花垣縣一次暴雨過程診斷分析

劉戀　周聰　張清超

摘要：本文利用MICAPS分析資料、自動站觀測資料及雷達資料，通過對大氣環流背景及物理量診斷分析2018年6月30～7月1日發生在花垣縣的一次暴雨天氣過程，結果表明：高空低槽、中低層切變線是此次暴雨過程的主要影響系統，西南急流低層水汽輸送輻合提供了充足的水汽條件;低層輻合、高層輻散的垂直動力場結構為此次暴雨的發生提供了動力條件，中低層暖切觸發不穩定能量釋放，有利于強對流的產生。

關鍵詞：暴雨;高空低槽;切變線;強對流

引 言

花垣縣位于湘西土家族苗族自治州西北部，地處云貴高原東部邊緣，湘黔渝交界處，西鄰貴州松桃、重慶秀山，地勢東南面三面高，北部低，中部緩呈三級臺階狀，形成高山臺地、丘陵地帶和沿河平川三個臺階型地貌帶。花垣縣屬于亞熱帶季風山地濕潤氣候區，氣象災害頻繁，暴雨、雷電、干旱、冰雹等災害時有發生，由氣象災害引發的滑坡、泥石流、山洪等災害也相當嚴重，對經濟社會的發展、人民群眾的生活以及生態環境造成較大的影響。暴雨一直以來都是國內外學者廣泛關注、研究的熱點和難點之一，氣象學者經過長期不懈的努力，對我國暴雨的研究不斷深入，掌握了解了暴雨天氣氣候規律，為短期預報提供一手背景資料，為決策服務提供一定的科學依據。本文對花垣縣一次暴雨過程分布規律和特點進行診斷分析，期望能對花垣縣防災減災工作提供重要決策依據。

1 環流背景及過程概況

2018年6月29日20時（北京時，下同），500hPa高空為“兩槽一脊”形勢，有利于極地冷空氣不斷沿東亞大槽西側隨西北氣流引導南下，，其中6月30日20時（圖1）處在500hPa槽后西北氣流影響下，850hPa有暖切，受此切邊影響，花垣縣上空產生降水回波;1日08時（圖2），形勢不變，受到穩定少動中低層暖切影響降水回波持續生成;1日20時（圖3）環流拉平，轉為弱脊影響，中低層切邊減弱消失，降水明顯減弱;2日08時，584南移，中低層有弱切變影響，降水較弱并趨于停止（圖4）。此次過程花垣縣共有十個站點出現暴雨，其中過程最大雨量為84.6㎜，出現在雅橋鄉。

2 雷達回波特征分析

2.1雷達資料分析——基本反射率因子

此次降水的特點是雨強不大，但持續時間長，通過回波強度分析為層狀云和積狀云混合降水回波影響。

從圖中可以看到，30日19時58分（圖5a）回波開始影響到花垣。21時08分（圖5b）至22時00分（圖5c）花垣東邊有一50dBZ中心回波帶存在10個體掃;22時05分（圖5d）又起來一個50dBZ中心回波帶，直到23時09分（圖5e）此中心一直在往花垣東部移動。7月1日00時13分（圖5f），花垣西北側形成一條東北西南向強回波帶（40-50dBZ）;受此強回波帶影響，花垣出現較強降水過程;5時14分（圖5h）回波開始減弱消散;5時48分（圖5i）回波消散，但是花垣縣西北側又出現一條南北向回波帶向東發展移動。綜上所述，此次過程回波移動緩慢，持續時間長，強度較大，不斷生成發展。

3 衛星資料分析

對于本次積狀云與層狀云降水，紅外衛星云圖并不明顯。30日19時花垣境內以低云為主，降水強度不大。30日21時有云團發展，從云圖上看云不高，但是回波在不斷加強，到7月1日01時，一東北西南向云帶在發展，但此時最強短時強降水已過，轉為穩定降水夾雜局地短時強降水，對比實況可知，當云圖沒有明顯反應，只有淺色低云時回波正在不斷發展加強，對應的是云生成發展的過程，主要的短時強降水和強回波就發生在這個時段，當云發展旺盛后回波反而趨于減弱，以穩定降水為主。

4 水汽條件

對6月30日20時至7月1日14時水汽通量及水汽通量散度場分析可知，30日20時～7月1日02時，受西南風持續影響，水汽充沛，且有輻合切變生成，此時段不斷有回波生成，水汽輻合中心在上空維持，水汽通量散度最小值低于-4×10-5· g·cm-2·hPa-1·s-1。7月1日02時～08時，水汽輻合中心向南移動，回波持續穩定。08時～14時水汽通量散度值明顯增大，并逐漸轉為正值，降水隨之減弱、停止。從比濕值（圖略）看，30日20時～1日20時700hPa比濕維持在11～12g/kg，達到暴雨統計閾值。由此可見，30日20時至1日08時有充沛的水汽支持，水汽充足，降水時間持續長，且強降雨時段與水汽輻合有較好的對應關系。

5 動力條件

6月30～7月1日，從700hPa的垂直速度和850hPa的風場（圖略）分析可知，30日20時至1日02時700hPa垂直速度明顯加大，上升運動增強，有一較強上升中心，其值為-1.2×10-2·hPa·s-1;同時850hPa有一穩定少動的暖式切變存在，為降水提供了持續的動力抬升條件。1日02時至08時，垂直速度減弱，垂直速度平均為0.4×10-2·hPa·s-1。從散度垂直剖面圖（圖略）也可以看出，在整個夜間降水時段，200hPa至500hPa平均散度為正值3 s-1左右，500hPa至925hPa平均散度為負值-3.5 s-1左右，屬于低空輻合、高空輻散的配置，有利于上升運動的發展和維持。

6 熱力及不穩定條件分析

從不穩定條件來看，這次過程不穩定能量較大，屬于暖區降水，降水持續時間較長，部分地區出現短時強降水。就不穩定能量指數來看，30日20時～1日08時，K指數在35～38℃之間，有雷暴發生;抬升指數LI在整個降水大的時段處于-4到-6之間屬于非常不穩定，其余時段處于-3到0屬于不穩定;CAPE值較大，主要降水時段開始前在2000J/kg以上，受中低層暖切影響，不穩定觸發，能量得到釋放，引發了短時強降水，最大小時雨強為80.0mm/h。綜上，此次強降水過程均有較好的能量條件，對流性天氣以短時強降水為主，并伴有雷暴。

7數值預報產品檢驗

7.1 500hPa高度場檢驗

檢驗500hPa中低緯環流場發現：EC模式預報（24h時效）對于6月30～7月1日前后花垣縣發生強降水時段的高空槽脊所在位置、強度預報基本一致;預報副高位置比實況偏西一點;臺風位置預報與實況基本一致。同時對比08時和20時的預報結論，整體預報誤均差較小。

7.2 風場檢驗

EC模式預報對30日20時、1日08時的850hPa風場預報基本一致，但是花垣縣北部北部站點風場角度有偏差，實況為偏東風，預報為偏東南風。對預報切變位置移動有所影響，但總體對切變位置預報準確。1日08時，花垣縣北部站點預報與實況也有角度差距，實況為偏北風，預報為偏東北風;對比降水實況，此次過程主要就是中低層切變穩定少動，花垣縣周邊受此切變影響，不斷有回波生成，造成了成片暴雨，以及短時強降水。

7.3 模式降水預報檢驗

此次過程，以6月30日夜間EC和日本模式12h預報結論作對比。對比結果表明：EC模式預報出了花垣縣有大雨的可能，日本模式只報了小雨，兩家均沒有預測暴雨。EC模式對此次降水有一定的指導意義。

8 小結

（1）此次暴雨過程主要影響系統為：高空低槽、中低層切變線，要多考慮降水回波持續在暖式切變附近生成，回波基本不移動這一情況。

（2）由于風速較小，沒有明顯的引導氣流，導致回波在切變附近不斷生成發展。此次暴雨過程回波總體特征是移動緩慢，持續時間長，強度較大，不斷生成發展

（3）此次強降水過程有充沛的水汽支持，水汽充足，降水時間持續長，且強降雨時段與水汽輻合有較好的對應關系。

（4）此次強降水時段700hPa比濕值維持在10g/kg以上;850hPa比濕≥12g/kg，低空輻合、高空輻散的配置，非常有利于上升運動的發展加強。另外，K指數38℃以上，抬升指數為負值，此次發生強降水的時間都有較好的熱力和不穩定條件，所以短時強降水特征明顯。

參考文獻

[1]花垣縣地方志編纂委員會.《花垣年鑒》.九州出版社，2018年.78-80.

[2]張國娟，胡伯謙，劉彥華.河北省50余年長短歷時暴雨時空變化特征.南水北調與水利科技，2010，8（5）：89-91.