陳紅梅，呂琳玉，李小芳，劉佩佩

(安康市氣象局，陜西安康 725000)

入秋以后,我國(guó)東部地區(qū)秋高氣爽，但甘肅東南部、陜西南部、四川、貴州、云南等華西地區(qū)常常秋雨綿綿，氣候?qū)W中稱為“ 華西秋雨 ”[1]。安康市地處華西秋雨核心地帶，綿綿秋雨的氣候特征非常顯著，多持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、雨量大的陰雨天氣，并常有暴雨天氣，降雨總量?jī)H次于夏季，為該區(qū)域又一多雨時(shí)期，持續(xù)的陰雨和暴雨天氣，誘發(fā)漢江流域中小河流洪水，為該區(qū)域明顯的秋汛期[2-3]。9—10月正值安康地區(qū)大秋作物成熟、收獲和越冬作物播種季節(jié)，因此安康市秋雨的異常將直接影響當(dāng)年作物收成和來(lái)年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。本文主要分析安康2017年秋雨的天氣特征及成因，為提高安康秋雨預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能務(wù)提供技術(shù)支持，以減少秋雨的災(zāi)害損失。

1 資料

安康市10縣區(qū)氣象觀測(cè)站(寧陜、漢陰、石泉、漢濱、紫陽(yáng)、嵐皋、平利、鎮(zhèn)坪、白河、旬陽(yáng))1961—2017年逐日20—20時(shí)降水量資料來(lái)自地面觀測(cè)站月報(bào)表A文件，所用資料經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量審核，用于統(tǒng)計(jì)和分析安康市2017年華西秋雨降水特征。2017年地質(zhì)災(zāi)害損失數(shù)據(jù)來(lái)自安康市國(guó)土資源局地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)資料(2017年9—10月)，安康市民政局自然災(zāi)害損失報(bào)告(2017年10月)。2017年8月29日—10月19日500 hPa高度場(chǎng)資料和700 hPa相對(duì)濕度場(chǎng)資料來(lái)自NCEP 2.5°×2.5°格點(diǎn)日資料。2017年9月18—19日、26—27日大氣環(huán)流分析資料和物理量資料取自MICAPS高空探測(cè)資料。

2 2017年華西秋雨概況

安康市2017年華西秋雨開始時(shí)間偏早。8月29日開始安康市50%以上站點(diǎn)連續(xù)5 d出現(xiàn)降水，達(dá)到華西秋雨監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[4]，確定8月29日為2017年秋雨開始日，秋雨開始日期較常年偏早11 d。

按照華西秋雨監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，2017年安康市華西秋雨期為8月29日至10月19日，秋雨期52 d；期間8月29日—9月6日、9月8—10日、9月15—20日、9月23日—10月5日、10月7—19日5次出現(xiàn)持續(xù)性陰雨天氣。2017年安康華西秋雨期平均降雨量為531.2 mm(圖1a)，較常年同期偏多167%；平利降雨量最大(648.1 mm),較常年平均值偏多235%(圖1b)。同時(shí)安康市2017年華西秋雨期間有6個(gè)暴雨日，最強(qiáng)的降水過程出現(xiàn)在9月26日，全市普降暴雨，其中8月29日平利日最大降水量為77.8 mm。因此，2017年安康秋雨具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、降水強(qiáng)度大、總降水量大等特點(diǎn)[5]。

圖1 安康市2017-08-29—10-19降水量(a)和降水量距平百分率(b)

2017年安康市華西秋雨期災(zāi)害損失嚴(yán)重。秋雨期多地山洪暴發(fā)，漢江干支流普遍漲水。漢江干流安康城區(qū)段出現(xiàn)4次洪峰，最大洪峰流量7 200 m3/s。安康水庫(kù)最大入庫(kù)流量達(dá)9 240 m3/s，最大出庫(kù)流量6 250 m3/s 。多次強(qiáng)降雨天氣誘發(fā)泥石流、山體滑塌等地質(zhì)災(zāi)害946起，災(zāi)害強(qiáng)度超過2010年“7·18”洪災(zāi)。全市139個(gè)鎮(zhèn)辦31.77萬(wàn)人受災(zāi)，緊急避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移7.38萬(wàn)人，因?yàn)?zāi)死亡11人、失蹤1人，直接經(jīng)濟(jì)損失30.23億元。

1961年以來(lái)，1964年安康市華西秋雨最強(qiáng)。1964年安康市華西秋雨8月28日開始，11月8日結(jié)束，秋雨期73 d，秋雨期平均降雨量為535.9 mm，無(wú)暴雨天氣(表1)。與1964年比較發(fā)現(xiàn)，2017年安康華西秋雨期比1964年短，總降水量少于1964年，但暴雨日數(shù)多于1964年，范圍也大于1964年。綜合比較，2017年安康市華西秋雨為1961年以來(lái)僅次于1964年的強(qiáng)華西秋雨。

表1 2017年與1964年華西秋雨各項(xiàng)特征量比較

3 2017年華西秋雨天氣成因

3.1 歐亞環(huán)流形勢(shì)

研究表明，安康出現(xiàn)秋季連陰雨期間，北半球大尺度環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定[6-7]。2017年華西秋雨期間,歐亞500 hPa(圖2)中高緯度烏拉爾山以西的長(zhǎng)波脊強(qiáng)盛，中亞到貝加爾湖為穩(wěn)定的長(zhǎng)波槽，中緯度東亞盛行緯向氣流，40°N附近有較強(qiáng)的西風(fēng)鋒區(qū)。西太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)西伸[2]，脊線位于27°N附近，西太平洋副熱帶高壓外圍的偏南暖濕氣流與北方南下的冷空氣長(zhǎng)期交匯于秦嶺山脈附近，形成了安康市長(zhǎng)時(shí)間的秋雨[8]。相應(yīng)的距平場(chǎng)中烏拉爾山附近有14 dagpm的正距平中心，貝加爾湖為-2 dagpm的負(fù)距平中心，我國(guó)東南沿海存在2 dagpm的正距平中心，表明烏拉爾山長(zhǎng)波脊和西太平洋副熱帶高壓偏強(qiáng),有利于安康市出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度大的秋雨[9]。同時(shí),分析發(fā)現(xiàn)2017年安康市秋雨期間700 hPa四川云貴一帶有一相對(duì)濕度大于90%的高值中心，安康地區(qū)的平均相對(duì)濕度在70%～90%之間(圖3)，說明整個(gè)秋雨期間西南暖濕氣流為秋雨區(qū)提供了充足的水汽。

圖2 2017-08-29—10-19 500 hPa平均場(chǎng)(等值線)及距平(陰影)(單位為dagpm)

圖3 2017-08-29—10-19 700 hPa相對(duì)濕度平均場(chǎng)

3.2 秋雨期暴雨天氣特征

安康秋季連陰雨天氣常常伴有暴雨天氣的發(fā)生[10]。9月26—27日安康市自西向東出現(xiàn)區(qū)域性暴雨(20—20時(shí))，共出現(xiàn)9站次暴雨，最大日降水量為74.7 mm，為此次秋雨期間的最強(qiáng)暴雨過程。

25日20時(shí)500 hPa在青海東部有一低槽，700 hPa甘肅陜西四川交界處部有一低渦,橫切變位于關(guān)中，850 hPa安康南部暖濕切變維持。之后影響系統(tǒng)緩慢東移南壓(圖4)，引起26日安康西部、北部6縣出現(xiàn)暴雨，27日安康南部3縣暴雨。

表2 2017-09-26—27日安康各站日降水量(20—20時(shí)) 單位：mm

圖4 2017-09-27T08 500 hPa環(huán)流形勢(shì)(細(xì)實(shí)線為等高線，單位為dagpm；粗實(shí)線為槽線)

25日20時(shí)后700 hPa在高原東部—重慶—安康維持≥12 m/s的偏南急流(圖5)。850 hPa上也有8～12 m/s的偏南風(fēng)氣流伸至安康上空,水汽與能量在安康上空堆積,為暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽條件和熱力條件[2]。

圖5 2017-09-27T08 700 hPa風(fēng)場(chǎng)(雙實(shí)線為切變線)

9月27日08時(shí)秦嶺山脈對(duì)流層低層輻合明顯，700 hPa上-30×10-3hPa/s的垂直速度中心(圖6)為暴雨的發(fā)生提供了充足的動(dòng)力條件。

圖6 2017-09-27T08 700 hPa垂直速度(單位：10-3 hPa/s)場(chǎng)

26—27日700 hPa高原東部維持一較強(qiáng)的水汽輸送帶(圖7)，安康處在水汽通量大值中心的北側(cè)，850 hPa水汽通量散度場(chǎng)上,鄂渝北部到陜南為水汽輻合區(qū)，安康處于水汽輻合中心，中心最大值達(dá)-30×10-7g/( cm2·hPa·s),暴雨區(qū)與輻合區(qū)相對(duì)應(yīng)。

圖7 2017-09-27T08 700 hPa水汽通量(等值線，單位為g/(cm·hPa·s))和850 hPa水汽通量散度場(chǎng)(陰影，單位為10-7 g/( cm2·hPa·s))

暴雨期間安康處在副高邊沿的暖濕氣流中,能量條件較好。700 hPa假相當(dāng)位溫(θse)場(chǎng)(圖8)上,川鄂到安康有高能舌,中心最大值達(dá)80 ℃，能量鋒位于隴南—關(guān)中，近似東西走向，暴雨區(qū)位于能量鋒南部。

圖8 2017-09-26T20 700 hPa θse場(chǎng)(單位：℃)

3.3 秋雨期中到大雨天氣特征

9月15—20日安康市出現(xiàn)持續(xù)性陰雨天氣，以小到中雨為主，其中18—19日安康市西南部(嵐皋、鎮(zhèn)坪)出現(xiàn)中到大雨，最大日降水量為25 mm(表3)，為此次秋雨期間的最弱降水過程。

表3 2017-09-15—20日安康各站日降水量(20—20時(shí)) 單位：mm

18日08時(shí)500 hPa西太平洋副熱帶高壓西伸，西脊點(diǎn)位于30°N、90°E附近，安康市受副高外圍偏西暖濕氣流影響(圖9)。700 hPa有一切變位于安康市南部(圖10)。18—19日此系統(tǒng)穩(wěn)定維持，略向南壓，引起18—19日安康西南部2縣出現(xiàn)中到大雨。

圖9 2017-09-18T08 500 hPa環(huán)流形勢(shì)(單位：dagpm)

圖10 2017-09-18T08 700 hPa風(fēng)場(chǎng)(雙實(shí)線為切變線)

9月19日08時(shí)秦嶺山脈對(duì)流層低層有較明顯的輻合上升運(yùn)動(dòng)，700 hPa上存在-20×10-3hPa/s的垂直速度中心(圖11)，為降水提供了一定的動(dòng)力條件。

圖11 2017-09-19T08 700 hPa垂直速度(單位：10-3 hPa/s)場(chǎng)

19日08時(shí)700 hPa上長(zhǎng)江中游地區(qū)存在一較強(qiáng)的水汽輸送帶(圖12)，中心最大值為14 g/(cm·hPa·s),安康處在水汽通量大值中心的北側(cè)，850 hPa水汽通量散度場(chǎng)上,四川東部、重慶北部到陜南為水汽輻合區(qū)，安康處于水汽輻合中心，中心最大值為-25×10-7g/( cm2·hPa·s),中到大雨區(qū)與輻合區(qū)相對(duì)應(yīng)。

圖12 2017-09-19T08 700 hPa水汽通量(等值線,單位為g/(cm·hPa·s))和 850 hPa水汽通量散度場(chǎng)(陰影,單位為10-7 g/( cm2·hPa·s))

18日20時(shí)700 hPaθse場(chǎng)(圖13)上,高能舌位于長(zhǎng)江中上游地區(qū),中心最大值達(dá)80 ℃，能量鋒位于陜南—川東，安康市位于能量鋒前部，能量條件較好。

4 結(jié)論

(1)安康市2017年華西秋雨開始時(shí)間早，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，降水強(qiáng)度大，總降水量大，為1961年以來(lái)僅次于1964年的強(qiáng)華西秋雨。

(2)烏拉爾山長(zhǎng)波脊和貝加爾湖長(zhǎng)波槽穩(wěn)定維持，中緯度東亞維持強(qiáng)的西風(fēng)鋒區(qū)，西太平洋副熱帶高壓偏強(qiáng)偏西，其外圍的偏南暖濕氣流與北方南下的冷空氣長(zhǎng)期交匯于秦嶺山脈附近，為2017年華西秋雨的典型大氣環(huán)流場(chǎng)。烏拉爾山長(zhǎng)波脊偏強(qiáng)，貝加爾湖長(zhǎng)波槽偏深，強(qiáng)度偏強(qiáng)、西伸脊點(diǎn)偏西、脊線位置偏北的西太平洋副熱帶高壓有利于安康市秋雨期偏長(zhǎng)，強(qiáng)度偏強(qiáng)。

(3)安康市秋雨期暴雨發(fā)生在西風(fēng)帶低槽東移，秦嶺山脈附近對(duì)流層低層有暖式切變環(huán)流形勢(shì)下，相應(yīng)的對(duì)流層低層輻合加強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)明顯，并且有明顯高能鋒區(qū)相配合，為暴雨發(fā)生發(fā)展提供了有力的動(dòng)力和熱力條件。中到大雨期間，高空受副高外圍偏西暖濕氣流影響，低層有切變，有一定的輻合上升運(yùn)動(dòng)，并且有能量鋒區(qū)相配合，為降水提供了動(dòng)力和熱力條件。