黃駿凱 劉麗琴 苗蓓蓓 杜其成
摘 要 利用常規(guī)氣象觀測資料、自動站觀測資料、高空探測資料等分析黃山市2016年6月1日和7月2-3日兩次暴雨天氣過程,得出兩次暴雨過程都是在有利的天氣背景下發(fā)生發(fā)展的,水汽條件充足,高層輻散、低層輻合配置形成抽吸作用促進上升運動強烈,且暴雨發(fā)生前該地區(qū)上空積聚大量不穩(wěn)定條件,不穩(wěn)定能量釋放引發(fā)強降水。
關鍵詞 暴雨;天氣形勢;物理量
中圖分類號:P458.1+21.1 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.32.054
黃山市位于安徽省南部,屬于“八山一水一分田”的山區(qū),境內地形地貌復雜,景觀獨特,旅游資源豐富。黃山市地處北亞熱帶,為濕潤性季風氣候,四季分明,溫和多雨,年平均氣溫15~16℃,年降水量
1 670 mm,最高年份高達2 780 mm,降水集中在5-8月[1],由于地形影響,汛期極易出現(xiàn)洪澇災害。本文針對2016年6月1日及7月2-3日兩次強降水天氣過程進行分析,旨在掌握汛期暴雨天氣發(fā)生演變規(guī)律,為做好災害性天氣預報預警及各行業(yè)氣象預報服務提供依據(jù)。
1 兩次暴雨天氣實況及影響
2016年6月1日,黃山市普降大暴雨,其中黃山風景區(qū)及休寧縣、黃山區(qū)、歙縣、黟縣等地降雨量普遍超過50 mm,局部區(qū)域降雨近100 mm。從當日凌晨開始出現(xiàn)強降水,截至15:00,各區(qū)縣雨量分別為:屯溪
24.3 mm,休寧70.4 mm、歙縣90.9 mm、祁門74.7 mm、黟縣84.2 mm、徽州區(qū)47.6 mm和黃山區(qū)78.9 mm。強降雨造成黟縣、歙縣發(fā)生洪澇災害,據(jù)統(tǒng)計,共有20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災,受災人口27536人,農(nóng)作物受災面積1841 hm2,倒塌房屋33戶45間,損壞房屋81戶127間,直接經(jīng)濟損失
6 577萬元,其中農(nóng)業(yè)損失2 505萬元。
2016年7月2日08:00—3日18:00,黃山普降暴雨、局地大暴雨,其中2日白天開始,黃山區(qū)北部出現(xiàn)暴雨到大暴雨,其余地區(qū)小到中雨;2日夜里,雨帶進一步南壓,黃山大部分地區(qū)出現(xiàn)暴雨到大暴雨天氣,強降雨主要集中在祁門、黟縣和黃山區(qū)。截至3日18:00,全市降雨超過100 mm的站點103個,全市最大降雨量出現(xiàn)在黃山區(qū)新豐鄉(xiāng)安居站點,達339.7 mm。降雨導致多地出現(xiàn)災情,黃山區(qū)最為嚴重,此輪強降雨造成全市農(nóng)作物受災面積332 hm2,倒塌房屋8戶21間,護岸受損52處,大小灌溉設施受損170處,道路受損78處,受災人口13 527人,緊急轉移安置群眾1 487人,242座中小型水庫中151座超汛限水位,其中溢流82座。
2 環(huán)流形勢分析
2016年6月1日暴雨出現(xiàn)前黃山市為高溫晴熱天氣,500 hPa上,5月30日20:00,歐亞大陸中高緯地區(qū)呈兩槽一脊型,烏拉爾山以西和貝加爾湖分別存在一個低槽活動區(qū),巴爾喀什湖以北有一冷低壓。31日20:00,巴爾喀什湖冷低壓底部下滑冷空氣出現(xiàn)東移南壓,安徽北部形成一低壓小槽,該地區(qū)上空盛行西南氣流,溫度槽明顯落后于高度槽,在槽后冷平流作用下,低槽持續(xù)加深。同時,安徽一帶存在一高壓脊,呈現(xiàn)東高西低的形勢場,由于高壓脊穩(wěn)定不變,低槽緩慢東移并不斷加深,逐漸生成一低渦。6月1日08:00,低槽進一步發(fā)展東移,黃山站出現(xiàn)了明顯的冷平流,安徽省上空為東南風引導的暖平流,黃山市存在明顯的風場切變,處于大范圍的高濕區(qū)內。
據(jù)觀測記錄資料,700 hPa上,安徽南部出現(xiàn)了一支東南氣流,勢力較強,延伸至安徽一帶形成以水汽輸送帶,暖濕氣流沿水汽輸送帶北上并匯集在安徽上空,為暴雨區(qū)輸送了大量水汽。而安徽北部有一切變線,說明冷空氣正南下進入安徽境內。冷暖空氣在此交匯為中小尺度對流系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展提供了有利的水汽條件和不穩(wěn)定能量。6月1日20:00,高低空系統(tǒng)移出黃山市,西北氣流控制黃山市,該地區(qū)強降水天氣結束。
分析此次暴雨天氣過程中7月2日20時700 hPa及7月3日08時850 hPa高空形勢可知,高空低槽東移、低層切變線是強降雨發(fā)生發(fā)展的有利的天氣系統(tǒng)配置。同時,在西南暖施氣流共同作用下,為暴雨區(qū)輸送了大量水汽,在低層切變線東移影響下出現(xiàn)了大范圍的暴雨、
大暴雨天氣過程。
3 物理量條件分析
3.1 水汽條件
水汽是暴雨天氣發(fā)生發(fā)展的必要條件,強降雨的形成必須具備有利的水汽輸送和積累。據(jù)5月31日-6月1日觀測資料顯示:黃山站700 hPa水汽自6月1日02:00開始增強,08:00以后逐漸達到最強,14:00逐漸減弱,并在20:00轉為輻散區(qū),水汽通量散度的變化與強降水時段基本一致。6月1日08:00,安徽一帶形成一中心強度為-16×10-7 g/(cm2·hPa·s)的水汽輻合區(qū),隨著低渦東移南下,輻合中心強度不斷增強。400~850 hPa整層均為水汽輻合,水汽輻合中心最大值為-12×10-7 g/(cm2·hPa·s),位于650 hPa,輻合隨著高度而不斷減弱,底層存在強水汽輻合為黃山市暴雨天氣提供了充足的水汽條件。
7月2日08:00,黃山市上空850hPa以上相對濕度超過95%,水汽幾乎達到飽和,為暴雨天氣的發(fā)生提供了充足的水汽條件。分析3日08:00 850 hPa水汽通量可知,黃山市處于水汽通量大值中心區(qū),中心值為27g/(cm2·hPa·s),是水汽通量密集區(qū),具備發(fā)生暴雨的有利的水汽條件。
3.2 動力條件
6月1日08:00,黃山市近地面至400 hPa為深厚的輻合層,輻合中心位于500 hPa,300 hPa以上為輻散層,且輻散隨著高度的增加而加強,輻散中心位于150 hPa,中心值為16×10-5 hPa/s。上層輻散、中下層輻合的結構配置,形成了強烈的抽吸作用,對于低層濕空氣的抬升凝結十分有利,成為強降雨天氣發(fā)生發(fā)展的提供了充分的動力條件。分析渦度場,1日08:00—14:00,黃山一帶650 hPa以上為正渦度區(qū),在200~150 hPa高空達到最強,渦度值為5.1×10-5 hPa/s;700 hPa以下為負的渦度區(qū),高層強烈的輻散抽吸租用促使低層輻合加強,負渦度區(qū)明顯增強時段正是黃山市降水強度最強時段。
分析850 hPa散度場,7月2日08:00,黃山市處于輻合區(qū),中低層輻合不斷上升,水汽凝結釋放的潛熱成為中小尺度系統(tǒng)擾動所需能量的有效補充,促使上升運動加強并持續(xù)維持[2]。與此同時,暴雨發(fā)生前,大的渦度自西南向長江下游地區(qū)輸送,中低層切變線的穩(wěn)定少動使得大氣不穩(wěn)定性增強,大量暖濕水汽沿輻合流場抬升,為暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展提供了有力的動力條件。
3.3 熱力條件
6月1日08:00,安徽大部分地區(qū)處于假相當位溫高能舌范圍中,K指數(shù)>30 ℃,黃山市上空出現(xiàn)了K指數(shù)為34 ℃的大值中心。安徽南部地區(qū)沙氏指數(shù)均小于0 ℃,而且出現(xiàn)了沙氏指數(shù)為-8 ℃的低值中心。較強的K指數(shù)和較小的沙氏指數(shù)充分說明此次暴雨天氣過程具備強烈的不穩(wěn)定條件。
暴雨發(fā)生前,黃山市位于高能舌中心前端,熱力不穩(wěn)定條件充足,隨著高空低槽東移,不穩(wěn)定區(qū)也隨之東移至黃山市上空。7月2日20:00和3日08:00,黃山市K指數(shù)及850 hPa風場分別為40 ℃和38 ℃,850 hPa風場存在較強的西南暖濕氣流輸送,不穩(wěn)定能量釋放形成暴雨天氣。
4 結論
第一,黃山市雨天氣過程降水強度大、影響范圍廣,且造成的危害較重。暴雨天氣都是在有利的環(huán)流背景下產(chǎn)生的,其中6月1日暴雨出現(xiàn)在大尺度天氣形勢下,高低層形成東高西低流場配置;7月2-3日暴雨過程中高空低槽東移、低層切變及地面輻合等共同下出現(xiàn)的。
第二,兩次暴雨過程中低層具備的水汽。其中6月1日過程,中、低層存在較強水汽輻合,700 hPa維持偏南氣流,不斷向暴雨區(qū)輸送大量水汽;7月2-3日過程中,中低層相對濕度較大,空氣濕度達到飽和,濕層厚度延至700 hPa,促使暴雨中小持續(xù)對流系統(tǒng)產(chǎn)生。
第三,兩次過程中,均出現(xiàn)了高層輻散、低層輻合的強烈抽吸作用,引發(fā)對流層出現(xiàn)強烈上升運動,且具備觸發(fā)暴雨天氣發(fā)生的不穩(wěn)定能量,為暴雨天氣提供了有力的動力和熱力條件。6月1日黃山市上空積聚大量不穩(wěn)定能量,低層存在者高溫高濕環(huán)境;7月2-3日過程黃山市上空K指數(shù)較大,850 hPa風場較強西南暖濕氣流輸送觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放。
參考文獻
[1]陶詩言.中國之暴雨[M].北京:科學出版社,1980.
[2]萬紅燕.武寧大暴雨過程分析——以2016年7月2-3日為例[J].農(nóng)業(yè)與技術,2016,36(22):202.
(責任編輯:劉昀)