以2013年9月23～24日降水为例浅析安化芙蓉山地形对降水的影响

夏石友 李兵

摘要

利用2013年9月23～24日安化县内区域站降水资料，简要分析了芙蓉山地形特征对其附近乡镇降水的影响。结果表明，东侧迎风坡地形抬升作用有利于诱发局部暴雨；高明、九如的此次降雨过程与山谷效应有一定的联系；地势相对简单的区域，降水分布相对均匀，降水强度也较迎风坡小。

关键词安化；地形；降水分布

中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611（2014）28-09858-02

地形对降水的影响历来是气象研究工作中必须考虑的问题，地形对大气环流和天气气候的影响主要体现在动力作用和热力作用，其中迎风坡、背风坡效应是2种典型的地形动力阻挡效应[1]。舒守娟等利用国内394个观测站的降水资料，建立了一个年、季降水量和地理、地形因子的关系模型，结果表明相关系数基本均在0.84以上[2]。文迁等分析了国内梅雨雨量站密度试验研究区的降水资料，发现最大降水常出现在相对高程的70%～80%区域，山顶降水反而小于山坡脚，山坡坡度以及迎风坡风速大小、风向与迎风坡夹角等因素影响降水强度和落区[3]。周生辉等模拟了地形强迫抬升作用对台风风场的影响，发现台风降水区集中在山脉迎风坡[4]。

安化县芙蓉山坐落在县域东南部，处于安化县仙溪、大福、清塘、梅城四镇交界地带，其地形作用能显著地影响附近乡镇的降水量分布。芙蓉山呈南北走向，由72座大小山峰相连而成，长达30 km以上，主体为5座高峰，分别是蚂蝗山、云雾山、天罩山、大峰山、锡杖山（图1）。笔者利用GoogleEarth软件提供的地理信

注：十字线为五大主峰位置，粗虚线为县界线，粗点虚线为芙蓉山主体走向范围，粗实线范围为仙溪、梅城、清塘、大福、高明、东山5乡镇辖区。

图1芙蓉山地势示意图

息数据简要分析了2013年9月23～24日降水过程中，芙蓉山地形特征对安化县仙溪、清塘、梅城、高明、东山等5个乡镇降水分布的影响，以期进一步提高安化县降水预报预测水平，在预防山洪、滑坡等地质灾害方面具有一定的指导意义。

1天气实况

高空500 hPa等高线图（图2）显示，9月23～24日期间安化处于“天兔”热带低压倒槽前，东南暖湿气流强盛，低层850 hPa南风强度达8～12 m/s，槽前强烈的水汽辐合有利于该地区出现强降水。红外云图上“天兔”云系由东南往西北方向发展，移入安化后停滞且发展时间长，其携带的水汽由东南往西北持续流入安化，另外加上安化县域内三大山系的阻挡抬升作用，全县普降大雨。

从23日08：00～24日08：00，芙蓉山系附近仙溪、清塘、梅城、高明、东山等地降水量（表1）可以看出，芙蓉山东麓的高明乡降水量最大，其次是芙蓉山北段与南段交界处的九如村，以小丘陵为主的田心降水量最小，清塘次之。田心与高明直线距离约为22 km，但由于地形不同其降水量之差为126.2 mm，可见此次“天兔”热带低压倒槽引起的降水过程芙蓉山地形的影响作用十分明显。

2芙蓉山地形影响降水分析

孙继松根据大气运动基本方程，研究了地形对过山气流的影响，指出当垂直于山体的过山气流速度随高度增加而减小时，地形作用在迎风坡侧表现为水平辐合，能明显增加迎风坡侧降水[5]。基于该结论，此次过程中当天气系统由东南往西北发展时，芙蓉山东侧的东山、高明首当其冲，由于热带低压系统不断西移，携带着大量水汽不断补充，使得高明的降水量显著高于背风坡处的仙溪。然而高明、东山虽同处迎风坡，其降水量差别达103.6 mm。进一步分析二者的地形特征可知，东山东侧为面积较广的丘陵地带，地势相对简单，而高明地处山谷，西南、东南侧海拔相对较低（图3）。当天气系统持续不断由东南往西北发展时，此两处开口引导气流进入谷地，胡伯威等研究指出山谷喇叭口地形的迎风坡上容易诱发大暴雨[6]，在这种特殊的地形条件下，高明乡日降水量高达187.2 mm。

注：粗实线区域为山谷地带。

图3高明乡山谷等高线图

梅城、田心由于地处芙蓉山西南侧，平均海拔低，故天气系统长驱直入受地形阻挡效果不明显，二者降水量几乎相等，相对其他乡镇降水量小很多。长沙多普勒天气雷达组合反射率图（图略）显示，23日08：00～24日08：00期间，热带低压系统一直在由东南往西北发展。对于芙蓉山南段来说，

九如处于背风坡，然而对于芙蓉山北段来说，九如处于迎风坡，当天气系统源源不断将水汽由东南往西北输送时，气流翻过芙蓉山南段，在九如附近受芙蓉山北段阻挡被迫抬升，加上九如一带的喇叭口地形，使得九如日降水量达131.0 mm。

3总结与讨论

（1）影响降水强度和落区的因素有许多，地形是其中的因素之一。2013年9月23～24日，“天兔”热带低压系统水汽条件相对均匀，然而安化芙蓉山周围乡镇降水量相差悬殊，分析認为地形差异是引起降水分布差异的主要原因。利用GoogleEarth提供的地理信息，具体分析了降水分布差异的地形原因。结果表明，在地势相对简单的区域，降水分布相对均匀，降水强度小于海拔高、地势复杂区域的降水；当热带低压倒槽天气系统由东南往西北方向移动时，芙蓉山东侧的东山乡、高明乡处于迎风坡，地形抬升作用有利于诱发局部暴雨，其结论与周生辉等模拟的结果[4]是一致的；由于安化复杂的地势，除了典型的迎风坡效应外，山谷效应也是诱发局部暴雨的一个主要地形因素，高明、九如的此次降雨过程与山谷效应有一定的联系，其具体关系仍需进一步分析。

（2）由于安化县内区域站数量有限，站点密度仍不够大，地形对降水强度、落区的影响有待继续探讨。上述结论虽然具有一定的经验性内容，但对山区降水量强度预报具有一定的指导价值。实际上地形对降水的影响是十分复杂的，若以后仍遇到类似此次过程的天气形势，可进一步对上述结论进行修订，以便更好地做好当地精细化预报。

（3）对于其他重大天气过程，其水汽条件、气流情况可能会比此次过程更复杂，因此除了分析地形对降水强度、落区的影响外，还应当结合实际天气形势做好预报服务。为了做好精细化预报服务，利用降水强度与地形因子相关模型进行空间插值，定量计算降水强度是将来可以进一步探讨的问题。

参考文献

[1]

廖菲，洪延超，常国刚.地形对降水的影响研究概述[J].气象科技，2007，35（3）：309-316.

[2] 舒守娟，王元，熊安元.中国区域地理、地形因子对降水分布影响的估算和分析[J].地球物理学报，2007，50（6）：1703-1712.

[3] 文迁，谭国良，罗嗣林.降水分布受地形影响的分析[J].水文，1997（S1）：53-65.

[4] 周生辉.地形强迫作用对湖南省两次典型降水的模拟分析[D].长沙：湖南大学，2010.

[5] 孙继松.气流的垂直分布对地形雨落区的影响[J].高原气象，2005，24（1）：62-69.

[6] 胡伯威，崔春光，房春花.1988年7月21-22日鄂东沿江连日特大暴雨成因探讨[J].大气科学，2001，25（4）：480-491.