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1、西南低涡生成过程中形成“7 8 达州大暴雨“ 的机理分析 顾清源 肖递祥祁生秀 ( 四川省气象台，成都6 1 0 0 7 2 ) ( 巴中市气象局，巴中6 3 6 0 0 1 ) 提要 本文利用高空实况资料和地面自动站资料对2 0 0 5 年“7 8 ”四J I I 盆地东北部致洪大暴雨天气 过程中西南低涡活动特征进行了中尺度诊断分析，分析发现大暴雨出现在西南低涡控制下的地面 辐合线北侧，西南低涡右前方低空急流左侧的强上升运动中心和强水汽辐合中心对中尺度大暴雨 的产生作用明显。 关键词：西南低涡 中尺度机理分析大暴雨 引言 2 0 0 1 年9 月四川盆地东北部达州，2 0 0 2 年6 月8
2、 日四川盆地东北部南充，2 0 0 3 年8 月2 9 日四川盆地东北部达州、巴中、广安，2 0 0 4 年“9 3 ”达州以及2 0 0 5 年7 月6 9 日达州，均出现 大暴雨洪涝灾害。这些大暴雨洪涝灾害基本上都是由于西南低涡及其西南风低空急流造成 的。陈忠明等对西南低涡暴雨天气过程中中尺度雨团活动的分析发现 1 ：“西南低涡中的强雨 团在演变过程中发生畸变和分裂”；顾清源等对西南低涡造成四川盆地东北部大暴雨天气过程 的分析发现 2 ：“地面流场中尺度低压切变线北侧的偏北风区域、地面气压场中高压与中低压 之间气压梯度最大区域的前沿、地面总能量中尺度锋区前沿往往是大暴雨的产生区域”。2 0
3、 0 5 年7 月6 9 日达州市大暴雨洪涝灾害也是由于西南低涡及其西南风低空急流造成的，本文对 西南低涡及其西南风低空急流、地面流场中尺度低压切变线与大暴雨洪涝灾害中的强降水时 段进行了深入研究。 2过程概况 2 0 0 4 年和2 0 0 5 年达州市连续两年出现历史罕见的致洪大暴雨天气过程，在2 0 0 5 年7 月 6 9 日达州市出现的致洪大暴雨天气过程( 雨量图略) 中，辖区内各县( 市) 过程降水量都超过 了1 3 0m m ，宣汉县过程降水量最大，达3 2 0 9m m ，宣汉县、万源市的所有乡镇过程降雨量均超 过3 0 0m m ，其中宣汉县峰城镇5 4 5 8m m 、胡家
4、镇5 4 1 8m m ，万源市旧院镇4 9 1 2m i D _ 、竹峪 镇4 7 2 1m m ( 以下简称“7 8 达州大暴雨”) 。“7 8 达州大暴雨”使达州市城区、宣汉县城区以 及大部分乡镇被淹，因灾死亡2 7 人，失踪5 人，3 8 5 9 万人不同程度受灾，2 6 万人因灾转移，直 接经济损失3 9 6 亿元。 1 3 4 3 西南低涡生成过程中形成“7 8 达州大暴雨”的机理分析 3 1西南低涡生成的环流背景 “7 8 达州大暴雨”发生在欧亚中高纬地区为两槽一脊的大尺度环流背景下( 图略) ，长波 脊位于西伯利亚地区，两个长波槽分别位于乌山东侧和贝湖东部至我国东北地区，东北冷
5、涡深 厚，副高呈准东西向，脊线在2 5 。N 附近摆动，其西北侧的西南暖湿气流与东北冷涡后的西北 气流在江淮至四川东部形成切变。对流层高层，强大的南亚高压控制着青藏高原及整个副热 带地区，其北侧为副热带西风急流，2 0 0h P a 急流轴位于4 0 。N 附近，四川盆地位于高空急流出 口区右侧，强烈的高空辐散有利于对流层中低层辐合发展 3 ，导致江淮至四J i I 东部切变线西端 生成了西南低涡，西南低涡的生成时间是在7 月7 日2 0 点之后，7 月8 日0 8 点之前，与“7 8 达州大暴雨”的强降雨时段同步。 3 2 西南低涡与“7 8 达州大暴雨”强降雨时段的关系 “7 8 达州大暴
6、雨”强度大、来势猛，致洪暴雨都集中在短短的几小时之内产生，达州8 日 0 7 时的3h 降雨量就达到了1 1 5m m ( 见达州1h 雨量图) ，具有典型的中尺度系统特征。根据 7 月7 日2 0 时至8 日0 8 时的自动站1h 雨量资料分析，发现造成川东北大暴雨的中尺度雨团 源自云南的彝良，7 日2 2 时雨团在彝良生成，雨强为3 9m m h ，雨团沿西南低空急流向东北方 向移动，经兴文一荣昌一铜梁一武胜北上，于8 日0 4 时开始影响达州，达州0 4 时0 7 时的3 个小 时之内降雨量就超过了1 0 0m m ，8 日0 8 时后降雨减弱。该雨团生命史约1 0 个小时左右，从 南到
7、北移动了5 0 0 多公里。对比分析“7 8 达州大暴雨”临近时刻和暴雨结束时暴雨区及其外 围风场我们发现，“7 8 达州大暴雨”的产生同西南风低空急流的建立、西南低涡的生成在时间 系列上是同步的，大暴雨就出现在西南风低空急流核附近。 进一步分析发现，“7 8 达州大暴雨”的中尺度雨团是由两个中尺度对流云团合并加强造 成的( 图略) 。7 日2 1 时，在贵州省毕节市附近生成了一小尺度的对流云团，其云顶温度为 一7 9 ，该云团生成后发展迅速并沿西南风低空急流向北移动，8 日0 0 时发展为a 中尺度云 团，其北侧扩展至重庆市的荣昌县，中心云顶温度达一1 2 3 ，而此时，在四川东北部边缘的万
8、 源附近也有一小尺度对流云团生成；前者在8 日0 2 时发展为一中尺度对流辐合体并经重庆市 和广安市继续向北扩展，8 日0 4 时与万源附近发展起来的a 中尺度云团在达州附近合并加 强，致使达州在0 5 0 7 时的短短3 个小时内降雨量就超过了1 0 0m m ，形成洪涝，8 日0 8 时之 后云团就迅速减弱。 3 3 西南低涡生成前的物理场结构 在“7 8 达州大暴雨”临近时刻( 7 日2 0 时) ，四川盆地在6 0 0h P a 层以下为辐合层( 见图1 、 2 ，散度：l O - 6 s ；垂直速度：1 0 一h P a s ) ，最大辐合出现在对流层低层的8 5 0h P a 层上
9、，6 0 0h P a 以上层都为辐散。在这种低层辐合、高层辐散配置形势下对流运动得以发展，在“7 8 达州大 暴雨”临近时刻，5 0 0h P a 及其以下层都是上升运动，最大上升速度层在5 0 0 7 0 0h P a 层之间， 最大上升速度达一2 7 9 1 0 - 3h P a s ；在“7 8 达州大暴雨”开始时，对流上升运动进一步发 展，一方面上升运动层增厚，发展到2 0 0h P a 层，另一方面上升速度增大，8 日0 2 时盆地中部 5 0 0h P a 最大上升速度达到了一1 0 1 6 1 0 - 3h P a s ，强烈的辐合上升运动使西南低涡得以 生成，而“7 8 达州
10、大暴雨”就发生在西南低涡右前方的最大辐合和最大上升速度区域附近。 1 3 5 图1 7 号2 0 时散度1 0 7 。E 剖面图图27 号2 0 时垂直速度1 0 7 。剖面图 7 日2 0 时水汽通量沿1 0 7 。E 剖面图( 单位：g s _ 1 c m 叫h P a l ) 分析得出，在西南低涡 生成前，有大量水汽向西南低涡生成区输送，并且西南低涡生成区是水汽输送的中心或大值 区，比西南低涡生成区外要深厚的多，大值区在垂直方向上可伸展至5 0 0h P a 层。由于有大量 水汽流入，使得西南低涡生成区是一个高能不稳定区。 “7 8 达州大暴雨”临近时刻( 7E l2 0 时) 的K 指
11、数分布图和8 5 0 5 0 0h P a 沿1 0 7 。E 的色 垂直剖面图分析得出，西南低涡就生成于K 指数 4 0 、以 8 5 的高值区域内，而且高能深厚， 在垂直方向上以 7 5 的区域伸展到了5 0 0h P a 层。 3 4 西南风低空急流是西南低涡生成的动量源 2 0 0 5 年7 月上旬，四川盆地一直处于副高西侧，在对流层中低层( 7 0 0h P a ) 从云贵高原经 四川盆地到陕西南部维持着一支8 1 4m s 的西南气流( 图略) 。在“7 8 达州大暴雨”临近时 刻( 7 日2 0 时) ，威宁、重庆、达州、安康为6 1 2m s 的西南气流，并且这支西南气流与陕甘
12、地 区的东北气流在“7 8 达州大暴雨”区北部形成了一切变线。而在暴雨结束时( 8 日0 8 时) ，威 宁、重庆、达州、安康风速都明显加大，形成了西南风低空急流，达州风速加大得最明显，风速增 量为1 9m s ，是风速达2 6m s 的西南风低空急流核，并且在这支西南风低空急流左侧的四川 盆地中部就是西南低涡的生成区，西南风低空急流的形成为西南低涡生成提供了充足的动量。 4 西南低涡生成时的地面中尺度流场演变特征 分析地面自动站1h 加密资料发现，此次西南低涡生成时由南向北活动的中尺度对流云 团与地面中尺度系统关系密切，根据地面自动站资料，采用2 5 点低通滤波方式得到的“7 8 达 州大暴
13、雨”过程中西南低涡生成时的地面中尺度流场演变分析得出 2 ，在7 日2 3 时，四川盆地 南部有一条中尺度地面辐合线存在，中尺度地面辐合线西端宜宾附近有一中尺度低涡生成，中 尺度对流云团就在中尺度低涡东侧生成发展；中尺度地面辐合线及其相伴随中尺度低涡在西 南风低空急流引导下向北移动，8 日0 3 时中尺度低涡移到南充附近，在该低涡辐合线东北侧 1 0 0k m 左右偏北风区域内的达州市中尺度对流云团强烈发展，0 4 时开始出现强降水，在强降 水过程中达州市地面风向由偏北风转为了偏南风；由此可见，大暴雨区与地面辐合线的位置有 很好的对应关系。张延亭的研究表明 4 ：“低空急流及其切变线是诱发地面
14、辐合线的一种机 】3 6 制”，而“7 8 达州大暴雨”过程中地面中尺度系统活动与西南低涡生成紧密相联，是同步进行 的，它们的相互作用造成了“7 8 达州大暴雨”。 5 小结 通过对“7 8 达州大暴雨”分析发现：此次致洪暴雨是由一个中尺度对流云团影响造成的， 有利的大尺度环境场为西南低涡的生成和“7 8 达州大暴雨”的产生提供了充足的水汽和能量 条件，大暴雨出现在西南低涡控制下的地面辐合线北侧，西南低涡右前方低空急流左侧的强上 升运动中心和强水汽辐合中心对中尺度大暴雨的产生作用明显。 参考文献 E l l 陈忠明，闵文彬，程耕奎第二次青藏高原大气科学试验理论研究进展( 三) 北京：气象出版社，7 2 7 3 2 顾清源等四川盆地东北部“9 3 ”特大暴雨的中尺度分析 1 - 3 3 钱正安等1 9 9 0 四川“8 1 7 ”特大暴雨与西南低涡数值模拟气象学报，4 8 ，4 1 5 4 2 3 4 张延亭2 0 0 0 低空急流诱发地面辐合线的一种机制江西气象科技，2 3 ( 1 ) ：1 4 1 7 1 3 7
