花垣县一次暴雨过程诊断分析

刘恋　周聪　张清超

摘要：本文利用MICAPS分析资料、自动站观测资料及雷达资料，通过对大气环流背景及物理量诊断分析2018年6月30～7月1日发生在花垣县的一次暴雨天气过程，结果表明：高空低槽、中低层切变线是此次暴雨过程的主要影响系统，西南急流低层水汽输送辐合提供了充足的水汽条件;低层辐合、高层辐散的垂直动力场结构为此次暴雨的发生提供了动力条件，中低层暖切触发不稳定能量释放，有利于强对流的产生。

关键词：暴雨;高空低槽;切变线;强对流

引 言

花垣县位于湘西土家族苗族自治州西北部，地处云贵高原东部边缘，湘黔渝交界处，西邻贵州松桃、重庆秀山，地势东南面三面高，北部低，中部缓呈三级台阶状，形成高山台地、丘陵地带和沿河平川三个台阶型地貌带。花垣县属于亚热带季风山地湿润气候区，气象灾害频繁，暴雨、雷电、干旱、冰雹等灾害时有发生，由气象灾害引发的滑坡、泥石流、山洪等灾害也相当严重，对经济社会的发展、人民群众的生活以及生态环境造成较大的影响。暴雨一直以来都是国内外学者广泛关注、研究的热点和难点之一，气象学者经过长期不懈的努力，对我国暴雨的研究不断深入，掌握了解了暴雨天气气候规律，为短期预报提供一手背景资料，为决策服务提供一定的科学依据。本文对花垣县一次暴雨过程分布规律和特点进行诊断分析，期望能对花垣县防灾减灾工作提供重要决策依据。

1 环流背景及过程概况

2018年6月29日20时（北京时，下同），500hPa高空为“两槽一脊”形势，有利于极地冷空气不断沿东亚大槽西侧随西北气流引导南下，，其中6月30日20时（图1）处在500hPa槽后西北气流影响下，850hPa有暖切，受此切边影响，花垣县上空产生降水回波;1日08时（图2），形势不变，受到稳定少动中低层暖切影响降水回波持续生成;1日20时（图3）环流拉平，转为弱脊影响，中低层切边减弱消失，降水明显减弱;2日08时，584南移，中低层有弱切变影响，降水较弱并趋于停止（图4）。此次过程花垣县共有十个站点出现暴雨，其中过程最大雨量为84.6㎜，出现在雅桥乡。

2 雷达回波特征分析

2.1雷达资料分析——基本反射率因子

此次降水的特点是雨强不大，但持续时间长，通过回波强度分析为层状云和积状云混合降水回波影响。

从图中可以看到，30日19时58分（图5a）回波开始影响到花垣。21时08分（图5b）至22时00分（图5c）花垣东边有一50dBZ中心回波带存在10个体扫;22时05分（图5d）又起来一个50dBZ中心回波带，直到23时09分（图5e）此中心一直在往花垣东部移动。7月1日00时13分（图5f），花垣西北侧形成一条东北西南向强回波带（40-50dBZ）;受此强回波带影响，花垣出现较强降水过程;5时14分（图5h）回波开始减弱消散;5时48分（图5i）回波消散，但是花垣县西北侧又出现一条南北向回波带向东发展移动。综上所述，此次过程回波移动缓慢，持续时间长，强度较大，不断生成发展。

3 卫星资料分析

对于本次积状云与层状云降水，红外卫星云图并不明显。30日19时花垣境内以低云为主，降水强度不大。30日21时有云团发展，从云图上看云不高，但是回波在不断加强，到7月1日01时，一东北西南向云带在发展，但此时最强短时强降水已过，转为稳定降水夹杂局地短时强降水，对比实况可知，当云图没有明显反应，只有浅色低云时回波正在不断发展加强，对应的是云生成发展的过程，主要的短时强降水和强回波就发生在这个时段，当云发展旺盛后回波反而趋于减弱，以稳定降水为主。

4 水汽条件

对6月30日20时至7月1日14时水汽通量及水汽通量散度场分析可知，30日20时～7月1日02时，受西南风持续影响，水汽充沛，且有辐合切变生成，此时段不断有回波生成，水汽辐合中心在上空维持，水汽通量散度最小值低于-4×10-5· g·cm-2·hPa-1·s-1。7月1日02时～08时，水汽辐合中心向南移动，回波持续稳定。08时～14时水汽通量散度值明显增大，并逐渐转为正值，降水随之减弱、停止。从比湿值（图略）看，30日20时～1日20时700hPa比湿维持在11～12g/kg，达到暴雨统计阈值。由此可见，30日20时至1日08时有充沛的水汽支持，水汽充足，降水时间持续长，且强降雨时段与水汽辐合有较好的对应关系。

5 动力条件

6月30～7月1日，从700hPa的垂直速度和850hPa的风场（图略）分析可知，30日20时至1日02时700hPa垂直速度明显加大，上升运动增强，有一较强上升中心，其值为-1.2×10-2·hPa·s-1;同時850hPa有一稳定少动的暖式切变存在，为降水提供了持续的动力抬升条件。1日02时至08时，垂直速度减弱，垂直速度平均为0.4×10-2·hPa·s-1。从散度垂直剖面图（图略）也可以看出，在整个夜间降水时段，200hPa至500hPa平均散度为正值3 s-1左右，500hPa至925hPa平均散度为负值-3.5 s-1左右，属于低空辐合、高空辐散的配置，有利于上升运动的发展和维持。

6 热力及不稳定条件分析

从不稳定条件来看，这次过程不稳定能量较大，属于暖区降水，降水持续时间较长，部分地区出现短时强降水。就不稳定能量指数来看，30日20时～1日08时，K指数在35～38℃之间，有雷暴发生;抬升指数LI在整个降水大的时段处于-4到-6之间属于非常不稳定，其余时段处于-3到0属于不稳定;CAPE值较大，主要降水时段开始前在2000J/kg以上，受中低层暖切影响，不稳定触发，能量得到释放，引发了短时强降水，最大小时雨强为80.0mm/h。综上，此次强降水过程均有较好的能量条件，对流性天气以短时强降水为主，并伴有雷暴。

7数值预报产品检验

7.1 500hPa高度场检验

检验500hPa中低纬环流场发现：EC模式预报（24h时效）对于6月30～7月1日前后花垣县发生强降水时段的高空槽脊所在位置、强度预报基本一致;预报副高位置比实况偏西一点;台风位置预报与实况基本一致。同时对比08时和20时的预报结论，整体预报误均差较小。

7.2 风场检验

EC模式预报对30日20时、1日08时的850hPa风场预报基本一致，但是花垣县北部北部站点风场角度有偏差，实况为偏东风，预报为偏东南风。对预报切变位置移动有所影响，但总体对切变位置预报准确。1日08时，花垣县北部站点预报与实况也有角度差距，实况为偏北风，预报为偏东北风;对比降水实况，此次过程主要就是中低层切变稳定少动，花垣县周边受此切变影响，不斷有回波生成，造成了成片暴雨，以及短时强降水。

7.3 模式降水预报检验

此次过程，以6月30日夜间EC和日本模式12h预报结论作对比。对比结果表明：EC模式预报出了花垣县有大雨的可能，日本模式只报了小雨，两家均没有预测暴雨。EC模式对此次降水有一定的指导意义。

8 小结

（1）此次暴雨过程主要影响系统为：高空低槽、中低层切变线，要多考虑降水回波持续在暖式切变附近生成，回波基本不移动这一情况。

（2）由于风速较小，没有明显的引导气流，导致回波在切变附近不断生成发展。此次暴雨过程回波总体特征是移动缓慢，持续时间长，强度较大，不断生成发展

（3）此次强降水过程有充沛的水汽支持，水汽充足，降水时间持续长，且强降雨时段与水汽辐合有较好的对应关系。

（4）此次强降水时段700hPa比湿值维持在10g/kg以上;850hPa比湿≥12g/kg，低空辐合、高空辐散的配置，非常有利于上升运动的发展加强。另外，K指数38℃以上，抬升指数为负值，此次发生强降水的时间都有较好的热力和不稳定条件，所以短时强降水特征明显。

参考文献

[1]花垣县地方志编纂委员会.《花垣年鉴》.九州出版社，2018年.78-80.

[2]张国娟，胡伯谦，刘彦华.河北省50余年长短历时暴雨时空变化特征.南水北调与水利科技，2010，8（5）：89-91.