2022年8月31～9月1日楚雄州强降水天气过程分析

2022年8月31～9月1日楚雄州强降水天气过程分析

杨雁1     ,刘永明2

 1楚雄州气象局，云南楚雄  67500；2姚安县气象局，云南姚安  675300

摘要：应用NCEP再分析资料，常规观测资料，FY卫星云图,区域自动雨量站资料，通过对环流形势场和物理量场的诊断分析研究了2022年8月31日～9月1日发生在楚雄州地区的一次强降水天气过程。结果发现：此次天气过程发生在有利的环流背景形势下，由于两高辐合区和副高外围暖湿气流的共同影响，滇中地区的暖湿气流则较为强盛，云顶亮温显示楚雄区域上的系统性对流云系旺盛，造成了这次楚雄州中到大雨局部暴雨单点大暴雨的强降水天气过程。

关键字：楚雄；两高辐合区；强降水；诊断分析

引言

   楚雄地处滇中低纬高原地区，属于亚热带季风区[1]，干湿季分明，汛期雨量充沛，降水强度大。其中影响楚雄州强降水天气过程的天气系统很多，而两高辐合区对楚雄的降水有很大的影响，若配合地面冷锋、低涡或高低空急流系统，则会造成楚雄州大部分地区的强降水过程[2-3]。本文对8月31日至9月1日的中到大雨局部暴雨单点大暴雨降水过程的降水分布特征、环流形势、物理量场诊断机制[4-6]和卫星云图进行总结归纳分析，这对于在以后的预报工作中对此类强降水的短临预报[7-8]提供一些参考依据。

1  强降水天气实况

2022年8月31日08时～9月1日08时.楚雄州出现一次中到大雨局部暴雨单点大暴雨的天气过程，降雨时段主要集中在8月31日20时至9月1日08时，全州210个区域自动雨量站中，出现小雨0.1-9.9mm 86站，中雨10.0-24.9mm 59站，大雨25.0-49.9mm 22站，暴雨50.0-99.9mm 8站，大暴雨100.0-250.0mm 4站 ，最大雨量为大姚县博厚站155.8mm。

2 环流背景形势分析

2.1 500hPa 环流场

图1a、1b分别为8月31日12时和8月13日18时的500hPa形势图，如图所示：亚洲中高纬地区为两槽一脊形势，呈西高东低的天气形势，有利于冷空气的南下。31日12时（图1a）中高纬度低压槽的槽线在85-95°E之间，槽底在30-32°N之间，槽后的西北气流引导北方的冷空气南下，影响云南地区，同时还可以看到副高位置偏东西。31日18时（图1b）随着低压槽向东移动，利于将高纬度的冷空气向南输送，同时可以看到孟湾附近有低压存在，有利于水汽向云南上空输送，云南处于大陆高压和副高之间弱的两高辐合区。图1c、1d分别为8月31日12时和8月31日18时的700hPa形势图，如图所示：31日12时（图1c）由于有低涡的南下，在滇东北形成了西北东南向的切变线，而且切变后部风速较大，有利于切变快速南压。31日12时（图1d）低涡中心虽然有所减弱但往东南移动，此时切变线已移动到滇中地区，西南气流输送水汽在切变线附近辐合上升，为暴雨过程提供了较好的动力条件。

图1 8月31日12时、18时500hPa（a）、（b）和700hPa（c）、（d）高度场（单位：dagpm）和流场合成图（单位：m/s,阴影区为风速大于12m/s）

3 物理量场诊断分析

3.1 水汽条件分析

31日12时700hPa上的风场和水汽通量分布（图3（a）），偏南气流引导孟加拉湾的水汽源源不断地输送到整个云南地区，形成一条8～16的强水汽输送带，为滇中暴雨区域提供了一定的水汽。到31日18时700hPa（图2（b）），西南气流加强输送到滇西南、滇中地区，维持一条10～16的强水汽输送带。从云南强降水区域（22°～26°N，101°～106°E）8月31日-9月2日平均比湿（图2（c））和相对湿度（图2（d））的时间-高度垂直剖面图上可以看出，8月31日00时～8月31日18时，该时段处于暴雨前期，在强降水区域上空形成了明显的湿中心，水汽迅速积累，中心值不低于8g/kg，8月31日20时～9月1日08时为暴雨主要时段，湿中心值达到12g/kg，700hPa-1000hPa比湿值大于10g/kg，表明水汽较充沛。从8月31日-9月1日相对湿度（图2（d））的时间-高度垂直剖面图上可以看出，8月31日12时-9月1日06时，整层大气相对湿度都达到95%以上，产生暴雨的可能性极大。1日08时相对湿度减小，降水强度减弱，这与强降水雨量分布时段相对应。

图2  2021年8月31日12时700hPa水汽通量（a）、8月31日18时700hPa水汽通量（b）；强降水区域（22°～26°N，101°～106°E）8月31日-9月2日平均比湿（c）（单位：g/kg）、相对湿度（d）（单位：%）垂直剖面图

3.2 动力条件

从暴雨区域（22°～26°N，101°～106°E）8月31日-9月1日散度时间高度剖面可以看出，强降水期间，700hPa-1000hPa

为负散度区，中心值达到，600hPa-100hPa层次为正散度区，形成低层辐合高层辐散的天气结构，有利于强对流天气的发展和增强。从水汽通量散度的剖面上可以看出，强降水期间700hPa及其以下层次都是辐合区，中心值达到。从垂直速度的剖面上可以看出，强降水期间整层大气的垂直速度值都为负值，中心值位于500-700hPa之间，值为-0.2Pa/s,表明整层大气都存在强烈的上升运动。从假相当位温的剖面上可以看出，强降水期间随着层次的升高，假相当位温值减小，说明存在不稳定能量的释放。

4.

    根据前面的分析，采用FY2G静止卫星相当黑体亮温TBB分布情况来分析，8月31日12时（图3（a）），其中心位于梦湾一带，其外围云系已经影响到了滇西南地区，滇中一片有弱对流云团生成。到8月31日20时（图3（b）），滇西北、滇东南地区陆续受低涡切变的影响，TBB值已降至-20℃以下，但此时冷暖空气已交汇，降水已经持续。到9月1日04时（图3（c）），高原地区对流云系活动剧烈，由于两高辐合区和副高外围暖湿气流气流的影响，已形成西北-东南向的MCS强对流云系，TBB值已降至-50℃以下，降水开始增强。这与此次强降水的时段相匹配。

图3  8月31日12时、8月31日20时、9月1日04时FY2G静止卫星相当黑体亮温TBB

5 结论

    利用NCEP/NCAR再分析资料、常规观测资料和FY2G云顶亮温TBB资料，分析了2022年8月31日08时～9月1日08时楚雄州受两高辐合区和副高外围暖湿气流影响造成的中到大雨局部暴雨单点大暴雨天气过程。得出如下结论：

（1）两高辐合区是本次强降水过程的环流背景，配合副高外围暖湿气流的影响，滇中地区出现强降水天气过程。

（2）通过分析水汽通量和水汽通量散度场可知，偏南气流引导孟加拉湾的水汽源源不断输送到滇中地区，汇集成一条很强的水汽输送带；通过强降水区的比湿、相对湿度、垂直速度、散度和假相当位温的分析，发现强降水区（22°N-26°N，101°E-106°E）上空存在低层辐合高层辐散和强烈的上升运动，为此次强降水过程提供了有利条件。

（3）通过分析云顶亮温TBB得出，TBB中心大值区与强对流云团的中心重合，系统性的对流云团的形成和发展是本次强降水得以增强和持续的直接作用者，此次强降水过程中，中尺度对流云团MCS的持续和发展是本次暴雨过程得以维持的原因。

参考文献

[1]秦剑，琚建华，解明恩.低纬高原天气气候[J].北京，气象出版社1997:107-112.

[2]张秀年，段旭.云南冷锋切变型暴雨的中尺度特征分析[J].南京气象学院学报,2006,29（1）：114-121.

[3]许美玲，段旭.云南主汛期大雨过程的诊断与预报[J].气象，1998,24（10）：25-29.

[4]陈明轩.对流天气临近预报技术的发展与研究进展[J].应用气象学报，2004,15（6）：754-766.

[5]朱乾根，林景瑞，寿绍文等，天气学原理和方法（第四版）[M].北京：气象出版社，2000：599-642.

[6]许美玲，尹丽云，朱莉等.云南马龙2010年“6.26”特大暴雨成因分析[J].云南气象,2011,31（2）3-9.

作者简介：杨雁（1989-），女，云南大理市人，助理工程师，主要从事气象服务、农业气候资源的应用研究。

作者简介：刘永明（1988-），男，云南姚安人，三级主任科员，主要从事气象服务、农业气候资源的应用研究。