地面辐合线触发黔西南州大暴雨成因分析

崔 庭， 孙旭东， 吴 静， 杨 杰， 柏 宾

(1．贵州省望谟县气象局，贵州望谟 552300；2. 黔西南州气象局，贵州兴义 562400)



地面辐合线触发黔西南州大暴雨成因分析

崔 庭1， 孙旭东2， 吴 静2， 杨 杰1， 柏 宾1

(1．贵州省望谟县气象局，贵州望谟 552300；2. 黔西南州气象局，贵州兴义 562400)

摘要利用高空观测资料、地面自动站观测资料、NCEP 1.0°×1.0°再分析资料、FY-2C资料等，从天气系统、物理量场、卫星云图等方面对2014年8月23日黔西南州的这次强降雨天气过程进行诊断分析。结果表明，中低层切变和冷空气是此次暴雨天气的主要影响系统，地面辐合线触发了暴雨天气的发生发展；中尺度对流云团沿地面辐合线生成与发展，对流云团合并增强是直接造成黔西南州大暴雨的主要原因；850 hPa水汽通量散度辐合中心沿着地面辐合线自北向南移动影响黔西南州，且降雨落区与水汽通量和水汽通量辐合中心相对应。

关键词大暴雨；地面辐合线；天气系统；物理量场；卫星云图；黔西南州

黔西南州位于104°31′～106°32′E、24°37′～26°11′N，地处黔、滇、桂三省区结合部，云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，在全球变暖的大背景下，该地区发生极端天气气候事件也尤为频繁。2014年8月23日16：00～24日08：00黔西南州遭受区域性强降雨，此次强降雨时间短、强度大、局地性强，造成望谟县因灾死亡2人，10人受伤，紧急转移人口1 025人，需生活救助人口678人，农作物受灾面积92.1 hm2，因灾倒塌居民住房8户24间，在建廉租房一栋112套448间，严重损坏房屋114户453间，一般损房130户495间，直接经济损失4 257万元。

近年来，许多学者对各地暴雨过程进行了分析，并取得一定的研究成果[1-5]，如李登文等[3]研究发现望谟县的短时强降水是受河套冷空气快速南下影响而致使贵州中部的辐合线南压锋生诱发β中尺度云团的生成与强烈发展所引起的；孙明生等[4]分析表明高空急流辐散与低层低涡切变线、地形辐合线、地形强迫抬升等共同作用构成的强烈上升运动触发和增强了暖区强降水。笔者利用高空观测资料、地面自动站观测资料、NCEP 1.0°×1.0°再分析资料、FY-2C资料等，从天气系统、物理量场、卫星云图等方面对2014年8月23日黔西南州的强降雨天气过程进行诊断分析，探讨此次大暴雨过程的成因。

1雨情分析

8月23日16：00～24日08：00，黔西南州遭受区域性强降雨，全州2个监测点特大暴雨(主要集中在望谟县城周围)，17个监测点大暴雨，119个监测点暴雨，148个监测点大雨。降雨自北向南扩展，强降雨时段主要集中在23日23：00～24日04：00，最大雨强为59.8 mm/h(图1)。

图1　2014年8月23日23:00～24日04：00望谟县小时降雨量分布Fig.1　Precipitation in Wangmo County from 23:00 Aug.23 to 04:00 Aug.24 in 2014

2主要影响天气系统分析

2.1天气系统分析由图2可见，23日08：00 500 hPa高空槽位于四川东部，未来东移，588 dagpm线维持在贵州省中部偏南地区；700 hPa，四川中南部存在切变，未来南压，云南东部维持切变，未来东移；850 hPa,切变线位于贵州省东南部，未来缓慢南压；地面，目前贵州省受高压控制，冷锋位于该省的东北—西南一线。

图2　2014年8月23日08：00天气系统配置Fig.2　Weather system configuration at 08:00 on Aug.23, 2014

图3　2014年8月23日08：00(a)和20：00(b)地面实况Fig.3　Ground truth at 08:00(a) and 20:00(b) on Aug.23, 2014

2.2地面的中尺度分析分析贵州省自动站每小时加密资料(图3)发现，23日08：00在贵州省中部一线有一条西北—东南向的辐合线，辐合线不断往西南方向推进，而对流单体15：00在辐合线北段开始生成，沿辐合线方向不断南移，所以地面辐合线触发了对流云团的发生发展。3物理环境场条件分析

3.1不稳定指数分析K指数发现，23日08：00黔西南州K指数维持在36 ℃以上，到20：00K指数上升至40 ℃(图4a)，说明08:00～20:00K指数呈明显增大趋势；分析SI指数发现，23日08：00贵州省均处于大于0的稳定区域，20：00负值区域仅影响到黔西南州(图4b)。说明23日08：00～20：00黔西南州能量是在不断增大，不稳定条件逐渐形成，地面辐合线触发了不稳定能量的释放，所以导致黔西南州遭受特大暴雨袭击。

图4　2014年8月23日20：00 K指数(a)和SI指数(b)(单位：℃)Fig.4　K index(a) and SI index(b) at 20:00 on Aug.23, 2014

3.2水汽条件经分析，23日08：00 700 hPa在贵州省西南部比湿最大，为11 g/kg，850 hPa比湿为14 g/kg；到20：00 700 hPa比湿维持11 g/kg，850 hPa增至15 g/kg。分析23日08：00 850 hPa水汽通量散度与风矢量演变(图5)可知，暴雨开始前，在贵州省有2个水汽通量辐合中心，分别位于该省东北部与西南部，强中心为-3×10-6g/(cm2· hPa·s)；20：00东北部减弱呈辐散，西南部的强中心更强，水汽条件比08：00更好，强中心为-5×10-6g/(cm2· hPa·s)。贵州省西南部缓慢南压影响广西。综上所述可知，850 hPa水汽辐合中心演变与强降水有较好的对应关系，为降水持续提供了有利条件。

3.3动力条件从23日08：00和20：00垂直速度剖面(图6)可以看出,08:00 104°～108°E上升速度较弱，20:00垂直速度明显升高，有较强上升运动区，中心值达0.7 Pa/s,从低层伸展至200 hPa均为上升区，在104°E以西有较强的速度下沉区，中心值达0.1 m/s，这种上升与下沉运动的稳定维持为强降水系统的发生发展提供了必要动力条件。

4卫星云图分析

分析FY-2C红外云图(图7)发现，中尺度系统是造成此次暴雨过程的直接原因。此次天气过程在23日14：00以后A云团开始生成，到17：00发展到最强，但同时A云团后面有B云团也开始生成发展；到18：00 A云团开始逐渐减弱，20：00达到最弱，21：00 2个云团合并又开始逐渐增强。结合水汽条件与动力条件分析发现，影响全州的云图到20:00是逐渐增强的过程。按照经验预报当A云团减弱以后降雨应该是减弱过程，但从物理量场分析，天气系统到20：00是逐渐增强的，所以主要强降雨时段是在20：00以后。

图5　2014年8月23 日08：00(a)和20：00(b) 850 hPa水汽通量散度与风矢量 Fig.5　850 hPa water vapor flux divergence and wind vector at 08:00(a) and 20:00(b)on Aug.23, 2014

图6　2014年8月23 日08:00(a)和20：00(b)沿黔西南州25°N的垂直速度剖面(单位: 10-2Pa/s) Fig.6　The vertical speed profile along Qianxinan Prefecture 25°N at 08:00(a) and 20:00(b) on Aug.23, 2014

图7　2014年8月23 日17：00～22：00红外云图Fig.7　Infrared cloud image from 17:00 to 22:00 on Aug.23, 2014

5小结

(1)中低层切变和冷空气是此次暴雨天气的主要影响系统，地面辐合线触发了暴雨天气的发生发展。

(2)中尺度对流云团沿地面辐合线生成与发展,对流云团合并增强是直接造成黔西南州大暴雨的主要原因。

(3)850 hPa 水汽通量散度辐合中心沿着地面辐合线自北向南移动影响黔西南州，且降雨落区与水汽通量和水汽通量辐合中心相对应。

参考文献

[1] 陶诗言， 张小玲, 张顺利.长江流域梅雨锋暴雨灾害研究[M].北京:气象出版社, 2004: 39-113.

[2] 徐双柱，吴翠红，吴涛.“2011.6.18”湖北大暴雨成因分析[J].高原气象，2013，32(4)：1106-1114.

[3] 李登文，杨静，乔琪.2006-06-13贵州省望谟县大暴雨的诊断分析[J].南京气象学报，2008，31(4)：511-519.

[4] 孙明生，杨力强，尹青，等.“7.21”北京特大暴雨成因分析(Ⅱ)：垂直运动、风垂直切变与地形影响[J].暴雨灾害，2013，32(3)：218-223.

[5] 池再香，白慧，黄红，等.夏季黔东南州局地暴雨与西太副高环流的关系[J].高原气象，2008，27(1)：176-183.

Cause Analysis of the Heavy Rains Triggered by Ground Convergence Line in Qianxinan Prefecture

CUI Ting1, SUN Xu-dong2, WU Jing2et al

(1. Wangmo County Meteorological Bureau in Guizhou Province, Wangmo, Guizhou 552300; 2. Qianxinan Prefecture Meteorological Bureau, Xingyi, Guizhou 562400)

AbstractUsing high altitude observation data, ground automatic observation data, NCEP 1.0°×1.0°reanalysis data, FY-2C data, the heavy rain process on Aug.23, 2014 in Qianxinan Prefecture was analyzed from aspects of weather system, physical quantity field, satellite cloud. The results showed that low level shear and cold air were main influencing system, surface convergence line triggered the occurrence and development of the heavy rain; mesoscale convective clouds generated and developed along surface convergence line; 850 hPa water vapor flux divergence center moved along surface convergence line from north to south, the rainfall zone was corresponding to the water vapor and convergence center.

Key wordsHeavy rains; Ground convergence line; Weather system; Physical quantity field; Satellite cloud; Qianxinan Prefecture

作者简介崔庭(1982- )，男，贵州沿河人，工程师，从事短期天气预报及相关研究。

收稿日期2016-02-22

中图分类号S 16

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)08-218-03