汶川縣2022 年7 月12 日區(qū)域性大暴雨天氣過程分析及對農(nóng)業(yè)的影響

周 茜，王 坤

（1.四川省汶川縣氣象局，四川 阿壩州 623000；2.四川省若爾蓋縣氣象局，四川 阿壩州 624500）

汶川縣位于青藏高原東南緣，地處四川盆地和青藏高原之間的過渡帶。境內(nèi)地形為北高南低，由西北向東南傾斜，東南部漩映地區(qū)靠近四川平原邊緣，由于特殊的地理位置和地形地貌特征，南北氣候差異明顯，暴雨引發(fā)的山洪、泥石流等自然災(zāi)害頻發(fā)，由于這一地區(qū)多高山河谷，地勢陡峭，日降水量達(dá)到或接近30 mm 即可引發(fā)山洪和泥石流，造成自然災(zāi)害[1]。長期以來，很多研究者對暴雨有研究，陶詩言先生在研究副熱帶高壓北跳與中國雨帶的分布關(guān)系中指出[2]，副高西北側(cè)是暴雨的頻發(fā)期；顧清源等[3]認(rèn)為低空急流對副高西北側(cè)連續(xù)性暴雨具有觸發(fā)作用；水汽條件對暴雨的貢獻(xiàn)也有一定的研究成果[4-6]。2022 年7 月12 日08 時—13 日08 時，汶川縣漩映地區(qū)出現(xiàn)了區(qū)域性大暴雨（標(biāo)準(zhǔn)50.0 mm~99.9 mm）天氣過程，影響范圍較大，嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)孛癖姷纳?cái)產(chǎn)安全。基于此，本文重點(diǎn)分析了本次區(qū)域性大暴雨天氣成因，總結(jié)了此類暴雨天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，并給出了幾點(diǎn)有效的氣象服務(wù)建議，旨在為提升當(dāng)?shù)貧庀蟛块T暴雨預(yù)報(bào)水平、保障當(dāng)?shù)孛癖娚?cái)產(chǎn)安全等提供一定的借鑒與參考。

1 降水實(shí)況

2022 年7 月12 日08 時—13 日08 時，汶川南部出現(xiàn)了一次大范圍大暴雨天氣過程，共計(jì)12 個站點(diǎn)達(dá)大暴雨天氣標(biāo)準(zhǔn)，6 個站點(diǎn)達(dá)暴雨天氣標(biāo)準(zhǔn)，降水主要集中在12 日夜間，最大累計(jì)降水量為映秀鎮(zhèn)七一中學(xué)97.8 mm，1 小時最大降雨量出現(xiàn)在水磨鎮(zhèn)，13日02 時—03 時降雨量為50 mm。從降水的時間分布來看，此次強(qiáng)降水主要集中在12 日晚間到13 日08時。

2 暴雨天氣過程分析

2.1 環(huán)流形勢分析

12 日08 時實(shí)況資料顯示：200 hPa 南亞高壓脊線位于四川省北部；500 hPa 副高588 線位于四川省東部到重慶一帶，青海南部到甘孜州西北部有淺槽存在；700 hPa 四川盆地為偏南風(fēng)，風(fēng)速較弱，盆地西部和攀西地區(qū)水汽條件較好，其余地方濕度條件較差；850 hPa 盆地中部有低渦存在，西部維持切變，但兩側(cè)風(fēng)速均較弱。

12 日20 時實(shí)況高空觀測資料顯示：500 hPa 川西高原北部和盆地西南部有切變存在；700 hPa 盆地為偏南風(fēng)，甘肅南部一帶有切變；850 hPa盆地東部有倒槽存在。700 hPa和850 hPa盆地西部水汽條件較好。

12 日的數(shù)值預(yù)報(bào)顯示，未來12 小時500 hPa 西太平洋副熱帶高壓偏強(qiáng)，并且逐漸北抬穩(wěn)定在我國內(nèi)陸一帶，盆地西部和阿壩州東部受副高外圍切變的影響，700 hPa 盆地西部有東南風(fēng)的明顯輻合，利于降水的產(chǎn)生，850 hPa 盆地南部的倒槽切變快速向北移動至盆地北部。

2.2 水汽條件分析

水汽條件是降水形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，通過分析相對濕度場發(fā)現(xiàn)，12 日20 時大部地區(qū)水汽充足，均達(dá)到80%以上，高原地區(qū)部分達(dá)到90%以上，有利于在降水開始時向東部輸送水汽。13 日02 時水汽隨系統(tǒng)東移，川西高原以及盆地西部一帶相對濕度達(dá)到90%以上，700 hPa 接近飽和，汶川主要降水落區(qū)相對濕度均達(dá)到90%。

暴雨的發(fā)生，不僅要有充沛的水汽，還要有源源不斷的水汽輸送并在強(qiáng)對流區(qū)域輻合[7]。水汽通量是表征水汽輸送強(qiáng)度的物理量，即在單位時間內(nèi)流經(jīng)某一單位面積的水汽質(zhì)量[8]。12 日20 時至13 日08 時汶川上空500 hPa、600 hPa、700 hPa 各層水汽通量一直在增大，由于副高控制，低層?xùn)|南暖濕氣流在盆地西部沿山一帶匯集，漩映地區(qū)正好處于此處，使得水汽通道能得到較長時間的維持，特別是700 hPa 上水汽通量值明顯增加。豐富的水汽來源為此次降雨過程提供了充足的水汽條件。

2.3 動力條件分析

上升運(yùn)動條件的分析也是研究暴雨的一項(xiàng)重要指標(biāo)，從沿31.0°N 暴雨區(qū)平均垂直速度的垂直剖面圖中可看出，暴雨發(fā)生前（12 日20 時，圖1（a）），暴雨區(qū)都處于輻合區(qū)，垂直速度開始明顯增大，上升氣流一直延伸至500 hPa 以上，最大上升速度在700 hPa左右，為0.3 Pa·s-1；到13 日02 時（圖1（b）），暴雨區(qū)整層仍為上升氣流；過程后期，上升氣流較弱，對流運(yùn)動發(fā)展減弱，但中低層弱的垂直運(yùn)動有利于穩(wěn)定性降水的持續(xù)。

圖1 12日20時、13 日02時沿31.0°N垂直速度的垂直剖面圖（單位：Pa·s-1）

2.4 環(huán)境條件分析

從溫江探空站資料可知（見圖2），臨近強(qiáng)降水時段（12 日20 時），漩映地區(qū)暴雨區(qū)上空大氣處于高溫、高能、高濕的層結(jié)不穩(wěn)定狀態(tài)，濕層厚，從底層到高層均為高濕。距離溫江站最近的漩映地區(qū)在暴雨過程中，Cape 值從1 523.2 J/kg 上升至2 077.9 J/kg；K 指數(shù)≥40 ℃，加之700 hPa 的南風(fēng)氣流和850 hPa 的偏東氣流持續(xù)維持，不僅為沿山一帶的強(qiáng)降水提供了源源不斷的水汽輸送，同時提供了持續(xù)不斷的能量補(bǔ)充，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了必要條件。

圖2 12日08 時、12日20時溫江站探空圖

3 暴雨對農(nóng)業(yè)的影響

2022 年7 月以來，汶川縣出現(xiàn)持續(xù)高溫干旱天氣現(xiàn)象，本次區(qū)域性大暴雨天氣過程給當(dāng)?shù)貛砹顺渑娴慕邓?，解決了當(dāng)?shù)孛癖娚a(chǎn)生活用水困難問題，有效緩解了土地干旱，增加了土壤墑情，對農(nóng)作物恢復(fù)健壯生長具有重要意義。汶川縣作為阿壩州的農(nóng)業(yè)大縣，主要種植玉米、小麥、油菜、土豆、紅薯等農(nóng)作物。7月正值夏玉米旺盛生長期，一旦遭遇暴雨災(zāi)害，極易由于農(nóng)田排水不暢而積水成澇，不僅會抑制玉米植株根系生理活動，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致玉米大幅減產(chǎn)。另外，高溫高濕環(huán)境還極易導(dǎo)致農(nóng)作物各種病蟲害滋生，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。暴雨引發(fā)的洪澇災(zāi)害還會淹沒部分農(nóng)作物，阻礙其正常新陳代謝，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致根系或植株腐爛倒伏，甚至死亡[9-10]。

4 暴雨氣象服務(wù)建議

4.1 提前預(yù)防暴雨天氣

汶川縣相關(guān)部門必須高度重視暴雨過程，密切關(guān)注地區(qū)氣象部門發(fā)布的暴雨預(yù)警預(yù)報(bào)信息、雨情通報(bào)、氣象決策服務(wù)產(chǎn)品等，并據(jù)此提前部署防御措施，以避免暴雨洪澇導(dǎo)致農(nóng)作物大幅減產(chǎn)歉收。相關(guān)部門還要定期排查排水管網(wǎng)，及時對損壞的排水管道等進(jìn)行維修，以確保暴雨發(fā)生時能夠及時排出積水，防止農(nóng)田積水過多而影響到農(nóng)作物的產(chǎn)量。此外，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門還要密切關(guān)注各種農(nóng)作物的生長狀態(tài)，因地制宜地做好農(nóng)作物生長各階段的田間管理工作，以保障農(nóng)作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。

4.2 提升暴雨預(yù)警預(yù)報(bào)能力

汶川縣氣象部門應(yīng)當(dāng)積極優(yōu)化與完善會商機(jī)制，嚴(yán)密監(jiān)測災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，在農(nóng)作物主產(chǎn)區(qū)適當(dāng)增加自動觀測站的數(shù)量，做好暴雨預(yù)報(bào)指標(biāo)研究工作，并構(gòu)建科學(xué)、合理的暴雨預(yù)報(bào)模型。另外，氣象部門還應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化與水利、農(nóng)業(yè)、交通等各部門之間的溝通與聯(lián)系，構(gòu)建強(qiáng)有力的合作機(jī)制，對水文、氣象等信息進(jìn)行共享，既有利于顯著提升災(zāi)害處置效率，又能最大限度減少氣象災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)損失。

5 結(jié)論

此次暴雨過程是受500 hPa 副高外圍西南暖濕氣流和川西高原低槽共同影響；700 hPa 盆地維持偏南氣流，為這次降雨過程的水汽輸送起到了關(guān)鍵性作用；低層存在倒槽，受偏東氣流控制；過程中整層有動力抬升作用，垂直上升運(yùn)動較強(qiáng)，水汽通量和相對濕度條件較好，是強(qiáng)降水發(fā)生的重要條件。

分析此次暴雨過程發(fā)現(xiàn)漩映地區(qū)產(chǎn)生降水的對流云團(tuán)多數(shù)在盆地沿山一帶或雅安附近，生成于傍晚或前半夜，發(fā)展加強(qiáng)在凌晨和后半夜，伴隨西南氣流促使對流系統(tǒng)移動發(fā)展，最后在早上逐漸東移消散。此次過程的分析比較有利于以后對汶川漩映地區(qū)強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)預(yù)警，有著一定的指示作用。

暴雨災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害較大。因此，汶川縣氣象局必須積極采取提前預(yù)防暴雨天氣、提升暴雨預(yù)警預(yù)報(bào)能力等措施，嚴(yán)格做好暴雨氣象服務(wù)工作，以最大限度減少暴雨對農(nóng)業(yè)的影響，保障農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)。