四川盆地东北部一次暴雨天气过程分析

来源:用户上传      作者:

　　摘要    本文利用常规观测资料、自动站雨量资料、多普勒天气雷达和闪电定位资料，使用天气学分析方法，分析2019年9月9日夜间至10日白天发生在四川盆地东北部的一次暴雨天气过程。结果表明，本次暴雨过程是在受地面冷空气抬升触发，中低层低涡切变系统叠加配合，高空辐散抽吸共同作用下發生的。地形强迫抬升，雨带停滞少动且降水强度大，是造成此次过程降雨量大而集中的主要原因。
　　关键词    四川盆地;暴雨;天气过程;风切变;冷空气
　　中图分类号    P458.1+21        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）07-0193-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　Analysis  of  a  Rainstorm  Process  in  Northeast  of  Sichuan  Basin
　　XIE Lin-ming
　　（Langzhong Meteorological Bureau，Langzhong Sichuan 637400）
　　Abstract    Based on the routine meteorological observation data，automatic precipitation station data，Doppler weather radar data and lightning location data，using the synoptic analysis methods，a rainstorm process in the northeast of Sichuan Basin from the night of September 9 th to the day of September 10 th in 2019 was analyzed.The result showed that the process was caused by the uplift of cold air on the ground，the superposition of the low-altitude and middle-altitude wind shear systems，and also the high-altitude suction.The forced climbing by the terrain，the stagnating of the rain band and the high intensity were the main reasons for the heavy and concentrated rainfall in this process.
　　Key words    Sichuan Basin;rainstorm;weather process;wind shear;cold air
　　四川盆地东北部地处秦岭南麓，是南北的过渡带，也为山地向盆地的过渡地带，山脊海拔由北至南逐步降低，坡度一般在25°以上;河谷深切，相对高差在600～800 m之间。属于亚热带湿润季风气候，既有南方的湿润气候特征，又有北方天高云淡、艳阳高照的特点[1-2]。南部低山区，冬冷夏热;北部中山区，冬寒夏凉，秋季降温迅速。但是，该地区自然灾害，特别是旱、涝灾害频繁，由于山地多、落差大，由强降水引起的山洪和地质灾害等次生气象灾害较突出[3-4]。因此，对四川东北地区的降雨天气，特别是暴雨、大暴雨天气的研究，对有效降低当地气象灾害带来的损失尤为重要。
　　本文选取常规观测资料、自动雨量站资料、多普勒天气雷达、闪电定位资料对2019年9月9日夜间至10日白天发生在四川盆地东北部的一次暴雨天气过程进行分析探讨。
　　1    过程概况
　　2019年9月9日20：00到10日20：00，四川盆地东北部出现了一次雷雨天气过程，强降水区域主要集中在广元与巴中、广元与南充交界处附近，即广元的旺苍和苍溪、巴中的南江、恩阳和通江、南充的阆中和南部，部分地方雨量暴雨到大暴雨（图1），呈东北—西南向的带状分布，累计雨量>100 mm以上的监测站有47个，50～100 mm的有130个，最大降雨量在巴中南江县上两区域自动站，为234.5 mm，主要降雨时段为10日凌晨前后，短时强降水特征明显，小时最大雨强达53.4 mm（图2）。
　　2    形势分析
　　根据2019年9月9日20：00探空分析，200 hPa（图3）四川盆地为南亚高压东部脊线附近，且四川盆地的东北部为分流区，辐散抽吸和通风作用明显，使得中低层上升运动进一步加强。
　　9日8：00，500 hPa（图4）欧亚大陆中高纬度为两槽一弱脊型，巴湖以北为一强大的横槽冷涡（中心556 dagpm和 -24 ℃冷中心），其南侧在西风带系统的作用下，不断分裂短波槽南下，并且温度槽落后于高度槽，槽后存在冷平流（24 h变温-2.2 ℃），使东移南下的短波槽边移动边发展加强，将于9日夜间影响盆地。同时，华南地区为一弱的大陆高压，日本附近为一热带气旋控制，副热带高压受其阻挡在其东南侧。随着台风减弱北上副高迅速西伸加强，至10日8：00（图5），副高和大陆高压打通，588 dagpm线西伸脊点到达重庆东部边缘110°E附近，并和盆地东北部的高空槽形成西低东高的阻挡形势，槽前正相对涡度平流有利于低层减压和上升运动发展，使强降水长时间在川东北地区维持。10日20：00副高进一步加强控制盆地东部地区，降水结束。 　　700 hPa（图6）上，过程前偏南暖湿气流逐步加强，伴有1 ℃左右的正变温，使南海到盆地的水汽通道打通。9日20：00，川东北地区比湿q达12 g/kg，秦岭以北为12 m/s偏北风，并伴有-7.8 ℃的負变温，冷平流与南海输送到盆地的暖湿平流在盆地东北部交汇，形成低涡切变，使动力上升和水汽辐合加强，降水效率高。10日20：00，随着副高的进一步加强，700 hPa转为副高西侧一致的偏南气流影响，过程结束。
　　850 hPa（图7）上，过程前偏南暖湿气流也逐步加强，把南海的水汽、热量和动量源源不断向盆地输送。9日20：00，比湿q达16 g/kg，盆地北部有偏北（-5.4 ℃变温）和偏东风（-2.4 ℃变温）2支冷性气流进入，冷暖交汇于盆地东北部，并与700 hPa低涡有叠加效应，使动力上升和水汽辐合进一步得到加强。盆地东北部位于秦岭南侧，东南风从重庆进入盆地后，容易受到地形的强迫抬升作用，使水汽凝结效率加大，降水持续时间和强度增大。
　　地面资料显示（图8、图9），9日8：00，蒙古西部有冷空气（1 025 hPa）活动，其冷空气前沿冷锋位置在甘肃中部地区，逐渐东移南压，20：00到达秦岭以北，将于夜间进入影响盆地，大尺度的锋面抬升触发此次过程。23：00移动至广元东南部，低层暖湿空气在冷空气入侵下受迫抬升，对流开始发生发展，广元苍溪县开始出现成片负闪，至10日2：00，广元东南部降雨已达暴雨量级，强降雨出现在广元东南部、南充北部、巴中西北部附近并维持。
　　3    物理量分析
　　根据20：00 T-logp图（图10）显示，达州站上空大气层结不稳定，CAPE为1 721.3，K指数40.7，SI指数-0.88，θse（850～500）为3 ℃，地面到400 hPa，为深厚的湿层，300～400 hPa为干冷层;抬升凝结高度为1 km，与0 ℃层高度（5 442 m）厚度较大，云底高度低，云层厚，暖云降水效率高，有利于强降水天气发生;0～6 km为弱垂直风切变10 m/s，对降水天气有利。
　　4    多普列天气雷达资料分析
　　从盆地雷达组合反射率拼图和广元站雷达径向速度图（0.5°仰角）时间演变特征分析（图11、图12）可知，9日22：00，在广元东部、巴中西部和南充北部地区开始有分散的50 dBZ对流单体出现，分布比较松散。径向速度上，广元市区附近低层海拔1.0～1.3 km北偏东风冷空气已经进入（广元雷达海拔高度976 m），27 m/s的冷性东北风从广元北部风口侵入，西北侧从近地层到2 km都为偏西北冷性气流（10 m/s），广元、巴中和南充交界处附近的海拔1.4～1.8 km高度为一致的东南气流，与上述2支偏北气流形成切变线，与850 hPa高空图（图7）上低涡的暖区一侧切边线位置基本一致，呈东北—西南走向，径向速度上切变线右侧存在不规律的风速脉动区域，与强回波对应较好，最大径向速度-10 m/s;10日00：00，形成由多个对流风暴组成的东北—西南向完整的带状切变线回波。由速度图可以看出，东南气流加大到-19 m/s，使冷空气与暖湿气流形成对峙，切变线回波持续时间较长;10日4：00，对流回波开始变得松散，层状云回波变多，宽度变大，说明降水性质逐步转换为混合降水，降水强度减弱，同时径向速度减弱;直至10日11：00，影响川东北三市交界处地区的回波继续减弱为层状云降水，径向速度的风速脉动区消失，过程逐步结束。
　　5    结论
　　在此次天气过程中，低层暖湿空气在地面冷空气作用下受迫抬升触发，中低层低涡切变系统叠加配合，加之南亚高压脊线附近强烈辐散，对下层大气形成抽吸作用而共同产生的强烈上升运动引起地形增幅降水。此次暴雨过程具有降水强度大、移动缓慢等特征。随着500 hPa副热带高压西伸加强，使其西北侧的低槽系统北收减弱消失，降雨逐步减弱结束。
　　6    参考文献
　　[1] 王登炎，周小兰，刘静.南亚高压的东西振荡对湖北省极端暴雨事件的影响分析[J].暴雨灾害，2010，29（2）：148-152.
　　[2] 肖递祥，杨康权，俞小鼎，等.四川盆地极端暴雨过程基本特征分析[J].气象，2017，43（10）：1165-1175.
　　[3] 江玉华，杜钦，赵大军，等.引发四川盆地东部暴雨的西南低涡结构特征研究[J].高原气象，2012，31（6）：1562-1573.
　　[4] 杨舒楠，张芳华，徐珺，等.四川盆地一次暴雨过程的中尺度对流及其环境场特征[J].高原气象，2016，35（6）：1476-1486.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15182586.htm