2013年9月1日重庆市一次暴雨天气的诊断与分析

2023-02-09

重庆市地处青藏高原与长江中下游平原之间过渡地带的四川盆地的西南部, 属亚热带季风性湿润气候, 年平均降水量丰富, 为1 000~1 300 mm, 夏季, 受暖湿的热带海洋性气团影响, 产生大量降水, 易形成长时间、强度大的暴雨天气。重庆市暴雨季节较长, 集中在雨季的4-10月, 5月暴雨次数开始明显增多, 7月达到最多, 8月次之, 之后暴雨又逐渐趋于减少。2013年9月1-2日, 重庆市大部分地区出现了大到暴雨天气过程, 本文利用常规天气资料等对此次暴雨进行分析, 为做好夏末强降水预报服务提供一些经验和参考[1]。

1 暴雨实况分析

受冷空气及中低层切变影响, 重庆市2013年9月1-2日出现大范围的大到暴雨袭击, 大雨来势猛、强度大, 致使多路段严重拥堵, 雨天路滑导致内环高速公路上多车连环相撞, 造成数人死亡。其中1日20:00-2日20:00, 全市29个站点累计雨量达到大雨, 12个站点出现暴雨, 最大降雨量出现在黔江, 为73 mm, 其次是主城区沙坪坝, 为60 mm;2日08:00-3日08:00, 长江沿线以南地区普降大到暴雨, 其中秀山、黔江、彭水、酉阳、巫山、万盛、涪陵和武隆8县 (区) 的120个测站出现暴雨, 最大雨量为秀山的石堤, 降水量达到了70.9 mm, 重庆市其余地区降小到中雨。

2 天气形势分析

此次暴雨过程发生在稳定的大尺度环流背景下。强降水发生前后, 500 h Pa上, 东亚中高纬地区呈两槽一脊型环流形势, 而中低纬地区, 西太平洋副热带高压控制我国江南及华南大部分地区, 且势力强盛[2]。重庆处于副热带高压北侧的西南气流影响范围内, 具备充足的水汽和能量。同时, 青藏高原至四川盆地存在着活跃的波动槽。1日20:00-2日08:00期间, 波动槽移至川中地区, 随着副热带高压强度减弱并南退, 波动槽线于2日20:00移至重庆地区上空。

700 h Pa上, 1日20:00, 有切变线位于川东南部地区, 而850 h Pa切变线则位于重庆西部一带, 受其影响, 重庆西北部地区先出现降水。2日08:00, 700 h Pa切变线移至重庆西部至东北部附近, 影响云南、贵州至重庆一线的西南气流不断增强, 并源源不断的向上述地区上空输送大量水汽, 降水范围进一步扩大、降水强度增强;20:00, 700 h P上, 重庆中部生成一低涡, 低涡东南部成为主要降水区。3日08:00以后, 高空波动槽继续向东移动, 700 h Pa低涡势力减弱, 影响重庆市的强降水逐渐结束。

3 中尺度对流云团分析

1日20:00, 川西高原上活动着一带状对流云团, 而重庆市上空云系相对凌乱, 位于重庆市西部的潼南开始出现降水;2日03:00, 重庆中北部出现云团A并缓慢向东发展;07:00, 云团A已移至重庆东南部并逐渐发展成熟, 此时对应的黔江出现较强降水, 且第一阶段降水达到了最大值, 之后云团A继续东移, 强度减弱;到11:00, 巴南地区又有对流云团B生成并有所发展, 此时沙坪坝第二阶段降水达到了重庆最大值, 云团B出现东移于15:00达到重庆东南部并在此发展成熟, 此时黔江已出现第二轮强降水, 并达到了最大值;云团B继续东移, 在移动过程中强度不断减弱, 降水随之也趋于减小。

4 物理量分析

4.1 水汽条件

充足的水汽辐合和水汽来源是形成暴雨的必要的条件之一。分析水汽通量及水汽通量散度图可知, 2日02:00, 850 h Pa上, 广西、贵州至重庆一线形成一水汽通道, 源源不断的将南海暖湿水汽向西北输送, 水汽通量值达到10 g/ (s·h Pa·cm²) ;与此同时, 贵州北部至重庆西部一带存在一水汽通量散度中心, 为重庆西部上空输送了大量暖湿水汽, 该地区出现强降水。14:00, 热带气旋“玉兔”外围偏东气流与南下东北气流交汇形成另一支水汽输送通道, 不断携带西太平洋水汽经我国东部地区向重庆一带输送, 鄂中南部、渝东南部、黔大部分地区及滇东北部一带存在一水汽通量辐合带, 源源不断的水汽输送为重庆东部地区发生强降水提供了充足的水汽条件。

4.2 动力条件

沿106°4′E、29°5′N及108°8′E、29°6′N作涡度、散度和垂直速度高度-时间剖面, 对中尺度对流云图的动力特征进行分析。由涡度时间变化特征可看出, 1日20:00, 沙坪坝上空低层和中层为正涡度, 且正涡度值偏小, 高层正涡度值相对较大, 中心值为6×10-5/s的涡度中心位于300 h Pa附近。之后, 低层正涡度开始发展, 于2日14:00涡度值增大为8×10-5/s, 达到最大, 正涡度开始出现扰动并向东传递;20:00, 黔江地区低层正涡度也达到了最大值, 对应700 h Pa上低涡。

从散度时间变化上可看出, 降水开始后, 沙坪坝地区处于低层辐合、高层辐散的高低空配置, 形成强烈的抽吸作用;2日02:00, 该地区上空低层辐合达到最强。这种高辐散、低辐合的必然引起强烈的上升运动, 为重庆市暴雨的发生发展提供了有力的动力条件。

从垂直速度上看, 上升气流一直从低层延伸至200h Pa以上高空, 上升运动区垂直速度梯度较大, 具备较大的不稳定能量, 降水强度也相应较大, 对应沙坪坝小时降雨量达到最大值7.8 mm。2日14:00后, 上升气流及低层辐合趋于减弱, 降水也因此减小。

4.3 热力条件

分析温度平流演变可看出, 降水前期, 重庆主城区上空浅薄边界层存在弱的冷平流, 从低层到高层则为暖平流, 降水后期, 冷平流不断加强, 2日20:00, 500 h Pa以下全部转为冷平流, 但冷平流强度较小;而黔江一带整个降水过程中, 800 h Pa以下为冷平流, 以上则均为暖平流。对假相当位温场进行分析可知, 整个暴雨期间, 低层800~900 h Pa均存在假相当位温密集线, 边界层有弱的不稳定层结, 低层至高层层结稳定。