貴州銅仁一次暴雨天氣過程成因分析

摘 要：2021年6月27日夜間至28日白天，貴州省銅仁市出現一次大范圍暴雨天氣過程，利用Micaps實況、NCPE再分析及自動站觀測資料，對該次暴雨過程的成因進行分析，為日后此類暴雨的預報提供參考。結果表明，該次暴雨過程是副東退至西太平洋上空，高空橫槽轉豎同時東移南壓影響銅仁，配合低層切變線和地面熱低壓共同影響，造成的強降水天氣，暴雨主要出現在高空槽前，低層切變線和地面輻合線附近，位于低空西南急流的北側；物理量場上，銅仁市位于水汽通量大值區北側，上空有水汽輻合，為暴雨的形成提供充足的水汽條件，濕層深厚，可轉換的對流位能充足，上層大氣始終處于對流不穩定狀態，暴雨形成的能量條件充沛，垂直速度上升區持續影響銅仁，為暴雨的產生提供動力抬升條件。

關鍵詞：暴雨；環流特征；預報；成因；銅仁

中圖分類號：P458 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）24-0094-04

Abstract： A large-scale rainstorm weather process occurred in Tongren City， Guizhou Province from the night of June 27 to June 28， 2021. The causes of this rainstorm process were analyzed by using Micaps， NCPE reanalysis and automatic station observation data， so as to provide reference for the forecast of this kind of rainstorm in the future. The results show that the rainstorm process is a sub-east retreat to the western Pacific Ocean， and the upper horizontal trough turns vertical and moves southward to affect Tongren. Based on the joint influence of the low-level shear line and the surface thermal low pressure， the rainstorm mainly occurs in front of the upper trough， near the low-level shear line and the ground convergence line， and is located on the north side of the low-level southwest jet. In the physical quantity field， Tongren City is located on the north side of the high value area of water vapor flux， and there is water vapor convergence above， which provides sufficient water vapor conditions for the formation of rainstorm， the wet layer is deep， the convertible convective potential energy is sufficient， and the upper atmosphere is always in a state of convective instability. The energy conditions for the formation of torrential rain are abundant， and the vertical velocity rising area continues to affect Tongren， providing dynamic uplift conditions for the generation of rainstorm.

Keywords： rainstorm; circulation characteristics; forecast; cause of formation; Tongren

對暴雨天氣的預報預警是氣象工作中面臨的重要問題，作為貴州省發生頻率最高的災害性天氣之一，常引發城市內澇，甚至山洪、滑坡或泥石流等次生地質災害，對當地人民的生命和財產安全造成嚴重威脅。暴雨的形成過程復雜多變，面對這一課題，各地的氣象工作者均進行有針對性的研究[1-10]。本文在前人的研究基礎上，從天氣環流形勢、物理量特征等方面對2021年6月27—28日銅仁市暴雨天氣過程的成因進行診斷分析。

1 實況分析

1.1 降水實況分析

2021年6月27日20時到28日20時，受高空槽、低層切變線、地面輻合線共同影響，貴州省銅仁市出現了大范圍的暴雨天氣，降水主要集中在2個時段，在27日22時到28日8時，暴雨主要出現在銅仁市中西部、松桃縣北部，在28日11時到28日15時，暴雨主要出現在銅仁市江口縣、碧江區、萬山區等東南部地區，統計本次暴雨過程的累計降雨量，共1個區域站出現特大暴雨，2個國家站40個區域站出現大暴雨，3個國家站102個區域站出現暴雨，國家站最大降水出現在思南站（156.6 mm），區域站最大降水出現在德江縣露青站（245.5 mm），暴雨過程中伴有雷電、大風（最大風速27.2 m/s）等強對流天氣。

1.2 強降水中心逐小時雨量分析

在本次暴雨天氣過程中，降水主要集中在2個時段，選取2個時段中的強降水中心，對德江縣青露站和萬山區牙溪站的逐小時雨量進行分析：德江縣青露站的最強降水時段出現在27日23時到28日7時，強降雨時段存在明顯的中空期，最大小時雨強為60.2 mm/h，累計降水量達245.5 mm；萬山區牙溪站最強降水時段出現在28日14時，最大小時雨強為70.2 mm，累計降水量為91.7 mm。本次暴雨過程強降水分別出現在夜間和午后，夜間降水強度大，持續時間長，為本次暴雨天氣過程的主要降水時段；午后降水強度極大，但持續時間短，為短時強降水。

1.3 環流及影響系統分析

6月27日20時500 hPa高空圖上副高北界位于20°N附近，副高北側的偏西暖濕氣流受孟加拉灣低槽阻擋北上，在青藏高原阻擋下向東輸送，在甘南由暖中心形成，云南北部、重慶中部小槽發展，云南到重慶地界的西南-東北向高空橫槽初具雛形，在西風波動作用下，銅仁中層為西北風控制，風速6 m/s；700 hPa東南-西北向切變線位于長江中上游川東至廣西一帶，銅仁市位于切變線東部西南風暖平流區，風速4 m/s，石阡縣西部邊緣位于切變線上；850 hPa東北-西南橫向切變線位于湘北至黔北一帶，銅仁市位于切變線上，切變線橫跨市中北部區縣，市大部受西南風暖平流影響，風速6 m/s，地面圖上銅仁市受地面熱低壓影響，地面輻合線由低壓中心向東橫向發展，位于云南北部到湖南東部一帶，銅仁市位于地面輻合線北側，玉屏、萬山位于輻合線上。28日8時，500 hPa圖上副高東退至西太平洋上空，高空橫槽轉豎同時東移南壓，位于長江中下游川東至云北，銅仁市位于高空槽前，受偏南風控制，風速達10 m/s，有加強趨勢；700 hPa川南有低渦建立，在低渦系統控制下東南-西北向切變線南壓北抬，形成低渦東側橫向切變線，位于遵義北部至贛北一帶，銅仁市沿河縣位于切變線上，銅仁市大部受低渦東南側西南氣流控制，風速6 m/s；850 hPa橫向切變線維持發展，受切變線兩端低壓系統南壓速度不均影響，在銅仁市境內形成中北部至西南部的西南-東北向切變線，切變線整體緩慢南壓增強，南海沿岸四省有西南急流建立，風速超12 m/s，可達16 m/s，地面圖上地面熱低壓維持，低壓中心北抬，在銅仁市境內形成東北-西南向的地面輻合線。

綜上可知，在本次暴雨期間，500 hPa上副高東退，高空橫槽轉豎同時東移南壓至銅仁市前，700 hPa上低渦形成發展，控制切變線緩慢南壓北抬至銅仁市北側，850 hPa上橫向切變線始終位于銅仁市上空并緩慢南壓，地面受熱低壓控制，始終有地面輻合線維持。高低空和地面系統相互疊加，在低空急流的抽吸作用下，在850 hPa切變線和地面輻合線附近出現暴雨至大暴雨，本次降水屬于暖區降水。

2 物理量分析

2.1 水汽條件

充足的水汽是局地暴雨形成的重要條件，源源不斷的水汽輸送對暴雨的發生發展起著關鍵性的作用。6月27日20時到28日20時強降水期間，500 hPa上銅仁市比濕q最大強度從5 g/kg增長至6 g/kg；700 hPa上銅仁市比濕q始終維持在11 g/kg以上；850 hPa上銅仁比濕q高達16 g/kg，各層大氣比濕均表現出西北部較其余區域部大的特征，暴雨期間銅仁市上空始終維持高濕狀態，水汽主要集中在市西部、北部區域，有利于暴雨的形成。27日20時，副高北界位于南海沿岸，暖濕氣流受孟加拉灣低槽影響向北輸送，850 hPa在水汽通量場上（圖1（a）），自西北到東南水汽通量逐漸增大，水汽通量大值區影響貴州省南部，水汽輸送在貴州東南部一帶最強，銅仁市水汽通量中心值為12，在水汽通量散度場上，銅仁市位于水汽通量梯度區附近，最強值達-20，有較強的水汽輻合；28日8時，副高西退至西太平洋海上，高層槽與低層切變線相配合，低層西南急流建立，850 hPa水汽通量場上（圖1（b）），水汽通量大值區中心向東南方向移動，但水汽通量大值區強度及影響范圍擴大，持續影響貴州省中部和東部，銅仁市水汽通量中心值達20，水汽輸送強度增強，在水汽通量散度場上，水汽輻合區在銅仁市維持。

綜上所述，銅仁市在暴雨期間位于水汽通量大值中心北側的梯度區和水汽輻合中心持續發展區，對暴雨的發生發展提供了充足且源源不斷的水汽條件。

2.2 不穩定條件分析

暴雨的形成依賴于大氣層結構的不穩定性，不穩定能量是大氣作持續上升運動的保障。以地理距離合理性為依據，利用懷化站探空資料的各特征參數值的變化對本次暴雨過程的不穩定條件進行分析，暴雨發生期間，銅仁市上空始終保持著明顯的對流不穩定結構。6月27日20時懷化探空資料（圖2（a））顯示，低層850 hPa到750 hPa、700 hPa到600 hPa間水汽達到飽和，濕層較深厚，存在斷層，空氣上濕下干，懷化站周圍的低層大氣處于對流不穩定狀態，K指數為39.3 ℃，沙氏指數為-0.21，CAPE值為2 041.2 J/kg，大氣中可轉換的對流位能充足，為暴雨的發生積蓄了充足的能量；6日28日8時懷化站探空資料顯示，K指數為40.1 ℃，沙氏指數為-1.62，CAPE值為2 037.4 J/kg，不穩定能量依舊保持較高水平，大氣不穩定狀態程度加強，探空圖上（圖2（b））濕層加厚，低層1 000 hPa到600 hPa、中層480 hPa到400 hPa水汽均達到飽和，有利于暴雨的維持發展。維持且強盛的不穩定氣層結構是本次銅仁市產生暴雨的主要誘因，在地面輻合線上能夠引發深厚對流，觸發不穩定能量的釋放，造成強降雨天氣。

2.3 垂直速度分析

強盛而持久的氣流上升運動，對暴雨的發生發展有著重要的意義，影響著大氣中水汽的凝結過程。對垂直速度場的分析能夠直觀地體現暴雨過程中氣流上升運動的發生演變，垂直運動輸送的水汽、熱量、動量等物理量，也對暴雨過程的發展有明顯的反饋作用。暴雨發生期間，銅仁市上空的上升運動完成由強到弱的轉變，6月27日20時，在各層垂直速度場上，貴州東部、南部垂直速度均為負值，從地面一直延伸到500 hPa以上，隨高度增加，負值區范圍及量級呈增長態勢，850 hPa（圖3（a））的垂直速度負大值區位于貴州省東部邊緣至湘西，中心數值低于-90 m/s，上升運動發展旺盛，銅仁市受垂直速度負中心影響處于較強的上升運動區內，28日8時，在貴州省東南部中高層大氣垂直速度為正作下沉運動，西北部依舊為負值區控制，負值區中心強度減弱并移動至貴州西北部，下沉運動控制銅仁市中高層；850 hPa（圖3（b））上垂直速度負值區范圍減小，影響范圍退至貴州省東南部，強度增強，中心數值增長至-40 m/s，銅仁市地區的低層大氣仍維持著強的上升運動且強度呈現出明顯的增長趨勢。

綜上所述，暴雨期間，大氣上升運動區在銅仁市自東南向西北方向移動，期間高層大氣完成由上升運動到下層運動的轉變，低層大氣由較強上升運動演化為極強的上升運動，但整層大氣的上升運動還是呈現出明顯的減弱趨勢，其中較強的上升運動區在銅仁西北部長時間的發展，有利于銅仁西部、北部暴雨的產生。

3 結論與討論

1）環流形勢上，在本次暴雨期間，500 hPa上副高東退，高空橫槽轉豎同時東移南壓至銅仁市前，700 hPa上低渦形成發展，控制切變線緩慢南壓北抬至銅仁市北側，850 hPa上橫向切變線始終位于銅仁市上空并緩慢南壓，地面受熱低壓控制，始終有地面輻合線維持。高低空和地面系統相互疊加，在低空急流的抽吸作用下，在850 hPa切變線和地面輻合線附近出現暴雨至大暴雨，本次降水屬于暖區降水。

2）物理量上，銅仁市在暴雨期間始終維持高濕狀態，低層比濕達16 g/kg；位于水汽通量大值中心北側的梯度區和水汽輻合中心持續發展區，水汽通量中心值可達20，為暴雨的發生發展提供了充足且源源不斷的水汽條件；上層大氣始終維持有明顯的對流不穩定結構，濕層深厚，CAPE值達2 041.2 J/kg，對流位能充足，K指數為40.1 ℃，沙氏指數為-1.62，氣層呈不穩定狀態；較強的上升運動區在銅仁西北部影響時間較長，有利于銅仁西部、北部暴雨的發生。

3）地面輻合線北側的冷空氣是本次暴雨過程對流回波單體產生的主要原因。

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