四川普格县一次暴雨天气过程成因分析

樊晓梅

摘 要：利用气象自动站的降水资料、数值预报产品，再结合卫星云图、雷达回波产品综合诊断、分析了普格县2014-08-17T20：00—2014-08-18T20：00出现的暴雨、局部大暴雨天气过程。结果表明，中高纬长时间维持“两槽一脊”型是造成不稳定天气的原因；盆地中部、南部有西南涡，且凉山自治州有切变辐合，为强降水天气过程提供了有利的动力条件；盆地内主要受西南气流控制，大气相对湿度高，为强降水天气提供了充足的水汽条件。通过相关分析，为今后该县暴雨预报提供有效的依据和清晰的思路：暴雨出现在强上升运动和非常暖湿的不稳定空气中。与暴雨有直接关系的是中、小尺度上升运动和地形引起的上升运动。大尺度的上升运动是暴雨发生、发展的重要先决条件。大形势稳定水汽的输送和辐合对流不稳定能量的释放和再生。由此可知，形成暴雨必须满足3个条件，即暖湿气团的输送、辐合和不稳定性；强烈的上升运动；稳定环流形势下较长的持续时间。

关键词：暴雨；两槽一脊型；西南涡；暖湿气团

中图分类号：P458.1+21.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.010

1 天气实况

2014-08-17T20：00—2014-08-18T20：00，普格县出现了一次暴雨天气过程，最大降水量出现在黎安乡，为150.4 mm，每小时最大雨强达27.1 mm；降水量达到100.0 mm以上的有3站次，达到90.0 mm以上的有3站次，达到80.0 mm的有3站次，达到70.07 mm以上的有2站次，达到60.0 mm以上的有3站次，达50.0 mm以上的有4站次。全县除了3站中雨外，其余均为大雨以上。出现暴雨、大暴雨天气的区域主要在该县的西部和南部，2014年5次暴雨中，有4次暴雨强中心出现在黎安和文坪。各乡镇的降水情况如表1、图1所示。

2 环流形势分析

2.1 500 hPa环流形势分析

在图2中，由2014-08-16T08：00 500 hPa环流形势分析图可知，欧亚中高纬为两槽一脊，并且有高原涡东移影响该省，同时，盆地中部、南部低层配合有西南涡，大气中相对湿度较高，该州有-2 ℃的负变温，将会有一次降水天气过程。到了2014-08-17T08：00，继续维持欧亚中高纬两槽一脊的形式，青海南部有弱波动，美姑到澜沧有一切变，青海低涡将东移影响该省。2014-08-17T20：00，588线明显西伸北抬，有0～2位势米负变高。2014-08-18T08：00，欧亚中高纬两槽一脊形式继续维持，攀西地区南部有一切变，川西高原有低槽系统生成东移。在此次过程中，副高稳定维持，环流呈现东高西低的态势，对高原低涡起到了很好的阻塞作用。

2.2 700 hPa环流形势分析

在图3中，由2014-08-16T08：00 700 hPa环流形势分析图可知，云南至盆地为一致的西南气流，盆地中、低层湿度条件较好，2014-08-16T08：00—2014-08-18T20：00的相对湿度在90%以上，有充足的水汽供给。2014-08-17T08：00，盆地南部有弱的横切变，盆地低层湿度条件较好，盆地南部和攀西地区配合有切变辐合，大气中相对湿度较高，24 h内盆地将有一次降水天气过程，48 h后，从低层到中层，该省大部将转为西北气流，低层湿度减小，天气转好。2014-08-18T08：00，从盐源到宣威有横切变，盆地低层湿度条件较好，盆地西部转南风，湿度增加，有利于川西高原和盆地西部的降水。从地面图上可知，2014-08-16T08：00—2014-08-17T08：00，该省处于1～2 ℃正变温区。这说明，存在暖平流，有助于对流的发展，并且有-4～-3位势米的负变高。到了2014-08-18T08：00，其转为正变高。

2.3 2014-08-16—2014-08-17中尺度分析

在图4中，2014-08-16T08：00实况显示，在500 hPa，该省大部为西风气流，高原上呈弱脊，西藏和青海交界有一横切变，未来将东移影响该省川西高原地区；在700 hPa，在甘肃南部有一低涡，陕甘南部到盆地北部有一切变，盆地大部为偏南风，湿度条件较好；在850 hPa，盆地东北部到西部有一切变，盆地南部有一定的气旋曲度。2014-08-17实况显示，雷暴天气主要集中在盆地南部和凉山州东部，川西高原北部和盆地西南部的局部地方出现了分散性雷暴天气。在500 hPa，青海东南部到甘孜州北部有明显的切变，未来东移将影响川西高原地区；凉山州东部到攀枝花南部也有切变存在。在700 hPa，盆地南部到重庆南部有一切变，全省大部地方湿度条件好；在850 hPa，盆地主要为偏东风，甘肃、陕西到盆地北部为负变温区。副高的稳定维持、逐渐西进加强是造成凉山强降雨的主要系统之一，形成了东北冷涡、巴湖低槽、整个形势东高西低的辐合流场，有利于暴雨持续和中小尺度系统的生成。2014-08-16，500 hPa陕西—昭通、内蒙西部有切变，高原南部盛行西南气流。地面显示，如图6所示，在兰州有偏北风和降温区。

3 物理量分析

3.1 水汽条件分析

2014-08-16T08：00，该县温度露点差为1.5 ℃，20：00为2.1 ℃；2014-08-17T08：00—2014-08-17T20：00的温度露点差为2.0 ℃；2014-08-18T08：00的温度露点差为1.8 ℃。由此可知，温度露点差在1～2 ℃之间，达到了饱和状态，湿度条件较好，为此次暴雨的发生提供了充足的水汽条件。

水汽通量表征流经的水汽，水汽通量散度表征留住水汽的能力，水汽通量散度反映出了暴雨期水汽的输送和聚集过程。从图7中可以看出，2014-08-16T08：00，此地处于大片负值区，中心强度为-2 g/cm2·hPa·s；2014-08-16T20：00，水汽通量散度为-2 g/cm2·hPa·s；2014-08-17T08：00，水汽通量散度为-4 g/cm2·hPa·s；2014-08-17T20：00，水汽通量散度为-2 g/cm2·hPa·s；2014-08-18T08：00，水汽通量散度为0 g/cm2·hPa·s。相对湿度表征该地的水汽条件，2014-08-16T20：00，此地相对湿度为90%；2014-08-17T20：00，此地相对湿度为

95%；2014-08-18T20：00，此地相对湿度迅速降到70%.

3.2 动力条件

涡度：2014-08-16T20：00为2 s-1，2014-08-17T20：00为3 s-1。由此可以看出，这期间的涡度呈现一个增加的过程。

散度：2014-08-16T20：00为-1 s-1，2014-08-17T20：00为-3 s-1。这反映出辐合在加强。

3.3 热力条件

假相当位温θse表示温、压、湿综合的物理量，是预报业务中常用的重要物理量。在同一气压条件下，θse越大，空气越暖湿，反之，空气越干冷。850 hPa的θse分布情况和大小是预报员经常关注的重点。在发生暴雨时，850 hPa的θse值一般在56.85 ℃以上。θse850-θse500反映了大气中层结潜在的不稳定，暴雨落区一般在-273.15～-258.15 ℃之间。2014-08-16T20：00，该地的θse为66.85 ℃，2014-08-17T20：00，该地的θse为76.85 ℃。这说明，该地的θse在暴雨发生的2014-08-16—2014-08-17之间一直保持在一个较高的水平。

3.4 层结稳定度分析

如图8所示，在T—logp图上，2014-08-16T20：00的沙氏指数SI为-0.59，对流有效位能Cape为1 284 J/kg，预示该州将有暴雨天气；2014-08-17T08：00，SI为-1.42，能量有所衰减；到了2014-08-17T20：00，SI为-0.59，Cape为823.7 J/kg，表示大气层结极不稳定、能量高，有强对流天气产生，中低层湿度大且有风的辐合；2014-08-18T08：00，SI为2.21，能量开始衰减，降水减少。能量指数变化趋势如表2所示，2014-08-17各层的物理量分析如表3所示。

4 卫星云图分析

TBB是卫星通过扫描辐射仪观测下垫面物体，并获取经量化处理后的辐射值，它反映了不同下垫面的亮度和温度状况。在无云或少云区，TBB是地表黑体辐射亮温，其值较高；在云区中，TBB是云顶黑体辐射亮温，其值较低，并且一般TBB值越小，表明云顶越高，对流越旺盛。在图9中，TBB的大值区对应着每小时降水量的雨量大值区。

在2014-08-16的红外云图上，高原中部到我州有大片中云，其中，有零散的高云，它在短期内将影响我州的天气。从图10中可以看出，2014-08-17，川西高原到我州有零散的对流云生成，对我州天气有一定的影响。而在2014-08-18的云图上，切变云已移出我州，我州大部为低云覆盖，降水天气结束。在2014-08-17T14：15—2014-08-18T06：45期间，云系发展是不断增强的。

5 雷达回波分析

从图11、图12的雷达回波图分析中看出，2014-08-17T21：00，我州自西向东回波开始增强，回波在移动过程中逐渐合并加强，发展强盛，自西向东缓慢移动，覆盖面积也相应地扩大，到了22：00，强度中心已大于55 dbz，垂直累积液态水含量在5～10 kg/m2之间，最大达15 kg/m2；从2014-08-17T22：00—2014-08-18T01：00，回波强度维持在30～40 dbz，到了04：00，大部维持在35 dbz，局部还有40 dbz。从图13、图14的基本速度图上可以看出，我县有明显的辐合，致使大部地区出现了暴雨天气。

6 结束语

在此次暴雨天气过程中，降水强度大、持续时间长，高空有低槽、切变、西南涡，配合地面的冷空气，并且湿度条件要好。从700 hPa湿度场分析中可以看出，2014-08-16—2014-08-18，该地湿度均在90%以上，2014-08-16，我州位于高压区，低压中心在内江到重庆一带。2014-08-17，有明显的负变高，槽将加深，维持降水天气。同时，数值预报产品中的各种物理量预报均有一定的指示意义。根据以上内容，发布我县有暴雨，局部大暴雨的预报。利用数值预报资料，结合州台的指导预报，成功预报出了此次暴雨天气过程。各个天气系统的作用表现在：①200 hPa高空急流的存在有利于上升运动的加强。②由于副高先阻塞后东退，盆地西部高能高湿，低层700 hPa南风夜间将加强，并且在盆地西部有气旋性曲率，850 hPa偏西南风加强结合地形利于州南部一带降水。③高原切变和冷空气的补充加上地形的强迫作用，触发产生了对流风暴单体，其后南压，边界层入流的增强引发风暴单体的强烈发展，使得南部出现暴雨。④湿层的深厚使得降雨时间持续。⑤地面冷空气与中低层冷平流产生触发作用，前期高能和位势不稳定层结缺乏触发机制。由于北方冷空气与偏南气流带来的暖湿气流交汇，加强了大气的斜压不稳定，所以，促使对流云团发展形成MCS云团，成为了此次暴雨过程的触发因子。

参考文献

[1]蔡晓云，焦热光，卞素分.多普勒速度图暴雨判据和短时预报工具研究[J].气象，2001（07）.

[2]王福侠，张迎新，胡欣，等.华北平原一次秋季大暴雨过程的物理成因分析[J].气象科技，2004（S1）.

〔编辑：白洁〕

Abstract： Using the meteorological automatic station precipitation data， numerical forecast products， combined with satellite images， radar echo， comprehensive diagnosis analysis of 2014-08-17T20：00 - 2014-08-18T20：00 in Puge County appear rainstorm， local big rainstorm weather process. The results show that in high latitudes， long time to maintain the “two troughs and one ridge” type is the cause that causes erratic weather； in the central part of the basin， south of the southwest vortex， and the Liangshan autonomous prefecture has shear convergence， provides favourable condition for strong precipitation weather process； the basin is mainly affected by the southwest airflow control， air relative humidity and high， provided sufficient water vapor condition for strong precipitation weather. Through correlation analysis， offer the effective basis and clear thinking for the future development of the rainstorm forecast： rain occurred unstable air in the strong ascending motion and very warm in the. There is a direct relationship with the rainfall is in small scale， ascending motion and the ascending motion caused by terrain. Large scale upward motion is rainstorm， development an important prerequisite. Convective transport and convergence situation of stable water unstable release and regeneration energy. Therefore， the formation of rain must satisfy 3 conditions， that is， warm air mass transport， convergence and instability； strong ascending motion； continuous time stable circulation situation longer.

Key words： storm； two trough and one ridge； southwest vortex； warm air mass