重慶市萬(wàn)州區(qū)“7·14”大暴雨天氣過(guò)程分析

摘 要：利用常規(guī)觀測(cè)資料和萬(wàn)州多普勒雷達(dá)探測(cè)資料，對(duì)2023年7月13日下午至14日上午重慶市萬(wàn)州區(qū)大暴雨天氣過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)和雷達(dá)回波特征進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。得出結(jié)論：（1）盛夏副高的微小擺動(dòng)，會(huì)影響中低層系統(tǒng)移動(dòng)路徑；500 hPa低槽與低層切變線低渦系統(tǒng)耦合，為渝東北提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力條件和水汽輻合；地面冷鋒為強(qiáng)對(duì)流發(fā)生提供了觸發(fā)機(jī)制；地面冷空氣有利于提高降水效率，增強(qiáng)過(guò)程降水極端性。（2）雷達(dá)圖上，呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)的高反射率因子回波帶和列車(chē)效應(yīng)是造成“7·14”大暴雨的直接原因。（3）萬(wàn)州雷達(dá)對(duì)層云降水預(yù)估表現(xiàn)較好，但對(duì)積云對(duì)流引起的暴雨以上量級(jí)和范圍預(yù)估能力不足，需要在以后工作中不斷評(píng)估檢驗(yàn)，提高預(yù)警預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

關(guān)鍵詞：大暴雨；短時(shí)強(qiáng)降水；雷達(dá)回波；列車(chē)效應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）05–0-03

在全球氣候變暖的背景下，近年來(lái)我國(guó)極旱極澇等極端天氣頻發(fā)。例如，河南特大暴雨、2022年極端高溫、華北極端暴雨等災(zāi)害天氣的出現(xiàn)，引起了社會(huì)各界的高度關(guān)注。在日常工作中，強(qiáng)對(duì)流預(yù)報(bào)預(yù)警難度非常大，因其具有突發(fā)性強(qiáng)、局地性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間短、致災(zāi)嚴(yán)重等特點(diǎn)，一直受到國(guó)內(nèi)外氣象工作者高度關(guān)注。段鶴等[1]在短時(shí)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)預(yù)警方面做了大量的工作；方德賢等[2]對(duì)川渝地區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布和物理量特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)；江玉華等[3]對(duì)重慶地區(qū)發(fā)生的強(qiáng)對(duì)流天氣雷達(dá)回波進(jìn)行了分析，指出渦旋結(jié)構(gòu)是暴雨雷達(dá)回波的顯著特征；翟丹華等[4]分析了降水期間的雷達(dá)回波演變特征，也取得了明顯的成果。

萬(wàn)州區(qū)位于重慶市東北部，地處三峽庫(kù)區(qū)腹心。長(zhǎng)江自西南—東北向貫穿全區(qū)，區(qū)內(nèi)高山峽谷地形地貌復(fù)雜， 海拔高差大、溪河深切，自然條件脆弱。每年汛期，萬(wàn)州暴雨洪澇災(zāi)害十分嚴(yán)重，給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚a(chǎn)生活、生命財(cái)產(chǎn)安全造成了重大損失。2023年6—7月萬(wàn)州區(qū)先后經(jīng)歷5次暴雨天氣過(guò)程，其中“7·4”“7·14”達(dá)到大暴雨。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“7·14”暴雨洪澇災(zāi)害造成全區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失8 261.045萬(wàn)元，未出現(xiàn)人員傷亡。通過(guò)對(duì)“7·14”大暴雨天氣成因進(jìn)行分析，加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)降水、強(qiáng)對(duì)流等突發(fā)災(zāi)害性天氣的短臨監(jiān)測(cè)預(yù)警，確保提前發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信號(hào)，以期最大限度地減少氣象災(zāi)害帶來(lái)的損失。

1 天氣實(shí)況

7月13日14：00—14日14：00，重慶市萬(wàn)州區(qū)出現(xiàn)一次強(qiáng)降水天氣過(guò)程，雨量分布不均，大暴雨主要集中在長(zhǎng)江以北（圖1）。過(guò)程期間伴有明顯雷電、短時(shí)強(qiáng)降水。在105個(gè)氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中，降雨量100～249.9 mm的站點(diǎn)有23個(gè)，50～99.9 mm的站點(diǎn)有33個(gè)。最大降雨量為231.2 mm（萬(wàn)州國(guó)家基本氣象站），突破本站1956年建站以來(lái)歷史極值（199.3 mm）；最大小時(shí)降雨量90.6 mm（五橋街道，14日05：00），突破萬(wàn)州區(qū)小時(shí)雨量歷史極值（82.1 mm）。

從逐小時(shí)雨量看，降水主要分為2個(gè)時(shí)段：第一階段（13日17：00～21：00），強(qiáng)降水落區(qū)分散，局地性較強(qiáng)；第二階段（14日02：00～07：00），24個(gè)站累計(jì)降雨量超過(guò)50 mm，其中8站超過(guò)100 mm，有9站次小時(shí)雨強(qiáng)超過(guò)50 mm，具有累計(jì)雨量大、強(qiáng)降水范圍廣、極端性強(qiáng)的特點(diǎn)。

2 暴雨過(guò)程的成因分析

2.1 環(huán)流形勢(shì)

7月13日08：00 500 hPa亞洲中高緯為兩脊一槽的環(huán)流形勢(shì)，溫度場(chǎng)略落后于高度場(chǎng)，貝加爾湖以北為冷渦，冷渦底部分裂的短波槽攜帶冷平流南下影響我國(guó)北方；大陸高壓控制我國(guó)新疆一帶，副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱(chēng)副高）西脊點(diǎn)位于110°E附近（圖2），重慶處于副高外圍的西南氣流中。700 hPa偏北風(fēng)（10～16 m/s）伴有8 ℃負(fù)變溫，孟灣經(jīng)重慶至四川盆地東部為一致的西南風(fēng)（4～8 m/s），冷暖氣流在陜甘南部至四川盆地形成東北—西南向切變線。850 hPa偏北風(fēng)與偏南風(fēng)在盆地東部輻合形成低渦。13日20：00 500 hPa大陸高壓和副高之間的低槽東移南壓影響川渝地區(qū)，副高略西伸至105°E附近，700 hPa切變線移至四川盆地東北部至南部一線，850 hPa四川盆地轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，低渦移至渝東北地區(qū)，萬(wàn)州處于低渦中心附近，有正渦度平流輸送，水汽輻合上升，有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生。14日08：00 500 hPa低槽東移，低層切變線和低渦位置維持，700 hPa偏北風(fēng)風(fēng)速增至20 m/s，南風(fēng)較弱，加強(qiáng)風(fēng)速和風(fēng)向切變，有利于降水的維持和加強(qiáng)。

從海平面氣壓場(chǎng)分析看，7月13日白天重慶地區(qū)受暖低壓控制，有利于該地區(qū)增溫增濕。20：00甘肅南部至渝東北氣壓梯度達(dá)20 hPa，渝東北處于地面冷高壓前沿，有弱冷空氣侵入。13日夜間地面冷鋒移動(dòng)緩慢，鋒面抬升觸發(fā)的對(duì)流云團(tuán)不斷發(fā)展維持在萬(wàn)州一帶，同時(shí)地面冷空氣也有利于產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，提高降水效率，從而形成大暴雨天氣。

綜上分析可知，此次過(guò)程副高來(lái)回?cái)[動(dòng)，影響了500 hPa低槽、低層切變線和低渦系統(tǒng)的移動(dòng)路徑，使得低層系統(tǒng)較長(zhǎng)時(shí)間維持影響渝東北；同時(shí)，中低層系統(tǒng)耦合，為渝東北提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力條件和水汽輻合，有利于該地區(qū)強(qiáng)降水產(chǎn)生和持續(xù)；地面冷鋒為強(qiáng)對(duì)流發(fā)生提供了觸發(fā)機(jī)制。

2.2 探空?qǐng)D

選取離萬(wàn)州較近的達(dá)州探空資料，13日08：00探空曲線呈“上干下濕”形態(tài)，CAPE為1 491.6 J/kg且為狹長(zhǎng)形，850 hPa θse達(dá)87 ℃，K指數(shù)40.2 ℃，SI指數(shù)0.56 ℃，850 hPa露點(diǎn)溫度19 ℃，具有適合對(duì)流發(fā)展的潛勢(shì)條件；0～6 km垂直風(fēng)切變?yōu)?.8 m/s，0 ℃層高度5.4 km，暖云層較厚，利于短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)。20：00 K指數(shù)仍然維持36 ℃以上，850 hPa θse為78 ℃，850 hPa比濕14 g/kg，地面至800 hPa風(fēng)向逆轉(zhuǎn)，有淺薄冷空氣侵入，增強(qiáng)了層結(jié)不穩(wěn)定性，同時(shí)自由對(duì)流高度（LFC）為345 m，非常有利于對(duì)流發(fā)展。14日08：00 K指數(shù)明顯降至30 ℃，850 hPa θse為62 ℃，濕層深厚，降水仍然持續(xù)，能量耗散，進(jìn)而轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水。

3 雷達(dá)產(chǎn)品分析

3.1 反射率因子演變與強(qiáng)降水的關(guān)系

分析過(guò)程期間萬(wàn)州多普勒雷達(dá)資料，13日下午17：00萬(wàn)州區(qū)郭村、新田以及余家、孫家附近上空有對(duì)流單體生成，郭村回波強(qiáng)度達(dá)54.5 dBz，該時(shí)刻地面對(duì)應(yīng)31.1 mm的降水。在西南氣流的引導(dǎo)下，對(duì)流單體快速向東北方向移動(dòng)，18：00形成一前一后的回波A和B，其中回波A的中心強(qiáng)度53.5 dBz，45 dBz以上的回波伸展高度超過(guò)4 km，ET回波頂高17 km，強(qiáng)回波在后山鎮(zhèn)附近上空持續(xù)時(shí)間為30 min左右，實(shí)況顯示：18：00～19：00后山鎮(zhèn)四平站出現(xiàn)49.7 mm、彈子鎮(zhèn)30.4 mm的短時(shí)強(qiáng)降水。回波A和B附近不斷有新的對(duì)流單體觸發(fā)生成合并，回波中心強(qiáng)度為56.5 dBz，19：00～20：00地面實(shí)況有2個(gè)站雨強(qiáng)超過(guò)30 mm，最大雨強(qiáng)為太龍鎮(zhèn)48.1 mm。

14日凌晨開(kāi)始，地面鋒面先后在萬(wàn)州區(qū)觸發(fā)多個(gè)對(duì)流單體形成并快速發(fā)展、合并，回波組織結(jié)構(gòu)較好，02：30形成一條東北—西南向的帶狀回波，其長(zhǎng)度超過(guò)100 km，回波最大強(qiáng)度為56 dBz。帶狀回波前段（云陽(yáng)縣境內(nèi)）在東北移動(dòng)過(guò)程中移速較快呈減弱趨勢(shì)，而位于萬(wàn)州境內(nèi)的帶狀回波移速慢（20 km/h），且有新的強(qiáng)單體生成更替，45 dBz以上的較強(qiáng)回波持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，地面資料顯示，02：00～04：00有13站次小時(shí)雨量超過(guò)20 mm，其中03：00～04：00長(zhǎng)嶺鎮(zhèn)茶店村76.0 mm、五橋街道54.2 mm；該時(shí)段有9個(gè)雨量站累計(jì)雨量超過(guò)50 mm，茶店村為130.3 mm。與此同時(shí)墊江梁平方向有混合降水回波向萬(wàn)州方向移動(dòng)，04：30左右與帶狀回波合并發(fā)展成以對(duì)流性降水為主的混合降水回波，回波基本穩(wěn)定位于萬(wàn)州城區(qū)及西南部一帶，隨著上述混合降水回波東北移動(dòng)，列車(chē)效應(yīng)使得萬(wàn)州區(qū)的強(qiáng)降水得以持續(xù)，04：00～07：00地面上有9站次小時(shí)雨量超過(guò)50 mm，其中04：00～05：00五橋街道90.6 mm突破萬(wàn)州區(qū)小時(shí)雨量歷史極值；該時(shí)段有23個(gè)雨量站累計(jì)雨量超過(guò)50 mm，6站超過(guò)100 mm，五橋街道165.0 mm、萬(wàn)州城市站151.4 mm。07：00以后，降水回波強(qiáng)度明顯減弱，以層云降水為主，對(duì)應(yīng)降水強(qiáng)度也減弱，小時(shí)雨量普遍在10 mm以下，最大小時(shí)雨強(qiáng)為15.1 mm（07：00～08：00）。

3.2 短時(shí)強(qiáng)降水檢驗(yàn)

3.2.1 逐3 h累計(jì)降水

ROSE2.1降水量產(chǎn)品估計(jì)未來(lái)3 h累計(jì)降水以THP（79號(hào)產(chǎn)品）為主，選取14日凌晨至上午的降水時(shí)段進(jìn)行評(píng)估檢驗(yàn)[5]。通過(guò)對(duì)此期間萬(wàn)州雷達(dá)逐3 h預(yù)估降水量和實(shí)況對(duì)比分析，14日00：00～03：00強(qiáng)降水初期，主要在萬(wàn)州城區(qū)附近、西部地區(qū)以及太龍、長(zhǎng)嶺、白羊等地交界處出現(xiàn)較強(qiáng)降水，有5個(gè)站雨量超過(guò)50 mm，最大雨量孫家鎮(zhèn)亭子埡94.8 mm，萬(wàn)州雷達(dá)3 h降水預(yù)估超過(guò)10 mm的降水區(qū)主要在城區(qū)附近，預(yù)估最大值33 mm，降水范圍和量級(jí)均較實(shí)況偏小；03：00～06：00地面降水強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，50 mm以上的降水落區(qū)位于長(zhǎng)江以北，50.0～99.9 mm的雨量站有17個(gè)，100 mm以上的站點(diǎn)有6個(gè)，最大雨量為五橋街道154.5 mm，雷達(dá)3 h預(yù)估對(duì)暴雨以上量級(jí)和落區(qū)預(yù)估表現(xiàn)較差，預(yù)估的降雨量級(jí)為中到大雨，局地暴雨，最大降雨量只有58 mm。06：00～09：00雨帶南壓，降雨強(qiáng)度減弱，有2個(gè)站雨量超過(guò)50 mm，最大雨量郭村54.8 mm，而該時(shí)刻雷達(dá)預(yù)估的強(qiáng)降水范圍和強(qiáng)度均表現(xiàn)最強(qiáng)，預(yù)估雨帶的位置和03：00～06：00實(shí)況基本一致，表明預(yù)估的強(qiáng)降水時(shí)段滯后，預(yù)估的最大值78 mm。09：00～12：00以層云回波降水為主，雷達(dá)降水預(yù)估小到中雨量級(jí)表現(xiàn)較好。從降水時(shí)段來(lái)看，萬(wàn)州雷達(dá)對(duì)此次強(qiáng)降水時(shí)段預(yù)估存在偏差；從量級(jí)上看，萬(wàn)州雷達(dá)對(duì)層云降水預(yù)估表現(xiàn)較好，但對(duì)積云對(duì)流引起的暴雨以上量級(jí)和范圍估計(jì)偏小。

3.2.2 小時(shí)雨量大值區(qū)

ROSE2.1用 OHP降水量產(chǎn)品（78號(hào)）來(lái)估計(jì)未來(lái)1 h降水量。此次過(guò)程短時(shí)強(qiáng)降水（小時(shí)雨強(qiáng)≥20 mm/h）主要集中在14日02：00～07：00，因此選取該時(shí)段萬(wàn)州雷達(dá)OHP產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行評(píng)估檢驗(yàn)。14日02：00，雷達(dá)預(yù)估1 h降水在孫家、九池街道周邊局地有超過(guò)10 mm的降水，最大值為33 mm，實(shí)況顯示有6個(gè)雨量站超過(guò)20 mm，最大值為44.4 mm（孫家鎮(zhèn)亭子埡），預(yù)估的局地強(qiáng)降水落區(qū)與實(shí)況有一定差異，1 h降水預(yù)估最大值較實(shí)況略偏小。03：00雷達(dá)產(chǎn)品預(yù)估白羊、長(zhǎng)嶺等地有超過(guò)20 mm的降水量，最大值為45 mm，實(shí)況顯示有9個(gè)雨量站超過(guò)20 mm，最大小時(shí)雨量76.0 mm（長(zhǎng)嶺鎮(zhèn)茶店村），預(yù)估的降水落區(qū)與實(shí)況基本吻合，但預(yù)估最大值較實(shí)況偏小。04：00雷達(dá)產(chǎn)品預(yù)估在萬(wàn)州主城區(qū)、長(zhǎng)嶺、太龍等地有超過(guò)20 mm的降水，最大值為38 mm，實(shí)況該時(shí)刻小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)到最大，全區(qū)共有23個(gè)雨量站超過(guò)20 mm，最大小時(shí)雨量90.6 mm（五橋街道），預(yù)估的強(qiáng)降水落區(qū)和量級(jí)均較實(shí)況偏小。05：00雷達(dá)預(yù)估在萬(wàn)州西南部至主城區(qū)附近有20 mm以上的降水，強(qiáng)降水中心在城區(qū)雙河口街道附近，預(yù)估最大值為53 mm，實(shí)況共有14個(gè)雨量站超過(guò)20 mm，最大雨量66.8 mm（分水鎮(zhèn)三正），預(yù)估的強(qiáng)降水中心與實(shí)況有所偏差。06：00降水產(chǎn)品預(yù)估在分水、李河、甘寧、柱山等地有10 mm以上的降水區(qū)，最大值為24 mm，實(shí)況顯示，該時(shí)刻小時(shí)雨強(qiáng)和強(qiáng)降水范圍均較前2個(gè)時(shí)次明顯減小，全區(qū)共有11個(gè)雨量站超過(guò)20 mm，最大雨量32 mm（郭村鎮(zhèn)），雷達(dá)產(chǎn)品的雨量最大值預(yù)估表現(xiàn)較好，但20 mm以上的降水落區(qū)預(yù)估表現(xiàn)較差。

4 結(jié)論

2023年7月13—14日，重慶市萬(wàn)州區(qū)出現(xiàn)大暴雨天氣，累計(jì)降雨量和最大小時(shí)雨強(qiáng)打破本地歷史氣象紀(jì)錄。利用常規(guī)氣象觀測(cè)資料，對(duì)此次過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)和雷達(dá)產(chǎn)品進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，得出以下結(jié)論：

（1）盛夏副高的微小擺動(dòng)，會(huì)影響中低層系統(tǒng)的移動(dòng)路徑；500 hPa低槽與低層切變線低渦系統(tǒng)耦合，為渝東北提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力條件和水汽輻合；地面冷鋒為強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生提供了觸發(fā)機(jī)制；地面冷空氣有利于提高降水效率，增強(qiáng)過(guò)程降水的極端性。

（2）在雷達(dá)圖上，呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)的高反射率因子回波，列車(chē)效應(yīng)是造成“7·14”大暴雨的直接原因。

（3）萬(wàn)州雷達(dá)對(duì)此次過(guò)程層云降水預(yù)估表現(xiàn)較好，但對(duì)積云對(duì)流引起的暴雨以上量級(jí)和范圍預(yù)估能力不足，需要在后續(xù)工作中不斷評(píng)估檢驗(yàn)，提高預(yù)警預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

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作者簡(jiǎn)介：夏菲（1991—），女，四川鄰水人，工程師，主要從事縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)工作。