近10年松桃縣典型暴雨天氣學(xué)分析

張惠珠 劉浩 鄒海東 潘婭瑩 吳雪亞

摘要：該文利用2010-2019年松桃縣28個鄉(xiāng)鎮(zhèn)53個區(qū)域自動站日降水?dāng)?shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析近10年松桃典型暴雨出現(xiàn)頻次隨時間的變化趨勢、各暴雨站點(diǎn)的空間分布及與地形的關(guān)系。研究表明，近10a松桃典型暴雨總體上呈增加趨勢，主要集中在夏季，典型暴雨在初秋的9月出現(xiàn)的最頻繁;近10a松桃典型暴雨各站出現(xiàn)暴雨頻數(shù)和暴雨站累積降雨量都呈自西北向東南遞增的趨勢;當(dāng)孟加拉灣或者南海的水汽通往松桃時，迎風(fēng)坡的地形強(qiáng)迫和輻合性抬升，以及背風(fēng)坡因迎風(fēng)坡的繞流重新輻合而造成的垂直運(yùn)動，均是觸發(fā)對流活動的重要因子，且受地形影響，降水較多地區(qū)多在山地迎風(fēng)坡，使長坪、麥地、興隆塘、寨英、車子坡、長興、甘龍成為松桃典型暴雨的暴雨中心。定義典型暴雨為單日雨量>40個暴雨區(qū)域自動站的事件，選取并分析松桃近10年典型暴雨為研究對象，結(jié)合各層次天氣系統(tǒng)，得出松桃典型暴雨天氣模型。

關(guān)鍵詞：典型暴雨;時空分析;地形;天氣模型

1、引言

近年來，省內(nèi)外一些學(xué)者對暴雨的分析已有大量研究，黎榮[1]對近31年來銅仁市暴雨氣候特征進(jìn)行分析，得出銅仁市暴雨日出現(xiàn)在春、夏和秋季且主要集中在5月到7月，6月暴雨日數(shù)最多，基本呈東多西少的暴雨特點(diǎn);楊群[2]在貴州銅仁暴雨特征分析及物理機(jī)制研究中指出銅仁的暴雨主要分為五類：冷鋒低槽型暴雨（占34%）、長江橫切變型暴雨（梅雨鋒型，占25%）、低渦切變型暴雨（占22%）、臺風(fēng)倒槽型暴雨（占12%）、兩高切變型暴雨天氣過程（占7%）。張新主[3]在西南地區(qū)水汽輸送特征分析中指出，貴州東部地勢較低，而貴州東部與重慶交界處的大婁山地形較高;貴州東部來自南海的暖濕水汽受到大婁山的阻擋，在貴州東部地區(qū)聚集較多，使貴州東部獲得較多的水汽。楊群[4]在銅仁近40年暴雨氣候特征及氣候背景差異分析中指出，影響貴州的冷空氣主要有3條路徑，第一條是西北路徑，冷空氣由西北地區(qū)翻越青藏高原東側(cè)從西北方向入侵貴州;第二條是偏北路徑，冷空氣由四川盆地從偏北方向南移入侵貴州;第三條是東北路徑，冷空氣經(jīng)東北地區(qū)，經(jīng)華北地區(qū)南下由兩湖盆地從東北向西南移動影響貴州。

松桃縣地處貴州省銅仁市東北部，渝、湘、黔3省（市）交界處，地處武陵山脈主峰梵凈山東麓。松桃縣是銅仁市的暴雨中心之一，近年來，松桃縣由暴雨引發(fā)的洪澇、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害較為頻繁，暴雨給市場經(jīng)濟(jì)帶來了巨大損失，對人民生命財(cái)產(chǎn)安全等構(gòu)成了威脅;特別是2014年7月16日的典型暴雨，造成松桃縣城停水停電，群眾出行受阻部分地區(qū)出現(xiàn)山體滑坡、道路受損等。本課題主要采用松桃縣區(qū)域自動站逐日降雨量資料，定義典型暴雨為單日雨量>40個暴雨區(qū)域自動站的事件，運(yùn)用天氣學(xué)分析方法，得到松桃縣暴雨產(chǎn)生的天氣學(xué)類型，為以后松桃縣暴雨預(yù)報預(yù)警及防洪救災(zāi)提供一定的參考。

2、數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)

由貴州省氣象信息中心提供的2010-2019年松桃53個區(qū)域自動站逐日降水?dāng)?shù)據(jù)、2010-2019年MICAPS天氣圖資料。

2.2典型暴雨事件定義方法

本文定義典型暴雨為單日雨量>40個暴雨區(qū)域自動站的事件;典型暴雨頻數(shù)為每年典型暴雨出現(xiàn)的總數(shù);

2.3分析方法

采用統(tǒng)計(jì)方法和Surfer畫圖軟件分析松桃縣典型暴雨時空分布特征，利用Micaps數(shù)據(jù)和天氣學(xué)方法分析典型暴雨的天氣學(xué)類型特征。

3、典型暴雨事件特征分析

3.1典型暴雨頻數(shù)時間分布圖

我國氣象定義日降雨量≥50mm為暴雨量級。分析10a松桃出現(xiàn)典型暴雨總共10次，2013年出現(xiàn)1次，2014年出現(xiàn)2次，2016年出現(xiàn)2次，2017年出現(xiàn)3次，2018年出現(xiàn)1次;5月出現(xiàn)1次，6月、7月、8月均出現(xiàn)2次，9月出現(xiàn)3次（圖1）。發(fā)現(xiàn)近10a松桃典型暴雨總體上呈增加趨勢，2017年出現(xiàn)最多;從春末5月開始出現(xiàn)，主要集中在夏季，初秋9月結(jié)束，9月出現(xiàn)頻數(shù)最多（圖2）。

3.2典型暴雨各站點(diǎn)頻數(shù)和累積降雨量空間分布圖

分析近10a典型暴雨松桃縣28個鄉(xiāng)鎮(zhèn)53個區(qū)域自動站出現(xiàn)暴雨的頻次，研究結(jié)果表明，近10a松桃典型暴雨各站出現(xiàn)暴雨頻數(shù)呈自西北向東南遞增的趨勢，其中長坪、正大出現(xiàn)頻數(shù)最多，其次是興龍?zhí)痢盍⒋簌i、沙壩、麥地、孟溪、松桃、尖巖、鎮(zhèn)江、長興、寨英，其中甘龍屬于松桃西北部典型暴雨暴雨頻數(shù)較多的一個站點(diǎn)（圖3）。

根據(jù)近10a松桃典型暴雨的暴雨站累積降雨量空間圖，發(fā)現(xiàn)10a松桃典型暴雨暴雨站累積降雨量同樣呈自西北向東南增加的趨勢，其中以長坪、麥地、興隆塘累積降雨量最大，其次是楊柳，寨英、車子坡、長興、甘龍也典型暴雨的暴雨中心（圖4）。

4、典型暴雨與地型關(guān)系

松桃處于梵凈山東部，總體上看，東、西部高，中部低（圖5）。長坪、麥地、興隆塘、寨英、車子坡、長興、甘龍是近10a松桃典型暴雨的暴雨中心;從地形圖可見，長坪、麥地、興隆塘、寨英、車子坡、長興、甘龍基本處在迎風(fēng)坡，當(dāng)孟加拉灣或者南海的水汽通往松桃時，迎風(fēng)坡的地形強(qiáng)迫和輻合性抬升，以及背風(fēng)坡因迎風(fēng)坡的繞流重新輻合而造成的垂直運(yùn)動，均是觸發(fā)深對流活動的重要因子[5]，且受地形影響，降水較多地區(qū)多在山地迎風(fēng)坡[6]，因此，使長坪、麥地、興隆塘、寨英、車子坡、長興、甘龍成為松桃典型暴雨的暴雨中心。

5、建立典型暴雨天氣模型

研究近10a松桃典型暴雨事件，查看挑選出的近10a共10次典型暴雨事件天氣圖資料，并運(yùn)用MICAPS4.5繪圖軟件繪制天氣形勢分析圖，綜合分析500hPa高空槽、700hPa與800hPa切變線、700hPa與800hPa、及地面輻合線的位置關(guān)系[7]。發(fā)現(xiàn)近10a松桃典型暴雨天氣過程，是由于槽后西北氣流攜帶冷空氣南下與副熱帶高壓外圍西南暖濕氣流在貴州北部相交，使該區(qū)域上空大氣持續(xù)不穩(wěn)定;同時高層的反氣旋環(huán)流與低層低渦切變之間，形成了低層輻合上升、高層輻散下沉的垂直環(huán)流形勢，此垂直動力場結(jié)構(gòu)使對流不穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展[8]。低層低渦系統(tǒng)及地面輻合線穩(wěn)定維持，為松桃典型暴雨的發(fā)生發(fā)展提供了有利的動力條件;松桃位于低空偏西南風(fēng)急流的左側(cè)的強(qiáng)上升運(yùn)動區(qū)內(nèi)，低層急流的副合導(dǎo)致了松桃典型暴雨的發(fā)展。水汽的不斷輸送和水汽的輻合為松桃典型暴雨提供了有利的水汽條件，不穩(wěn)定能量的建立和釋放，為松桃典型暴雨提供了能量條件;同時干冷空氣的不斷入侵進(jìn)加強(qiáng)不穩(wěn)定能量的積聚和釋放[9]。

根據(jù)近10a松桃典型暴雨天氣形勢分析圖，對松桃10次典型暴雨天氣形勢進(jìn)行分析，得出松桃典型暴雨天氣模型（圖6）：500hPa高空槽線位于貴州北部，松桃處于槽前，受西南風(fēng)影響，588線位于沿海一帶;700hPa切變線位于川南-渝東-湘北一帶，西南急流位于貴州中部，松桃處于急流左側(cè)，有上升運(yùn)動，水汽由孟加拉灣輸送到貴州[10];850hPa在湘西北存在低渦，切變線位于我省中部，偏南急流不斷從南海向貴州東部輸送水汽，松桃仍處在急流左側(cè);地面輻合線位于貴州中部一線，松桃處于中尺度輻合線附近。綜上，不斷發(fā)展東移的高空槽帶動冷空氣南下與副熱帶高壓附近的暖濕空氣匯合，配合中低空低渦切變及低空急流，地面冷空氣觸發(fā)抬升作用下，促成了松桃典型暴雨的生成[11]。

6、結(jié)論

（1）近10a松桃典型暴雨總體上呈增加趨勢，主要集中在夏季，典型暴雨在初秋的9月出現(xiàn)的最頻繁。

（2）近10a松桃典型暴雨各站出現(xiàn)暴雨頻數(shù)和暴雨站累積降雨量都呈自西北向東南遞減的趨勢，其中，長坪、興龍?zhí)痢盍⒄ⅰ㈤L興出現(xiàn)的頻數(shù)和降雨量都較多，甘龍站是松桃西北部的暴雨中心點(diǎn)。

（3）當(dāng)孟加拉灣或者南海的水汽通往松桃時，迎風(fēng)坡的地形強(qiáng)迫和輻合性抬升，背風(fēng)坡因迎風(fēng)坡的繞流重新輻合而造成的垂直運(yùn)動，以及受地形影響，降水較多地區(qū)多在山地迎風(fēng)坡，使長坪、麥地、興隆塘、寨英、車子坡、長興、甘龍成為松桃典型暴雨的暴雨中心。

（4）松桃典型暴雨天氣模型，高空槽線位于貴州北部，松桃處于槽前，中低空低渦切變及低空急流配合，松桃處于急流左側(cè)，不斷向貴州東北部輸送水汽，地面輻合線位于貴州中部一線，在各天氣系統(tǒng)配合下產(chǎn)生了松桃典型暴雨。

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