1960—2019年遵义地区区域性暴雨特征分析
2022-01-13武正敏陈茜茜罗晨艺
杨 熠,武正敏,陈茜茜,罗晨艺,李 霞
(贵州省遵义市气象局,贵州 遵义 563000)
0 引 言
遵义地区地形复杂,区域性和持续性暴雨引起的洪涝、泥石流等自然灾害时常发生[1]。进入21世纪以来,我国每年汛期因洪涝灾害和山洪地质灾害造成的死亡人数占汛期因灾死亡人数的70%以上[2]。2010年7月10日遵义地区出现大范围区域性暴雨,因灾死亡9人,失踪2人,造成直接经济损失8.1亿元[1,3]。2011年6月18日湄潭24 h降雨量达202.8 mm,突破该站1942年以来的气象记录。2014年8月11日习水良村镇特大暴雨造成山洪泥石流,因灾死亡13人,直接经济损失12.7亿元[4]。2020年6月22日遵义地区出现了大范围区域性暴雨造成全市15.3万人受灾,因灾死亡3人,直接经济损失3.15亿元。
对近40~50 a云南、宁夏、湖北、安徽等省和中国暴雨的气候特征研究表明[5-17],夏季暴雨在大部分地区呈增加趋势,且有明显年际、年代际变化。林建等[2]利用1981—2010年全国2400多个站的降水资料,通过统计发现21世纪以来,南方地区的暴雨过程明显在增多,并以短时强降水为主,但总降水量不及20世纪90年代[2]。姚正兰等[1]利用遵义地区 13 个气象观测1961—2015年逐日暴雨资料,采用 Petitt和合成分析方法,得出遵义地区暴雨日的发生有阶段性,20世纪60、70年代较多,在80、90年代较少。近几年对遵义地区暴雨的研究主要在个例方面,而对区域性暴雨的研究还不多,所以本文主要研究遵义地区区域性暴雨的分布特征,以期寻找出一些规律,为预报员在工作中提供参考。
1 资料与方法
所用资料为中国气象局信息中心提供的遵义地区13个国家站1960—2019年1—12月逐日降水观测资料(20时—20时),以及同时段美国NCEP /NCAR全球再分析资料,主要包括位势高度、U风场、V风场、垂直速度、温度、相对湿度,数据分辨率为1°×1°。
本文规定对于13个站在同1 d有3个及以上国家站日降水量≥50.0 mm,定义为1次区域性暴雨过程;当区域性暴雨持续2 d及以上时间,定义为1次区域持续性暴雨过程。
2 遵义地区区域性暴雨特征
在过去60 a里,遵义地区区域性暴雨逐年发生次数呈波动变化(图1),平均每年发生4次,最少0次(1961年),最多10次(2014年)。1961—2019年遵义地区总共发生236次区域性暴雨(表1),1 d中同时发生暴雨的站数最多可达10个,但出现3个站的最多,达93次(占39.4%),4个站的次之67次(占28.4%),随着站数的增加占比减少,最少的是10个站仅出现2次。从发生时间来看,自3月下旬—11月上旬均有区域性暴雨发生,并且在6月中旬—7月中旬达到顶峰,占39.8%。
图1 遵义地区60 a区域性暴雨逐年发生次数Fig.1 The number of regional rainstorms in Zunyi area in the past 60 years
表1 遵义地区60 a发生不同站数区域性暴雨的旬分布(单位:次)Tab.1 Ten-day distribution of regional rainstorms at different stations in Zunyi area in the past 60 years (unit∶ times)
在不同年代,出现不同站数区域性暴雨的次数也不相同(表2),发生3个站的集中在20世纪90年代;4个站的集中在20世纪70年代;5个站的集中在20世纪90年代;6个站的集中在21世纪00年代;7个站的集中在20世纪80年代和21世纪10年代;8个站的集中在20世纪60年代;9个站的集中在21世纪10年代;10个站的只在20世纪80年代发生过。
表2 遵义地区60 a发生不同站数区域性暴雨的年代际分布(单位:次)Tab.2 The interdecadal distribution of regional rainstorms at different stations in Zunyi area in 60 years (unit∶ times)
3 遵义地区持续性暴雨特征
在暴雨造成的灾害中,往往是暴雨持续时间越长灾害越重。下面重点介绍遵义地区过去60 a持续2 d(包含)以上暴雨过程的分布情况。
3.1 单站持续性暴雨特征
通过统计60 a里13个国家站发生持续2 d(包含)以上暴雨频数发现(图2),单站只出现过持续2 d和持续3 d的暴雨,其中,持续2 d暴雨最多的是12次(凤冈),最少的是1次(赤水),其余站主要集中在2~7次之间;而持续3 d的暴雨只在湄潭、凤冈和余庆出现过,最多的是2次(凤冈),另外2站只出现过1次。60 a里13个国家站出现的单日最大降水量排名前三的分别是192.7 mm(湄潭2011年6月18日)、183.9 mm(遵义1987年7月20日)、178.8 mm(习水1968年5月22日)。
图2 遵义地区60 a里13个国家站单站发生持续2 d暴雨(a)和持续3 d暴雨(b)总频次的空间分布Fig.2 In the 60 years in Zunyi area, 13 national stations have experienced heavy rain lasting for 2 days (a) and lasting 3 days (b) at a single station Spatial distribution of total frequency
3.2 区域持续性暴雨特征
遵义地区在过去60 a里,只发生过持续2 d和持续3 d的区域性暴雨,且各仅有1次,分别出现在1963年7月10—11日和2014年7月14—16日(表3)。前者暴雨落区集中在东部,单日最大降水量是118.3 mm(余庆),过程累计最大降水量是207.3 mm(余庆)。后者暴雨落区集中在中部、东部,单日最大降水量是133.3 mm(湄潭),过程累计最大降水量是295.2 mm(凤冈)。
表3 遵义地区60 a持续2 d(包含)以上区域性暴雨过程中的日雨量分布(单位:mm)Tab.3 Distribution of daily rainfall during the 60 years of regional rainstorms lasting more than 2 days (inclusive) in Zunyi area (unit∶ mm)
3.3 持续时间最长的区域性暴雨高空环流特征
遵义地区在过去60 a里发生的持续时间最长的区域性暴雨为3 d(2014年7月14—16日),为了进一步了解当时的环流形势,对其高空形势进行合成分析后发现(图3),从500 hPa上看,中高纬主要是受两槽一脊控制,中国境内位势高度西高东低,这种环流形势有利于引导冷空气南下,贵州北部遵义地区处于西北气流和西南气流的汇合区,由于受副高的阻挡,造成高空槽东移缓慢长时间停滞,使得遵义地区一直受冷暖空气交汇影响,对应有<-3×10-1Pa·s-1明显的上升运动。从700 hPa上看,重庆到贵州西北部有气旋性环流生成,贵州大部分地区都是受强劲的西南急流控制,遵义地区中东部处于气旋环流的东南侧,风速辐合明显,对应较强的辐合上升运动。850 hPa上贵州主要受偏南气流控制(图略),遵义地区境内风速辐合明显,其中东部对应有明显的辐合上升运动。由此可见,造成这次长时间区域性暴雨的主要原因是由于副高的阻挡,使得系统长时间停留引起的,区域性暴雨的落区主要集中在高空槽右侧和低层风速辐合明显的区域。
图3 2014年7月14—16日高空形势合成图(a)500 hPa风场(箭头,单位:m·s-1;绿粗线为588 10 gpm)和垂直速度(填色,单位:10-1Pa·s-1),(b)700 hPa风场(箭头,单位:m·s-1)和散度(填色,单位:10-6s-1),▲符号处为遵义地区Fig.3 Synthetic diagram of the high-altitude situation on July 14—16, 2014(a) 500 hPa wind field (arrow, unit∶ m·s-1; thick green line is 588 10 gpm) and vertical velocity (coloring, unit∶ 10-1Pa·s-1), (b) 700hPa wind field (arrow, unit∶ m·s-1) and divergence (coloring, unit∶ 10-6s-1)
4 小结
①在过去60 a遵义地区发生区域性暴雨过程236次,平均每年发生4次,最少0次(1961年),最多10次(2014年),主要集中在6月中旬—7月中旬,占比39.8%;在区域性暴雨中1 d中同时发生暴雨的站数与出现次数成反比,最多为10个站(2次),最少为3个站(93次)。
②单站持续性暴雨过程出现过持续2 d和3 d,持续2 d单站暴雨发生最多的是12次(凤冈),最少的是1次(赤水),其余站主要集中在2~7次之间;而持续3 d的暴雨只在湄潭、凤冈和余庆出现过,最多的是2次(凤冈),另外2站只出现过1次。
③区域持续性暴雨过程也只出现过持续2 d(1次)和持续3 d(1次),其中 ,持续2 d的单日最大降水量118.3 mm(余庆),过程累计最大降水量207.3 mm(余庆),持续3 d的单日最大降水量133.3 mm(湄潭),过程累计最大降水量295.2 mm(凤冈)。另外,在这2次区域持续性暴雨过程中暴雨落区都有遵义地区东部。
④过去60 a里遵义地区持续时间最长的区域性暴雨过程出现在2014年7月14—16日,这次过程是由于副高阻挡迫使高空槽系统长时间停留造成的,暴雨的落区主要集中在高空槽的右侧和低层风速辐合明显的区域。