2022 年9 月16 日石林、罗平、江城局地短时强降雨分析

张婧琦

石林彝族自治县气象局，云南石林 652200

1 实况特征、灾情和社会影响

1.1 石林、罗平、江城的地理位置、地貌及当日降水情况

石林彝族自治县位于云南省昆明市，属喀斯特地貌，境内地势东高西低。图1是2022年9月16日09:00～11:00的石林县、罗平县、江城县的降水分布和最高降水量站点降水时序图。由图1可知，降水落区集中，只出现在北小村附近，石林街道的区域站降雨量普遍在20 mm左右，只有北小村的降水高出周围站点40 mm，有明显的局地边界轮廓。

图1 石林、罗平、江城9月16日09:00～11:00降水情况

图2反映了石林县10:00～11:00降水量最大的前10个站点09:00～12:00的降水情况，能明显看出前3名的降水普遍在20 mm以上，降水折线有明显的、尖锐的最高点[1]。

图2 石林、罗平、江城最大值降水时前10名降水站点对比

罗平县位于云南省曲靖市，地势西北高、东南低。由图1可知，09:00～11:00的罗平县降水集中在栗树坡、多依、老寨、旧屋基，普遍降水都在60 mm以上，其中，栗树坡87.7 mm为全县最高。从图2折线图看，栗树坡、多依、长底、旧屋基4个站点的降水呈现明显的突增突降变化。

江城哈尼族彝族自治县位于云南省南部普洱市，地处横断山脉，地形起伏大，切割深，地势呈西北高东南低[2]。江城县1 h降雨量最大值出现在10:00的板河村。板河村09:00～11:00累计降雨量达117.5 mm，为江城县最大值，也是当时云南省累计降水量最大值，排名第一。

石林、罗平、江城三县的短时强降雨都呈现出突增突降变化，局部分界明显，强降水中心雨量极高。

1.2 灾情和社会影响

北小村、台创园均采用现代化农业大棚种植技术[4]，处于疏松多孔的喀斯特地貌，没有积水积涝[5]，无重大灾情。

罗平县受灾人数3 212人，农业受灾面积127.86 hm2，经济损失133.91万元，主要受灾作物为玉米和水稻。

江城县2 188人受灾，农业受灾面积172.93 hm2，经济损失445.09万元，主要受灾作物为玉米和水稻。

2 预报检验和预报难点

从客观参考的量级上看，智能平台给出的预测降水量级只有20 mm，若剔除个别点看剩余的点，完全符合预报结果。说明智能预警平台在大尺度到县域级别预报能力是优秀、准确的。此次降雨集中在1 h内1个站点附近，具有很强的局地破坏性，发展快速且与其他一般降水没有明显区分特征，这给业务预报带来了很大的困难。

从降水级别上看，属于暴雨橙色级别了[6]，根据要求，橙色及以上级别的预警要向县市级领导报备，但显然10 min不能完成整个报备流程。

3 强降雨成因及预报偏差分析

3.1 中小尺度系统精细化发展演变

3.1.1 三地结合分析三地虽然均位于云南省，但直线距离相差100～360 km，并不是同一块云团造成三地同时、同样的降水，而是三地的云团性质高度相似，下垫面性质也高度相似。三地都出现了发展速度快、边界清晰明显的强降水，互相结合对比分析，更容易找出降水发展的必然性和规律性。

在降水时，从智能平台上观察，发现三地雷达中心回波的剖面均出现了明显的“核”，类似冰雹云的结构[7](图3)。“核心”强度均超过55 dBz，中心距地高度4～5.5 km，核心的投影半径不超过1 km。“核心”位置与降水最强的站点一一对应，时间上也符合。可以认为是此“核心”结构造成的局地短时强降雨。虽然雷达剖面图能很好地判断降水对应关系，但智能平台上雷达剖面产品延迟时间达18 min，不满足业务预报的需求。

图3 北小村、栗树坡村、板河村雷达剖面出现核心

3.1.2 石林的回波移动路径上的地形分析从回波的移动方向来看，回波最初是从小河村方向向东南方向移动，遇到了北小村附近的山脉抵挡，逐渐向前进方向的两边推开，回波主体向东北方向的陆良移动，少量回波向西南方向打散摊平，移动路径如图4所示。

图4 石林地形和云团移动路径

从地形高程图不难看出，石林整体为东高西低的形势，北小村位于一个高度阶梯的过渡带上，回波从石林小河村方向向北小村移动跨越了一个高度差约为70 m的阶梯，向陆良方向移动的高度差近50 m，而2条路径上最高点和最低点的直接距离只有5 km左右。

3.1.3 罗平的回波移动路径上的地形分析结合组合反射率和速度图发现，罗平降水的云团从南部而来向北部移动，遇到山脉阻挡，缓慢地向西北移动寻找突破方向(图5)。罗平的地势北高南低，高差约1 000 m。从降水落点来看，强降水主要集中在栗树坡村—旧屋基—安木勒一带，这是从南向北跨越1 250 m海拔的一个阶梯，降水集中在山脉一侧，山脉后基本无降水。

图5 罗平地形和云团移动路径

3.1.4 江城回波移动路径上的地形分析结合江城的地形分析可见，江城县有2条西北—东南向的山脉，中间为一河谷地带，中部南部，东南角地势偏低。根据速度图和组合反射率图分析的移动方向来看，江城的降雨云团应从地势较低的南部进入，“卡入”河谷后被山脉阻挡，向山脉两侧推开寻找较低的地方翻越，但整个山脉长而连绵，最后从板河村附近的山谷向北翻越山峰(图6)。

图6 江城地形和云团移动路径

石林、罗平和江城短时强降雨的特点如下：一是降水位置均出现在翻越坡度过大的山脉前，山脉背后降水稀少；二是暴发性降水前回波持续时间长，降水后迅速消散。

3.3 关键物理量诊断分析

预测此类降水的关键点在于速度和地形。坡度、速度绝对值和降水值的对应关系见表1。从表1可以看出，降水值与坡度值的对应关系更强。

表1 三县降水量最大站点的坡度、速度、降水量

3.4 强降水预报偏差成因

此次短强降水速度快、暴发性强，智能预报平台难以捕捉。报警阈值没有对乡镇级因地制宜地进行差异化订正，没有考虑地形坡度对降水的影响[7]。

4 结论

速度和地形对此类强降水的关系可以总结为速度值越大，降水越强；坡度越大，降水越强。在实际业务中，要注意以下几点。

第一，快速预报。业务值班中要时常注意看“云团移动路径上有没有坡度大的山体”和“云团撞向山体的速度大不大”；还要准备好预发布的文件材料，不要在文字内容等一般性任务上浪费时间。

第二，快速发布。针对发展快速级别高的过程，让智能程序自动检测，在达到报警阈值时，优先推送预警信号给对应乡镇的村委会村民；再由业务值班员报备审批后发布正式预警，此“自下而上”的预警流程更适合短临过程的预警。

第三，规避风险。结合三地的受灾情况来看，采用了现代化钢架结构大棚的台创园地区受灾影响最小，可以尝试在暴雨冰雹等灾害多发地区推广半永久性钢架大棚的建设或种植非夏季生长的作物，使作物生长周期避开灾害多发时间。