贵州2009年6月7—9日暴雨过程特征分析

2012-12-23何玉龙吴古会杨朝梅

中低纬山地气象 2012年2期

关键词：散度低层强降水

何玉龙，吴古会，杨朝梅

(1.贵州省气象服务中心，贵州贵阳 550002;2.贵州省气象台，贵州贵阳 550002;3.贵州省农村综合经济信息中心，贵州贵阳 550002)

贵州2009年6月7—9日暴雨过程特征分析

何玉龙1，吴古会2，杨朝梅3

(1.贵州省气象服务中心，贵州贵阳 550002;2.贵州省气象台，贵州贵阳 550002;3.贵州省农村综合经济信息中心，贵州贵阳 550002)

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料，对2009年6月7—9日贵州发生的暴雨过程进行了诊断分析，结果表明：这次过程是在高空有利的环流背景下发生的，高空槽、低层低涡切变线是主要的大尺度环流影响系统，而地面辐合线的配合触发了低层不稳定能量释放;低空急流为这次过程提供了充沛的水汽输送和水汽辐合;而强烈的上升运动使得水汽能伸展到较高的高度，中高层的径向次级环流有助于水汽持续向上伸展。

暴雨过程;环流形势;物理量分析

1 引言

暴雨是我国的主要灾害性天气之一，每年由暴雨造成的洪灾给国民经济和国防建设造成严重的影响。所以，对暴雨的预报研究显得尤为重要。但由于暴雨成因的复杂性，至今暴雨预报仍是业务工作中的难点。2009年6月7—9日，贵州自北向南出现强降水天气过程，降水强度大，持续时间长，影响范围广，造成了严重的经济损失，有必要对这次过程的特征及其成因进行分析，以期能提高对此类天气过程的认识。吴古会等［1］从宏观动力因子反映的特征着手分析了此次过程，本文将从天气成因角度分析该暴雨过程。

2 过程概况

2009年6月7—9日，贵州自北向南出现强降水天气过程，此次降水过程分为2个阶段，有明显的夜雨特征。第1阶段降水主要发生在6月7日夜间至8日早晨，集中分布在贵州北部(图1a)，4个县站出现暴雨，最大务川84 mm，有34个乡镇出现暴雨，其中15个乡镇出现大暴雨;第2阶段为8日20时-9日08时，强降水带南移，主要在贵州中部以南地区(图1b)，其中9个县站暴雨，2县站大暴雨，分别是贞丰(124 mm)、榕江(117 mm)，81个乡镇出现暴雨以上量级，21乡镇大暴雨，还有2乡镇特大暴雨，2个强降水中心分别在黔西南东南部和黔南南部。

图1 2009年6月7—9日降水分布：(a)7日08-8日08时，(b)8日08-9日08时。

3 暴雨过程分析

3.1 环流形势及影响系统

6月7-9日，高层(200 hPa)高压为西部型，贵州处于高压东侧的辐散区;500 hPa高纬地区贝加尔湖—巴尔喀什湖一线的横槽转竖，分裂小槽南下，触动高原槽东移对我省的影响，而副热带高压位置偏东，强度也较弱;700 hPa过程前期西南低涡发展东移，同时西南急流建立，第2阶段低涡移至长江中下游，我省南部受低涡横切变西段影响;850 hPa位于贵州北部的低涡维持发展，急流也逐渐加强，8日08时急流达最强，随后低涡缓慢东移，并在我省南部有新的低涡生成发展;地面上7日贵州受强盛的热低压控制，在北部一线地区维持有东西向的辐合线影响，8日，北方有弱冷空气南下，20时开始由正北路径入侵我省。综上所述，这次过程发生在有利的环流背景下，由低层低涡切变及地面中尺度辐合线配合产生。

3.2 中尺度特征分析

7日22时开始，贵州北部出现中尺度对流云团，之后不断发展东移，高原上持续有对流云团东移补充影响贵州，至8日00时，贵州北部2个中尺度对流云团合并，持续到8日02时，相应此时段的降水强度较大;8日02时开始，高原东侧对流云团补充影响贵州，贵州东北部开始有中-β尺度对流云团，持续到8日06时，对应另一个较强降水时段;第2阶段的降水则从8日15时开始，此时沿地面辐合线有对流云团发展，8日20时以后，MCC形成，并随地面辐合线南移，23时-9日01时发展到最强盛阶段，之后减弱消亡，对应贵州南部最强降水时段，04—06时，高原上对流云团西北路径南下影响贵州西部地区，对应贵州西南部另一时段的强降水。

3.3 物理量分析

图2 水汽通量及其散度场：(a)7日20时700 hPa，(b)8日02时700 hPa，(c)7日20时850 hPa，(d)8日02时850 hPa，阴影为水汽通量绝对值，矢量为水汽通量，等值线为水汽通量散度。

3.3.1 水汽条件分析强降水的发生需要充沛的水汽［2］，而水汽通常由对流层低层提供，水汽不断通过低层的输送辐合上升到降水区，才能导致较强的降水。分析850 hPa、700 hPa水汽通量和其散度的分布情况可以弄清水汽来源和水汽的辐合情况，对分析暴雨的成因有很重要的意义。两阶段降水过程中较强降水都从20时开始，22时开始加强，最强降水发生在23时到次日02时。从7日夜间850 hPa、700 hPa的水汽通量和水汽通量散度的变化可知(图2a～2d)，在700 hPa水汽图上，7日20时(强降水发生前期)，来自孟加拉湾的水汽通道基本建立，一直延续到湖南中部，通道呈西南—东北向，除孟湾的水汽通量强中心外，在我省的西南部和湖南西北部各自有相对强中心;发展到8日02时(强降水发生时)，水汽通量增大，水汽输送更加强盛，位于孟湾的中心东移与贵州西南部的中心合为一体，湖南西北部的中心也得到加强。对应850 hPa的水汽源地也是孟加拉湾，为南北向的水汽通量，7日20时在我省的东南部至广西北部有强的水汽通量中心，我省北部位于强水汽通量的左前侧，这样的条件有利于水汽的辐合;到8日02时，水汽输送带略为东移，孟加拉湾的强水汽通量中心减弱，但是在我省的东南部的水汽通量增大，省的北部仍处于水汽通量急流出口的左前侧，这时对应的水汽通量散度在北部均表现出较强的辐合，即在强降水时段，贵州上空不仅有强的水汽通量，在强降水区还有强的水汽辐合。

从8日夜间的水汽通量和水汽通量散度的变化可知(图3a～3d)，700 hPa上8日20时(强降水发生前)，我省的南部水汽通量较小，且孟湾来的水汽在这里几乎分为两段(孟湾和湖南南部)，水汽通量散度在我省也没有明显的辐合，到9日02时(强降水发生时)，孟湾的水汽源消失，水汽大多来自南海，水汽通道再次建立，较前面的通道位置偏南偏东，我省的水汽通量散度都为负值即水汽辐合;850 hPa上8日20时到9日02时也由孟湾水汽源转为南海的水汽源，我省的水汽通量由偏南转为西南向，在8日20时水汽通量散度在黔西南(104°E，25°N)为辐合中心，到9日02时辐合中心移到黔南(106°E，25°N)，强降水区对应在水汽通量出口的左前侧，水汽的辐合更有利于暴雨的形成。

图3 水汽通量及其散度场：(a)8日20时700 hPa，(b)9日02时700 hPa，(c)8日20时850 hPa，(d)9日02时850 hPa，阴影为水汽通量绝对值，矢量为水汽通量，等值线为水汽通量散度。

3.3.2 垂直运动分析暴雨的发生需要充足的水汽，在有了水汽条件后需要一定的上升运动［2］使输送来的水汽不断的向上伸展凝结，才能产生暴雨。从2次降水过程强降水中心的垂直速度沿经度剖面的变化情况可知(图4a～4f)，7日夜间强降水中心在遵义北部(108°E，28.5°N)，在 108°E 径向剖面上7日20时暴雨位置在500 hPa以下均为上升运动，最强中心在29°N，强度为 -0.4 Pa/s，其南部高层400 hPa以上有弱的下沉运动，到8日02时，上升气流加强(-0.6 Pa/s)且上升急流轴位置向南移动，轴两侧600～300 hPa有下沉运动，在对流层中高层形成了径向的垂直环流，有利于水汽的不断上升和凝结形成降水。8日夜间对应2个降水强中心黔西南(105°E，25.2°N)和黔南南部(108°E，25.4°N)，8日20时，它们的低层上升运动中心均在26°N附近，到高层均向南偏移，最强中心值分别为-1.0 Pa/s和-0.6 Pa/s，到降水最强时(9日02时)，上升运动中心仍然维持在26°N附近，其中心强度明显增大(分别为-1.2 Pa/s和-2.7 Pa/s)，中心高度分别为500 hPa和300 hPa，较前一阶段伸展高度增加。2个剖面在26°N都形成了一个强烈的上升运动轴并伸展到对流层顶，轴区两侧600 hPa以上为下沉气流，下沉最强中心在300 hPa附近，较前一日的下沉中心位置更高，这样形成的径向次级垂直环流使得在中高层的下沉气流不能够到达较低位置而又继续上升，水汽循环上升加上低层水汽补充，使得水汽凝结更加迅速，降水得以持续，相应第二阶段的降水比第一阶段强。

3.3.3 不稳定条件分析假相当位温是非常重要的温湿特征参数，能表征气团的能量，在大气干绝热和湿绝热过程中均是守恒量，通常暴雨发生在假相当位温值较大或等值线条较密集的地区，其垂直方向的变化可以反映大气层结的对流不稳定状态［2］。从假相当位温的垂直剖面时间变化图上可以看出(图略)，8日02时θse在800～450 hPa的垂直变化率小于零，对应大气层结表现为对流不稳定，假相当位温值在780 hPa值达最大，超过354 K，此时大气对流不稳定达最旺盛时期;另一阶段降水中，对应2个强降水中心假相当位温剖面随时间的变化图上可以看出，8日午后到9日凌晨，强降水中心上空θse随高度递减，大气处于不稳定状态，且θse等直线密集，值也较高，说明能量较高且大气呈不稳定状态，只要有地面辐合线等触发条件，就容易造成强天气的发生。