重庆市万州区“7·14”大暴雨天气过程分析

摘 要：利用常规观测资料和万州多普勒雷达探测资料，对2023年7月13日下午至14日上午重庆市万州区大暴雨天气过程的环流形势和雷达回波特征进行了简要分析。得出结论：（1）盛夏副高的微小摆动，会影响中低层系统移动路径；500 hPa低槽与低层切变线低涡系统耦合，为渝东北提供了强劲的动力条件和水汽辐合；地面冷锋为强对流发生提供了触发机制；地面冷空气有利于提高降水效率，增强过程降水极端性。（2）雷达图上，呈准静止状态的高反射率因子回波带和列车效应是造成“7·14”大暴雨的直接原因。（3）万州雷达对层云降水预估表现较好，但对积云对流引起的暴雨以上量级和范围预估能力不足，需要在以后工作中不断评估检验，提高预警预报准确率。

关键词：大暴雨；短时强降水；雷达回波；列车效应

中图分类号：P458.121.1 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）05–0-03

在全球气候变暖的背景下，近年来我国极旱极涝等极端天气频发。例如，河南特大暴雨、2022年极端高温、华北极端暴雨等灾害天气的出现，引起了社会各界的高度关注。在日常工作中，强对流预报预警难度非常大，因其具有突发性强、局地性强、持续时间短、致灾严重等特点，一直受到国内外气象工作者高度关注。段鹤等[1]在短时强降水预报预警方面做了大量的工作；方德贤等[2]对川渝地区短时强降水的时空分布和物理量特征进行了统计；江玉华等[3]对重庆地区发生的强对流天气雷达回波进行了分析，指出涡旋结构是暴雨雷达回波的显著特征；翟丹华等[4]分析了降水期间的雷达回波演变特征，也取得了明显的成果。

万州区位于重庆市东北部，地处三峡库区腹心。长江自西南—东北向贯穿全区，区内高山峡谷地形地貌复杂， 海拔高差大、溪河深切，自然条件脆弱。每年汛期，万州暴雨洪涝灾害十分严重，给当地人民群众生产生活、生命财产安全造成了重大损失。2023年6—7月万州区先后经历5次暴雨天气过程，其中“7·4”“7·14”达到大暴雨。据统计，“7·14”暴雨洪涝灾害造成全区直接经济损失8 261.045万元，未出现人员伤亡。通过对“7·14”大暴雨天气成因进行分析，加强对强降水、强对流等突发灾害性天气的短临监测预警，确保提前发布气象灾害预警信号，以期最大限度地减少气象灾害带来的损失。

1 天气实况

7月13日14：00—14日14：00，重庆市万州区出现一次强降水天气过程，雨量分布不均，大暴雨主要集中在长江以北（图1）。过程期间伴有明显雷电、短时强降水。在105个气象监测站点中，降雨量100～249.9 mm的站点有23个，50～99.9 mm的站点有33个。最大降雨量为231.2 mm（万州国家基本气象站），突破本站1956年建站以来历史极值（199.3 mm）；最大小时降雨量90.6 mm（五桥街道，14日05：00），突破万州区小时雨量历史极值（82.1 mm）。

从逐小时雨量看，降水主要分为2个时段：第一阶段（13日17：00～21：00），强降水落区分散，局地性较强；第二阶段（14日02：00～07：00），24个站累计降雨量超过50 mm，其中8站超过100 mm，有9站次小时雨强超过50 mm，具有累计雨量大、强降水范围广、极端性强的特点。

2 暴雨过程的成因分析

2.1 环流形势

7月13日08：00 500 hPa亚洲中高纬为两脊一槽的环流形势，温度场略落后于高度场，贝加尔湖以北为冷涡，冷涡底部分裂的短波槽携带冷平流南下影响我国北方；大陆高压控制我国新疆一带，副热带高压（以下简称副高）西脊点位于110°E附近（图2），重庆处于副高外围的西南气流中。700 hPa偏北风（10～16 m/s）伴有8 ℃负变温，孟湾经重庆至四川盆地东部为一致的西南风（4～8 m/s），冷暖气流在陕甘南部至四川盆地形成东北—西南向切变线。850 hPa偏北风与偏南风在盆地东部辐合形成低涡。13日20：00 500 hPa大陆高压和副高之间的低槽东移南压影响川渝地区，副高略西伸至105°E附近，700 hPa切变线移至四川盆地东北部至南部一线，850 hPa四川盆地转为偏北风，低涡移至渝东北地区，万州处于低涡中心附近，有正涡度平流输送，水汽辐合上升，有利于强降水的产生。14日08：00 500 hPa低槽东移，低层切变线和低涡位置维持，700 hPa偏北风风速增至20 m/s，南风较弱，加强风速和风向切变，有利于降水的维持和加强。

从海平面气压场分析看，7月13日白天重庆地区受暖低压控制，有利于该地区增温增湿。20：00甘肃南部至渝东北气压梯度达20 hPa，渝东北处于地面冷高压前沿，有弱冷空气侵入。13日夜间地面冷锋移动缓慢，锋面抬升触发的对流云团不断发展维持在万州一带，同时地面冷空气也有利于产生上升运动，提高降水效率，从而形成大暴雨天气。

综上分析可知，此次过程副高来回摆动，影响了500 hPa低槽、低层切变线和低涡系统的移动路径，使得低层系统较长时间维持影响渝东北；同时，中低层系统耦合，为渝东北提供了强劲的动力条件和水汽辐合，有利于该地区强降水产生和持续；地面冷锋为强对流发生提供了触发机制。

2.2 探空图

选取离万州较近的达州探空资料，13日08：00探空曲线呈“上干下湿”形态，CAPE为1 491.6 J/kg且为狭长形，850 hPa θse达87 ℃，K指数40.2 ℃，SI指数0.56 ℃，850 hPa露点温度19 ℃，具有适合对流发展的潜势条件；0～6 km垂直风切变为5.8 m/s，0 ℃层高度5.4 km，暖云层较厚，利于短时强降水出现。20：00 K指数仍然维持36 ℃以上，850 hPa θse为78 ℃，850 hPa比湿14 g/kg，地面至800 hPa风向逆转，有浅薄冷空气侵入，增强了层结不稳定性，同时自由对流高度（LFC）为345 m，非常有利于对流发展。14日08：00 K指数明显降至30 ℃，850 hPa θse为62 ℃，湿层深厚，降水仍然持续，能量耗散，进而转为稳定性降水。

3 雷达产品分析

3.1 反射率因子演变与强降水的关系

分析过程期间万州多普勒雷达资料，13日下午17：00万州区郭村、新田以及余家、孙家附近上空有对流单体生成，郭村回波强度达54.5 dBz，该时刻地面对应31.1 mm的降水。在西南气流的引导下，对流单体快速向东北方向移动，18：00形成一前一后的回波A和B，其中回波A的中心强度53.5 dBz，45 dBz以上的回波伸展高度超过4 km，ET回波顶高17 km，强回波在后山镇附近上空持续时间为30 min左右，实况显示：18：00～19：00后山镇四平站出现49.7 mm、弹子镇30.4 mm的短时强降水。回波A和B附近不断有新的对流单体触发生成合并，回波中心强度为56.5 dBz，19：00～20：00地面实况有2个站雨强超过30 mm，最大雨强为太龙镇48.1 mm。

14日凌晨开始，地面锋面先后在万州区触发多个对流单体形成并快速发展、合并，回波组织结构较好，02：30形成一条东北—西南向的带状回波，其长度超过100 km，回波最大强度为56 dBz。带状回波前段（云阳县境内）在东北移动过程中移速较快呈减弱趋势，而位于万州境内的带状回波移速慢（20 km/h），且有新的强单体生成更替，45 dBz以上的较强回波持续时间长，地面资料显示，02：00～04：00有13站次小时雨量超过20 mm，其中03：00～04：00长岭镇茶店村76.0 mm、五桥街道54.2 mm；该时段有9个雨量站累计雨量超过50 mm，茶店村为130.3 mm。与此同时垫江梁平方向有混合降水回波向万州方向移动，04：30左右与带状回波合并发展成以对流性降水为主的混合降水回波，回波基本稳定位于万州城区及西南部一带，随着上述混合降水回波东北移动，列车效应使得万州区的强降水得以持续，04：00～07：00地面上有9站次小时雨量超过50 mm，其中04：00～05：00五桥街道90.6 mm突破万州区小时雨量历史极值；该时段有23个雨量站累计雨量超过50 mm，6站超过100 mm，五桥街道165.0 mm、万州城市站151.4 mm。07：00以后，降水回波强度明显减弱，以层云降水为主，对应降水强度也减弱，小时雨量普遍在10 mm以下，最大小时雨强为15.1 mm（07：00～08：00）。

3.2 短时强降水检验

3.2.1 逐3 h累计降水

ROSE2.1降水量产品估计未来3 h累计降水以THP（79号产品）为主，选取14日凌晨至上午的降水时段进行评估检验[5]。通过对此期间万州雷达逐3 h预估降水量和实况对比分析，14日00：00～03：00强降水初期，主要在万州城区附近、西部地区以及太龙、长岭、白羊等地交界处出现较强降水，有5个站雨量超过50 mm，最大雨量孙家镇亭子垭94.8 mm，万州雷达3 h降水预估超过10 mm的降水区主要在城区附近，预估最大值33 mm，降水范围和量级均较实况偏小；03：00～06：00地面降水强度明显增强，50 mm以上的降水落区位于长江以北，50.0～99.9 mm的雨量站有17个，100 mm以上的站点有6个，最大雨量为五桥街道154.5 mm，雷达3 h预估对暴雨以上量级和落区预估表现较差，预估的降雨量级为中到大雨，局地暴雨，最大降雨量只有58 mm。06：00～09：00雨带南压，降雨强度减弱，有2个站雨量超过50 mm，最大雨量郭村54.8 mm，而该时刻雷达预估的强降水范围和强度均表现最强，预估雨带的位置和03：00～06：00实况基本一致，表明预估的强降水时段滞后，预估的最大值78 mm。09：00～12：00以层云回波降水为主，雷达降水预估小到中雨量级表现较好。从降水时段来看，万州雷达对此次强降水时段预估存在偏差；从量级上看，万州雷达对层云降水预估表现较好，但对积云对流引起的暴雨以上量级和范围估计偏小。

3.2.2 小时雨量大值区

ROSE2.1用 OHP降水量产品（78号）来估计未来1 h降水量。此次过程短时强降水（小时雨强≥20 mm/h）主要集中在14日02：00～07：00，因此选取该时段万州雷达OHP产品来进行评估检验。14日02：00，雷达预估1 h降水在孙家、九池街道周边局地有超过10 mm的降水，最大值为33 mm，实况显示有6个雨量站超过20 mm，最大值为44.4 mm（孙家镇亭子垭），预估的局地强降水落区与实况有一定差异，1 h降水预估最大值较实况略偏小。03：00雷达产品预估白羊、长岭等地有超过20 mm的降水量，最大值为45 mm，实况显示有9个雨量站超过20 mm，最大小时雨量76.0 mm（长岭镇茶店村），预估的降水落区与实况基本吻合，但预估最大值较实况偏小。04：00雷达产品预估在万州主城区、长岭、太龙等地有超过20 mm的降水，最大值为38 mm，实况该时刻小时雨强达到最大，全区共有23个雨量站超过20 mm，最大小时雨量90.6 mm（五桥街道），预估的强降水落区和量级均较实况偏小。05：00雷达预估在万州西南部至主城区附近有20 mm以上的降水，强降水中心在城区双河口街道附近，预估最大值为53 mm，实况共有14个雨量站超过20 mm，最大雨量66.8 mm（分水镇三正），预估的强降水中心与实况有所偏差。06：00降水产品预估在分水、李河、甘宁、柱山等地有10 mm以上的降水区，最大值为24 mm，实况显示，该时刻小时雨强和强降水范围均较前2个时次明显减小，全区共有11个雨量站超过20 mm，最大雨量32 mm（郭村镇），雷达产品的雨量最大值预估表现较好，但20 mm以上的降水落区预估表现较差。

4 结论

2023年7月13—14日，重庆市万州区出现大暴雨天气，累计降雨量和最大小时雨强打破本地历史气象纪录。利用常规气象观测资料，对此次过程的环流形势和雷达产品进行了简要分析，得出以下结论：

（1）盛夏副高的微小摆动，会影响中低层系统的移动路径；500 hPa低槽与低层切变线低涡系统耦合，为渝东北提供了强劲的动力条件和水汽辐合；地面冷锋为强对流的发生提供了触发机制；地面冷空气有利于提高降水效率，增强过程降水的极端性。

（2）在雷达图上，呈准静止状态的高反射率因子回波，列车效应是造成“7·14”大暴雨的直接原因。

（3）万州雷达对此次过程层云降水预估表现较好，但对积云对流引起的暴雨以上量级和范围预估能力不足，需要在后续工作中不断评估检验，提高预警预报准确率。

参考文献

[1] 段鹤，夏文梅，苏晓力，等.短时强降水特征统计及临近预警[J].气象，2014，40（10）：1194-1206.

[2] 方德贤，董新宁，邓承之，等.2008—2016年重庆地区降水时空分布特征[J].大气科学，2020，44（2）：327-340.

[3] 江玉华，丁明星，陈群，等.重庆地区强对流天气雷达回波统计特征[J].气象，2005，31（3）：36-40.

[4] 翟丹华，张亚萍，朱岩，等.綦江流域一次破纪录洪水过程的水文与雷达回波特征分析[J].暴雨灾害，2020，39（6）：603-610.

[5] 杨金红，郭建侠，王佳，等.雷达气候学分析方法在2020年汛期强降水中的应用[J].气象水文海洋仪器，2022，39（2）： 86-89.

作者简介：夏菲（1991—），女，四川邻水人，工程师，主要从事县级综合气象业务工作。