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摘要：利用地面自动监测站、多普勒天气雷达资料等常规气象资料，采取天气学诊断分析方法，对2020年7月30日出现在百色市凌云县境内的一次极端的局地性大暴雨过程进行分析。结果表明：（1）本次暴雨具有极端性、局地性和持续时间短等特点，高空辐散场、中层低涡向东发展、副热带高压东西摆动是导致此次暴雨过程的环流背景;（2）偏南气流的水汽输送使暴雨发生前迅速增湿，促进了大气不稳定能量的不断积累，为暴雨形成创造了有利的环境条件;（3）多普勒天气雷达资料能较好地监测降雨云团的生成、发展和移动方向，与降雨落区、雨量分布有较好的对应关系。（4）地形的对气流的阻挡抬升为暴雨的形成、发展提供了很好的触发条件。

关键词：局地对流暴雨 诊断分析 多普勒雷达特征 地形作用

引言

凌云县位于广西西北部，地处云贵高原延伸部分，境内有澄碧、布柳两大河流，且山峦迭障，岩溶广布，属于典型的喀斯特地貌。常年受南亚热带季风气候影响，县内干湿分明，夏季暴雨、洪涝灾害频繁，年平均降雨量1718mm，是广西的暴雨中心[1]。2019年6月16日-17日，凌云县大部出现大雨到暴雨，局部大暴雨到特大暴雨，其中伶站乡九民水库6小时降雨量达389.2mm，持续暴雨引发山洪、山体滑坡、水浸、公路塌方、交通阻断，近100辆车滞留，累计12人死亡，多人受伤。2020年7月29-30日，凌云县再次遭受暴雨来袭，突发山洪，泗城镇旦村以及城北茶乡大道出现严重内涝，积水深度最高达1.2m、解救被困群众24名。由此可见，对凌云县特殊地形地貌环境下的典型暴雨过程进行分析研究，为日后防汛抢险救灾工作提供更精准的预报、更精细化的服务具有重要意义。

黄昕等[2]、汪海恒等[3]对各自所在区域发生的一次暴雨过程分别作了分析，均印证了大气动力、热力和水汽等条件在引发强降水过程中的重要作用。本研究通过对2020年7月29日-30日暴雨过程进行分析，以揭示此次暴雨的特征及成因，为提升本地区暴雨的预报精准度提供参考。

1 资料与方法

利用凌云县气象局常规地面观测、中尺度自动气象站，百色市气象局多普勒雷达、高空探测资料以及时间分辨率8小时、空间分辨率0.25°×0.25°的ECMWF再分析资料，从环流形势、水汽能量、动力及不稳定层结对2020年7月29日-30日暴雨过程进行分析。

2 降水时空特征

据资料显示，2020年7月29日23：00-7月30日07：00（北京时，余同），凌云县出现了历史上罕见的局地性、极端性和短历时的大暴雨天气，降雨过程持续长达8小时。本次降雨过程主要有以下特点：一是累积雨量大，单站雨量超历史极值。如图1所示，强降雨中心主要出现在凌云县泗城镇及其附近区域;其中坡脚水库站点24小时降雨量录得188mm，突破建站以来历史极值（2014年06月04日，157.1mm）。二是降雨时间分布不均，小时雨强强。如图2所示，主要降雨时段集中出现在30日04时，其中泗城镇坡脚水库、凌云地面站、泗城镇平林水库、玉洪乡力洪村分别录得最大小时雨强为87.9mm、59.1mm、51.5mm和45.8mm。三是降雨空间分布严重不均，降水局地性突显。据统计，共有5个自动观测站点24小时累积雨量超过100mm，达到大暴雨级别;3个站点录得超过50mm雨量，达到暴雨级别;15个站点录得雨量小于49.9mm;另有分布在县东部、南部的逻楼镇、沙里乡、朝里乡等12个站点无降雨记录。

3 环流背景分析

7月28-30日，200hPa南亚高压位于青藏高原上空，广西处于其东南侧的辐散场中，高空辐散“抽吸”作用为对流发展提供有利条件。500hPa亚欧大陆中高纬呈现弱的“两槽一脊”，西北太平洋副热带高压总体强度较弱，位置偏北，北侧脊线在40°N附近，带状主体呈断裂状态;29日08时至17时，青藏高原、四川盆地有弱的低涡向东发展，致使带状副高脊从中间断裂并向两侧退缩，588线脊点退至广西中东部;同时，孟加拉湾北部、南海东部海域有热带低压系统向北移动;副高南侧脊线退至20°N附近。副高的频繁西伸或东退移动，为不稳定能量的积累提供有利条件。

700hPa、850hPa表现为与500hPa相对应的季风低压环流，随着副高的西伸、东缩，广西上空始终盛行偏南风向。7月29日14时，副高主体588线位于广西中部，凌云上空吹弱的南-东南风;7月29日20时，副高再次加强，主体588线西伸至105°E，凌云县上空受副高主体控制，吹南-东南风;7月30日02时，随着副高主体588线向东退缩至广西中部一带，凌云县处于副高西侧，区域上空继续移定南风、风力增大至8m/s以上。

4 物理量诊断分析

4.1 水汽条件

29日20：00，受东南风影响，925hPa百色东南部右江河谷一带出现较强的水汽辐合带，呈“东南-西北”走向，正好与河谷走向一致，辐合中心水汽通量为10-15g/（hPa·cm·s），散度小于-10g/（hPa·cm2·s）;相对湿度在80%以下，湿区范围主要在百色南部。29日23：00，925hPa上右江河谷的水汽辐合带出现断裂，中心移至百色市附近，呈不规则块状，水汽通量仍维持在10-15g/（hPa·cm·s），散度下降至小于-20g/（hPa·cm2·s）;相对湿度上升至90%-100%之间，湿区面积从百色南部向北扩展并覆盖整个凌云县;地面温度露点差在1℃以下。

850hPa上，29日23：00-30日05：00，温度露点差迅速降低到1℃以下。凌云县泗城镇气温和露点值均较高，此时饱和空气每下降1℃所凝结出的水汽量将同比多于温度较低时。850hPa，相对湿度与925hPa类似，自29日20：00后从80%-90%逐渐上升至90%-100%之间;700hPa相对湿度在70%左右，上升至500hPa时相对湿度降至60%左右。

由此可见，在暴雨发生之前几小时，随着东南气流的水汽输送，大气中低空的水汽含量增加较快;中高空水汽含量相对较低、变化不大，具备了“上干下湿”的强降水发生有利条件。同时，大气中低层的水汽含量以及湿区范围的变化，洽好与强降水发生时段、主要落区具有较好的一致性。

4.2 动力条件

29日20：00，百色市附近区域在925hPa出现强的低空流场辐合，中心强度达到-8×10-5s-1。23：00，925hPa辐合数值进一步加强到-10×10-5s-1，700hPa辐合强度亦达到-4×10-5s-1，大大促进了水汽在低层的汇集;与此同时，200hPa辐散强度上升到6×10-5s-1，高层的“抽吸”作用突显。这种低空辐合高空辐散的配置大大促进了凌云县垂直上升运动的强烈发展。

如图3可见，29日20：00，百色市附近区域850hPa垂直速度在-0.5 hPa·s-1;23：00进一步加强到-0.7 hPa·s-1;700hPa、500hPa垂直速度表现与850hPa类似，但500hPa在23：00的垂直速度表现更强，达到-0.9 hPa·s-1。强烈的上升运动通常伴随着强对流，可使低层水汽快速输送到中高层，并迅速冷却、饱和、凝结成水滴，完成“成云制雨”的过程;当低层有持续不断的水汽辐合输送带配合时，有利于出现较大的降水。

4.3 大气层结稳定度

不稳定层结是为对流发展提供位能转为动能的基本条件。K指数、SI指数和假相当位温θse均是反映大气层结稳定度的重要指标。一般地，当K值越大，表示大气层结越不稳定;SI值小于0时表示气层不稳定，且负值越小越不稳定。当θse随高度减小，则层结为对流性不稳定。29日08：00，凌云县的K值为34℃，20：00上升至36℃;与此同时，SI指数从0下降至-2℃，随着对流上升运动的发展，23：00时SI指数进一步下降到-3;850hPa与500hPa两层的θse值之差大于零，呈现“下暖上冷”的对流性不稳定形势。30日0：00前后，地面到925hPa之间吹偏南风，925hPa到500hPa吹稳定的南风，500hPa以上的中高层有弱的风切变。

根据距离凌云县最近的百色探空站资料作对比分析可知，29日08：00至23：00，百色站Cape值从1319J·kg-1上升到3816J·kg-1，大气近地层较湿且气温较高、中高层较干且气温较低的状态较早晨进一步加剧，抬升高度越来越低且稳定抑制能量越来越小，极易触发强降水。由此可见，随着上升运动的发展、水汽能量的不断补充，为本次凌云县的暴雨过程提供了有利的热力条件。

5 地形对暴雨的增幅作用

研究表明，除了特定的天气系统配置影响外，地形对暴雨强度和落区的影响不容忽视。例如，火烧寮、巴昔卡、雅安等著名的“雨窝”，无一不是与特殊的地形条件有关。据有关研究发现，暴雨雨团不能直接翻越1000m以上的高山。当雨团遇到高山时，会发生速度减慢停滞，雨强加大，平行于山脉移动或绕山折向，可穿过几座高山之间的低地峡谷，并使降水回波带变形的现象。根据位于岑王老山南麓的坡脚水库站的观测记录，2020年7月30日前后的地面风向变化如表1所示。根据雷达监测图像及地面风向变化分析，30日02：00前后，偏南气流正是沿县内中南部的河谷洼地向北输送，将各对流云团连形成南北走向的降雨云带。由于全地形势北高南低，气流到达泗城镇后，向北有岑王老山阻挡，向西有青龙山脉阻挡。因此气团在泗城镇上空阻塞停滯。随着低层水汽的持续输送，大量的水汽能量在岑王老山南麓辐合聚集，产生明显的地形性强迫抬升运动和两侧绕流，促进了迎风坡前对流的强烈发展和降雨云团向两侧发展壮大，导致降水强度大幅增强。30日04：00，地面风向转为NW，表明此时山体南麓迎风坡前的积雨云团内部对流发展最为旺盛，外围下沉气流顺着山顶向谷底流动，此时降雨亦最为猛烈。此次降雨过程录得的5个大暴雨站点，均位于岑王老山的东南麓，海拔高度落差巨大。结合这次暴雨过程中低空偏南气流可以看出，青龙山脉无疑对南来暖湿气流形成明显的阻挡和强迫抬升作用，触发局地性暴雨的形成和强烈发展。

7 小结

1）7.30降雨过程具有降水强度大、时空分布严重不均、持续时间短的特点，突显山地暴雨的极端性、局地性和突发性。

2）在高空辐散场的“抽吸”作用下，中层有低涡向东发展及副高的东西摆动，进一步促进了低层偏南风的水汽辐合、高温高湿能量的积聚和垂直上升运动的发展，是本次降雨过程有利的环流背景。

3）偏南气流的水汽输送，使暴雨发生前数小时内的低空湿度迅速增加，为暴雨形成创造了有利的环境条件，对降雨量的增幅作用显著。

4）多普勒天气雷达资料能较好地监测暴雨云团的局地生成、发展和移动方向，与降雨落区、雨量分布有较好的对应关系。

5）地形条件对气流的阻挡、辐合抬升为本次暴雨的发生提供了很好的触发条件。山体高度及其与气流的夹角对降雨的落区、暴雨雨强的增幅有重要影响。

参考文献：

[1] 何秉顺，张大伟. 广西凌云县“2019.6.17”山洪灾害调研与思考[J].中国防汛抗旱， 2020，30 （Z1）.

[2] 黄昕，周玉淑，等.一次新疆伊犁河谷特大暴雨过程的环境场及不稳定条件分析[J].大气科学， 45（1）： 148-164.

[3] 汪海恒，张曙，等.韶关地区一次至涝暴雨过程的诊断分析[J].广东气象，2020，42（6）：30-34.

作者简介：杨胜才（1988.11）男，汉族，广西凌云人，本科学历，工程师，主要从事气象服务与管理工作。