)的源地大都位于貴州西部至云南東部一線，有14次暴雨云團(tuán)的源地之一為云南的羅平至富源一帶，14次為畢節(jié)，11次為六盤(pán)水，云南文山8次，安順或安順至貴陽(yáng)一線有6次，廣西西北部有4次，州內(nèi)生成4次，文山與百色交界處有2次。

圖8 暴雨云團(tuán)的初生源地位置分布Fig.8 Primary source location distribution of storm rain clouds

3.4.2 暴雨云團(tuán)的移動(dòng)路徑、方向 分析圖9可知，黔西南州暴雨云團(tuán)的主要路徑有東南路徑、偏東路徑、東北路徑、西南路徑等。其中東南路徑最多，在六盤(pán)水及畢節(jié)生成的云系通過(guò)東南移動(dòng)影響黔西南州，共出現(xiàn)24次，其中畢節(jié)14次，六盤(pán)水10次，這條路徑占所有云系的38%。源地在云南省羅平、富源一線的暴雨云團(tuán)主要通過(guò)東移來(lái)影響黔西南州，近10 a共發(fā)生過(guò)14次，這條路徑占所有云系的22%，在廣西西北部及云南文山的暴雨云團(tuán)主要通過(guò)東北移動(dòng)影響黔西南州，共11次，其中源地在文山的有7次，源地在廣西西北角的有4次，這條路徑占所有云系的17.5%。而源地在安順、貴陽(yáng)一線的云系也會(huì)通過(guò)西南路徑到達(dá)黔西南州，造成黔西南州的暴雨天氣，近10 a共發(fā)生過(guò)4次，占6%。另外，州境內(nèi)生成的云系發(fā)展增強(qiáng)后也能造成黔西南州的暴雨天氣，共有4次，占6%。

圖9 暴雨云團(tuán)的移動(dòng)路徑Fig.9 Moving path of storm rain clouds

3.4.3 暴雨云團(tuán)的生命史及初生時(shí)間 暴雨云團(tuán)生命史在3～20 h之間(圖10)，平均11.4 h，生命史在6 h以上有34次，占81%，最短為3 h，最長(zhǎng)為20 h。

圖10 暴雨云團(tuán)的生命史Fig.10 Life of storm rain clouds

從圖11可以看出，暴雨云團(tuán)的初生時(shí)段為11—23時(shí)，15時(shí)達(dá)到高峰，主要時(shí)段集中在午后至傍晚(14—18時(shí))，這期間生成的初生對(duì)流云團(tuán)占總數(shù)的71.4%，其中15時(shí)最多，達(dá)到10個(gè)，占所有總數(shù)的23.8%，14時(shí)次之，達(dá)到8個(gè)，占19%。

圖11 對(duì)流云團(tuán)的初生時(shí)間Fig.11 The generate time of convective clouds

3.4.4 暴雨云團(tuán)中MCC特征 45次暴雨云團(tuán)中有3次無(wú)資料，共統(tǒng)計(jì)到42次過(guò)程的云系資料，其中22次為典型MCC，占所有暴雨過(guò)程的52%，20次為中小尺度暴雨云團(tuán)。42次過(guò)程中有33次有其它暴雨云團(tuán)的合并加入，占78.6%，僅有9次為單一暴雨云團(tuán)的影響，占21.4%。其中22次MCC中有19次有其它云系的加入，占所有MCC的86%，有3次MCC在發(fā)展、成熟、消亡過(guò)程中都沒(méi)有其它云系的加入，占所有MCC的14%。

黔西南初夏暴雨云團(tuán)中的MCC源地主要為畢節(jié)西部，有11次，占所有MCC的50%，即造成黔西南初夏暴雨的MCC中有一半的源地是來(lái)自畢節(jié)西部，其次為羅平至富源一線，有6次，六盤(pán)水有5次，安順至貴陽(yáng)一線的有2次。其中有19個(gè)MCC的形成并不是單一云系，而是由多個(gè)暴雨云團(tuán)合并后加強(qiáng)最終形成MCC的。

這22次MCC的移動(dòng)路徑分為東南路徑、偏東路徑、東移路徑、偏西路徑，具體見(jiàn)圖12，其中東南路徑最多為13次，占59%，偏東路徑次之，為6次，占27%，偏南路徑及偏西路徑最少，僅有1次，分別為2009年6月22日、2011年5月11日。

圖12 MCC云團(tuán)的移動(dòng)路徑Fig.12 Moving path of MCC convective clouds

定義幾個(gè)暴雨云團(tuán)合并時(shí)的時(shí)間為MCC的初生時(shí)間，統(tǒng)計(jì)了MCC的初生對(duì)流云團(tuán)的生成時(shí)間，最早為13時(shí)，主要時(shí)段集中在14—17時(shí)，這期間生成的初生對(duì)流云團(tuán)占總數(shù)的59%，其中17時(shí)最多，達(dá)到5個(gè)，占所有總數(shù)的22.7%，14時(shí)及16時(shí)次之，為3個(gè)。

4 結(jié)語(yǔ)

①黔西南91%的初夏暴雨為南亞高壓控制；500 hPa上主要有高空槽、副高邊緣、兩高切變、西北氣流等，這43次過(guò)程中有9次500 hPa上既有高空槽又有副高邊緣的影響；700 hPa上的形式主要有切變線及低渦，其中切變線有35次，低渦7次，有14次有低空急流得到建立；850 hPa上的形式主要有切變線及低渦，其中切變線21次，低渦19次，有11次暴雨過(guò)程中低空急流得到建立，急流軸的位置與700 hPa較為一致，位置更為偏南。地面上的系統(tǒng)多為輻合線、靜止鋒或冷鋒，其中地面輻合線最多，有23次，占所有43次過(guò)程的54%，靜止鋒15次，占35%，冷鋒5次。以500 hPa分型，建立4種概念模型：南支槽型、高原槽型、副高邊緣型及高空槽+副高邊緣型，其中南支槽型最多，其次為高空槽+副高邊緣型。

②暴雨發(fā)生前大氣中的水汽條件、動(dòng)力條件、熱力條件都是最好的，隨著暴雨的發(fā)生，大氣中的水汽含量變少，低層輻合變?nèi)酰仙俣茸內(nèi)酰髿獠环€(wěn)定度被破壞，空氣中的能量、熱量都在下降，但是暴雨過(guò)程結(jié)束之后，700 hPa比濕條件、850 hPa低層輻合、K指數(shù)卻比暴雨發(fā)生時(shí)略好。

③暴雨云團(tuán)的源地位于貴州西部至云南東部一線，有14次暴雨云團(tuán)的源地之一為云南的羅平至富源一帶，14次為畢節(jié)，11次為六盤(pán)水，云南文山8次，安順或安順至貴陽(yáng)一線有6次，廣西西北部有4次，州內(nèi)生成4次。暴雨云團(tuán)的主要路徑有東南路徑、偏東路徑、東北路徑、西南路徑等，其中東南路徑最多。暴雨云團(tuán)生命史在3～20 h之間，平均11.4 h，生命史在6 h以上有34次，占81%。暴雨云團(tuán)的初生時(shí)間主要集中在午后至傍晚，這期間生成的對(duì)流云團(tuán)占總數(shù)的71.4%。其中典型MCC占所有暴雨過(guò)程的52%，MCC源地主要為畢節(jié)西部，占所有MCC的50%，其次為羅平至富源一線，有19個(gè)MCC的形成并不是單一云系，而是由多個(gè)暴雨云團(tuán)合并后加強(qiáng)最終形成MCC的。MCC云團(tuán)的初生時(shí)段集中在14—17時(shí)，這期間生成的初生對(duì)流云團(tuán)占總數(shù)的59%。

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WeathermechanismanalysisofearlysummerrainstormoversouthwestofGuizhouProvince

WANG Fen1,WU Guhui2,ZHENG Danxuan1,WANG Wenyong1,WU Jing1

(1.Meteorological Office of Qianxinan，Xingyi 562400，China；2.Guizhou Meteorological Observatory，Guiyang 550002,China)

P426.62

A

1003-6598(2017)04-0009-08

2017-04-10

王芬(1978-)，女，碩士，副高，主要從事短期天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作，E-mail:1043006358@qq.com。

貴州省氣象科技開(kāi)放基金(黔氣科合KF[2016] 10號(hào)) ，貴州省科技廳科技基金(黔科合基礎(chǔ)[2016]1138)，黔氣科合ZD[2016]01號(hào)，中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)項(xiàng)(YBGJXM(2017)1A-05)，中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)員專(zhuān)項(xiàng)(CMAYBY2017-065)，黔西南州科技局項(xiàng)目(2016-1-15)共同資助。