畢節(jié)市南部暴雨天氣過程物理量分析

王璇 周庶 燕鶴

摘 要：本文利用物理量場的實況資料，對2010—2014年織金縣暴雨天氣的物理量進(jìn)行分析，總結(jié)出一些對當(dāng)?shù)乇┯暧休^好指示意義的物理量的閾值。分析表明，暴雨的發(fā)生對水汽、動力和熱力條件有一定程度的要求，而能較好地表征這些條件的物理量是：汽條件-比濕、水汽通量散度；動力條件-700hPa垂直速度、散度、渦度；熱力條件-假相當(dāng)位溫、總溫度；不穩(wěn)定能量條件-K指數(shù)、Ky指數(shù)。對于各區(qū)域而言，區(qū)域性暴雨對于水汽和動力條件的要求更高，北部型暴雨對熱力條件和不穩(wěn)定能量要求較高。

關(guān)鍵詞：暴雨；區(qū)域自動站；時空分布；物理量

中圖分類號：S16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190530055

1 資料選取

根據(jù)暴雨的定義，日降水量≥50mm稱為暴雨。現(xiàn)將2個及以上區(qū)域站出現(xiàn)暴雨作為織金縣一次暴雨過程。本文選取2010—2015年織金縣51個區(qū)域站降水量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各站點(diǎn)暴雨日數(shù)及其時空分布特征。選取2010—2014年共68次暴雨過程，將織金縣暴雨過程分為北部型、南部型及區(qū)域性暴雨過程，其中北部型暴雨4次，南部型暴雨14次，區(qū)域性暴雨12次，選取茶店、綺陌、織金、阿弓、桂果、珠藏6個區(qū)域站為指標(biāo)站，統(tǒng)計各區(qū)域暴雨物理量閾值。

2 織金縣暴雨時空分布特征

2.1 時間分布特征

2.1.1 年變化

根據(jù)2010—2015年織金縣逐年暴雨統(tǒng)計資料顯示，從2010—2015年，織金縣的暴雨日數(shù)是呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，到2015年達(dá)到最大，為20次；2011年的暴雨日數(shù)最少，僅為10次。

2.1.2 月變化

從逐月的次數(shù)變化可知，暴雨主要出現(xiàn)在5—8月，其中6月最多，達(dá)28次；其次是7月和8月，為17次，9—10月暴雨次數(shù)明顯減少；11—次年4月基本無暴雨天氣。

2.2 空間分布特征

從2010—2015年織金縣各區(qū)域站暴雨日數(shù)統(tǒng)計可知，織金縣的暴雨分布自北向南呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢，出現(xiàn)暴雨次數(shù)最多的為珠藏，達(dá)40次；其次為普翁、桂果、牛場，為33次；北部地區(qū)的八步、以那和金龍最少，僅為9次。受山脈的阻擋，南部地區(qū)又分為東西2個暴雨中心，西部以珠藏為中心，而東部以普翁、牛場為中心的暴雨區(qū)是織金縣暴雨較集中的區(qū)域。

3 暴雨區(qū)物理量分析

水汽條件和動力條件在降水預(yù)報中至關(guān)重要。水汽條件是降水的基本條件，水汽含量的多少和降水量的大小有直接的關(guān)系。暴雨是在大氣飽和比濕達(dá)到一定程度時才能發(fā)生。統(tǒng)計顯示，暴雨發(fā)生前，700hPa比濕大多在9g/kg以上，850hPa比濕在11g/kg以上。除了有較高的比濕外，還需要有充分的水汽供應(yīng)。中低層有一定的水汽輸送，850hPa為水汽輻合區(qū)，水汽通量散度小于-10×10-5g/（s·cm2·hPa）。

通過對動力條件的分析可知，暴雨均發(fā)生在大范圍的上升運(yùn)動區(qū)。700hPa散度小于0.4×10-5·s-1；200hPa散度大于1.1×10-5·s-1；且700hPa、850hPa的渦度值也較大。可見暴雨區(qū)存在明顯的低層輻合、高層輻散的特征。

除了水汽和動力條件外，暴雨形成還需要有一定的熱力條件，從假相當(dāng)位溫和總溫度場可以看出，暴雨發(fā)生時，貴州省都處于高能區(qū)，且能量鋒區(qū)多位于貴州西北部，結(jié)合850hPa比濕場來看，等比濕線的分布與假相當(dāng)位溫分布配合較好，處于高能高濕區(qū)，有利于對流性降水的產(chǎn)生。

暴雨都是在層結(jié)不穩(wěn)定的情況下發(fā)生的，但研究表明，暴雨對不穩(wěn)定度的要求不是很高，只要是不穩(wěn)定層結(jié)都有可能發(fā)生暴雨。

統(tǒng)計各區(qū)域物理量發(fā)現(xiàn)，由于范圍較小，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)間距離較近，物理量之間的差距不大。總體而言，區(qū)域性暴雨對于水汽和動力條件的要求更高，北部型暴雨對熱力條件和不穩(wěn)定能量要求較高。

4 檢驗

2015年織金縣共有20次暴雨過程，其中北部型暴雨1次、南部型暴雨9次、區(qū)域性暴雨5次。下面對6次南部型暴雨和4次區(qū)域性暴雨過程的物理量進(jìn)行檢驗。結(jié)果顯示，南部型暴雨中熱力條件和不穩(wěn)定能量條件80%以上都符合，此外，水汽條件中的比濕、850hPa水汽通量、850hPa相對濕度和動力條件中的700hPa散度也較吻合。區(qū)域性暴雨中850hPa水汽通量、700hPa水汽通量散度、700hPa散度、850hPa假相當(dāng)位溫、850hPa總溫度和K指數(shù)符合比例均為100%，850hPa渦度則為0%，比濕、200hPa散度和SI指數(shù)符合比例較高。

5 結(jié)論

織金縣暴雨分布南多北少，其中又以東南部為最多，主要出現(xiàn)在5—8月，逐年變化整體呈現(xiàn)增多的趨勢。

本文所用micaps數(shù)據(jù)的格點(diǎn)值格距較大，進(jìn)行插值后各區(qū)域站的指相差不大，因此，對暴雨有較好指示意義的物理量之間的差異不是很大。對織金縣暴雨發(fā)生的條件而言，要達(dá)到暴雨，對水汽條件的要求較高，并配合大范圍的上升運(yùn)動，且在850hPa上處于高能高濕區(qū)，但對不穩(wěn)定能量的要求并不是很高。

由于降水成因復(fù)雜多變，涉及的物理量非常多，且不同的地域、環(huán)流背景對物理量的要求也會有所不同，因此，物理量僅僅只能為暴雨預(yù)報提供參考依據(jù)。

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