2020年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究.pdf

熊德方,孙淑清,彭京备,等.2023.2020 年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究 J.大气科学,47(4):10071023.XIONGDefang,SUNShuqing,PENGJingbei,etal.2023.AnalysisofFloodDisastersandHeavyPrecipitationEventsintheSichuanChongqingRegionintheSummerof2020J.ChineseJournalofAtmosphericSciences(inChinese),47(4):10071023.doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2110.211332020 年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究熊德方1,2孙淑清2彭京备2巩远发11成都信息工程大学大气科学学院,成都 6102252中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心,北京 100029摘要本文针对 2020 年夏季川渝地区的强降水产生的洪涝过程及相应的 15 次暴雨过程进行了分析，并与川渝地区大旱年同期情况进行了对比。2020 年夏季，西太平洋副热带高压（以下简称副高）较气候平均位置偏西、强度偏强，其西伸脊点可达 110E 以西；青藏高压东伸、偏强，上下层共同作用使副高稳定维持。中纬度小波动活动频繁，使得冷空气活动往往维持在川渝上空。副高西侧气流与北方偏北风的汇合使川渝地区形成较大的水汽通量辐合区，为暴雨的发生提供十分必要的水汽条件。此外，来自印度的季风气流从印度北部至高原东侧，经由高原南侧向东输送水汽，成为另一支重要的水汽通道。2006 年夏季，川渝地区为重要的干旱年，暴雨个例也最少。在这一年，副高偏东，中纬西风带短波槽不活跃，西南季风偏弱，川渝地区水汽辐合较少，这些与 2020 年形成了鲜明的对比。关键词川渝地区夏季暴雨副热带高压水汽通量文章编号1006-9895(2023)04-1007-17中图分类号P448文献标识码Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.2110.21133Analysis of Flood Disasters and Heavy Precipitation Events in theSichuanChongqing Region in the Summer of 2020XIONGDefang1,2,SUNShuqing2,PENGJingbei2,andGONGYuanfa11Chengdu University of Information Technology,Chengdu 6102252International Center for Climate and Environment Sciences,Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029AbstractThispaperinvestigatesfloodingeventscausedbyheavyprecipitationandthecorresponding15heavyrainfalleventsintheSichuanChongqingareainthesummerof2020andcomparesthemwiththesituationinthe2006droughtyear.ThewesternPacificsubtropicalhigh(WPSH)wasstrongerthanitsclimatologicalmean,anditswesternedgewasbeyond110E,whichistothewestofitsclimatologicalposition.SincetheQinghaiTibethighwasstrongandextendedeastward,theupperandlowerlayersworkedtogethertokeeptheWPSHstable.ThecoldairthatcausesprecipitationintheSichuanChongqingregionisprimarilycausedbyshortwavesinthewesterlies.Shortwaveswerefrequentinthemid-latitudesandinfluencedtheregion.TheSichuanChongqingregionformsanareaofmajorwatervaporfluxconvergenceduetothejointinfluenceofthesouthwesterlyflowsonthewesternflankofWPSHandthenortherlywind.Itprovidesthe收稿日期2021-07-25；网络预出版日期2021-11-17作者简介熊德方，女，1998 年出生，硕士研究生，主要从事灾害性天气成因机理研究。E-mail:通讯作者彭京备，E-mail:资助项目中国科学院战略性先导科技专项 A 类 XDA23090102，国家自然科学基金重点项目 41630424，国家自然科学基金联合基金项目U20A2097Funded byChineseAcademyofSciencesStrategicLeadingScienceandTechnologyProjectClassA(GrantXDA23090102),NationalNaturalScienceFoundationofChina(Grant41630424),NationalNaturalScienceFoundationofChina(GrantU20A2097)第47卷第4期大气科学Vol.47No.42023年7月ChineseJournalofAtmosphericSciencesJul.2023bestwatervaporconditionsfortheoccurrenceofheavyrainfallevents.Furthermore,themonsoonairstream,whichtravelsfromnorthernIndiatotheeastsideoftheplateau,roundsthesouthsideoftheplateauandtransportswatervaporeastward,forminganotherimportantwatervaporchannel.2006wasatypicaldroughtyearintheSichuan-Chongqingregion,withthefewestheavyrainfallevents.Incontrastwith2020,theWPSHiseasterlythisyear,theshort-wavetroughin mid-latitude westerlies is less active,the southwest monsoon is weaker,and water vapor convergence in theSichuanChongqingregionislower.KeywordsSichuanChongqingregion,Summerheavyrainfall,Subtropicalhigh,Vaporflux 1 引言川渝地区位于我国西南地区东部，处在东亚季风雨带的西端点。近年来，该地的部分地区夏季暴雨频率、强度都有增加趋势（陈丹等,2018;刘毅等,2020）。频发的暴雨造成山洪、泥石流、城市内涝等次生灾害，给该地区人民带来了巨大的生命财产损失，同时也给长江下游地区防汛安全造成了重要影响。川渝地区位于青藏高原东部，地形复杂，水平和垂直方向的海拔梯度大，影响该地区夏季暴雨的环流系统也比较复杂。因此，针对该区域的天气、气候研究一直受到气象学者的关注。了解川渝夏季暴雨的形成原因对夏季暴雨预报及防汛工作具有重要的现实意义。众多学者对产生川渝地区夏季暴雨过程的系统有过研究，且取得了大量成果。其中，西南低涡（以下简称西南涡）是夏半年造成川渝地区强降水过程的重要天气系统之一。诸多研究针对多尺度环流系统在西南涡暴雨发生、演变过程中的作用，以及凝结潜热、地形等相关影响因子进行了分析、模拟（钱正安等,1990;陈贵川等,2013;邓承之等,2021）。马勋丹等（2018）发现持续时间大于 36h的西南涡都会带来降水，且造成大雨的概率大于 88%。西太平洋副热带高压（以下简称副高）、青藏高压、中高纬度环流、季风等是影响川渝地区暴雨的重要环流系统。副高强度及位置变化会直接影响夏季风对水汽的输送（张庆云和陶诗言,2003;陶诗言和卫捷,2006）。当夏季副高偏北时，四川盆地东部易发生干旱，西部易出现洪涝。当副高偏西时，川渝大部分地区降水增加；而副高偏东时，情况相反（齐冬梅等,2012;晏红明和王灵,2019,晏红明等,2021）。中高纬度槽脊活动为川渝地区降水提供了必要的冷空气。中高纬不同的环流型决定了北方冷空气的源地和移动路径都会不同。当南下的冷空气和西南涡，或是高原东侧分裂的小槽相配合时，会为川渝地区夏季的降水提供十分有利的环流条件（赵思雄和傅慎明,2007;翟丹华等,2014;孙建华等,2015）。东亚季风、高原季风、印度季风等是影响川渝地区夏季降水的主要环流系统。白莹莹等（2014）认为东亚季风偏强年，高原季风偏弱，其环流形势不利于盆地东部降水发生，却有利于盆地西部降水偏多。夏季四川周围地区持续性暴雨发生在印度季风的活跃期，此时孟加拉湾上空形成西南东北的季风环流圈，其北侧的上升气流有利于川渝地区暴雨的发生（周静亚和成秋影,1987）。水汽是产生暴雨过程的必要条件之一。而副高的位置将直接影响水汽向四川盆地的输送区域（陈栋等,2010）。2020 年夏季，川渝地区经历了多次大范围的暴雨过程；6 月下旬至 8 月中旬，频发的暴雨过程导致长江中上游流域发生了严重洪涝灾害，人民经济财产损失严重。本文将在分析介绍 2020 年川渝地区夏季暴雨特征的基础上，对影响它的大尺度环流系统，如副热带高压、中高纬环流、西南季风以及水汽输送各方面的异常进行分析，并与 2006 年的少暴雨过程的干旱年进行了对比分析，以探讨2020 年夏季川渝洪涝及暴雨的形成原因。2 资料和方法 2.1 资料本文使用的资料包括：（1）中国气象局提供的地面气候资料日值数据集 V3.0 中的逐日降水资料，其中川渝地区共 59 个台站（台站分布见图 1a），资 料 时 段 为 19792020 年 夏 季（68 月）。（2）同期 ERA5 中日平均（协调世界时00:00、06:00、12:00 和 18:00，4 个时次平均得到，下同）位势高度、风场、比湿和温度（Hersbachetal.,2020），水平分辨率 11，垂直方向包括850hPa、700hPa、500hPa、100hPa。（3）美国物理科学实验室（PhysicalSciencesLaboratory，简大气科学47卷1008ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47称 PSL）提供的 CPC（ClimatePredictionCenter）全球统一日降水再分析资料（CPCGlobalUnifiedPrecipitationdata），水平分辨率为 0.50.5，选取的时间为 19792020 年夏季。（4）印度热带气候研究所（IndianInstituteofTropicalMeteorology，简 称 IITM）提 供 的 印 度 月 降 水 量 数 据 集（HomogeneousIndianMonthlyRainfallDataSets，简称 IITM-IMR）。该资料为 19792016 年，共306 个台站的降水数据，约覆盖印度 90%的区域。除特别说明外，文中采用 19812010 年的平均值作为气候平均态。川渝地区地形复杂，降水分布不均匀。从19812020 年全国夏季日平均降水量的分布（图略）、夏季降水的方差分布图（图 1b）可以看到，四川中东部、重庆地区夏季不仅降雨量大、且降水变率较高。因此，本文定义研究的川渝地区为（2834N，101110E），主要包括四川中东部、重庆、甘肃南部局地、陕西南部、贵州北部局地，如图 1a 中黑色方框所示。大量的研究显示，川渝地区夏季降水分布具有区域性特征，全区可以分为川西、盆地西部、盆地东部三个部分（刘燕等,2002;齐冬梅等,2011）。我们的选区与后两部分所涵盖的区域基本一致。2.2 暴雨过程及其强度的界定叶殿秀等（2019）界定了区域暴雨过程，即：某日出现暴雨的相邻站点（距离350km）形成一个暴雨区；若相邻两日暴雨区的中心距离不超过1050km，则记为区域性暴雨过程持续，且为同一个暴雨过程。由于川渝地区站点个数较少，我们设定单日出现相邻暴雨站点的个数阈值为 3 个。同时按照叶殿秀等（2019）的定义，计算了每次暴雨过程的平均强度（I）、平均范围（A）和综合强度（Z）。（1）平均强度（I），暴雨过程中每天每个暴雨站点的降水量：I=RN，（1）其中，R 为暴雨过程持续时间内所有暴雨以上降水量总和，N 为暴雨站数累计总和。（2）平均范围（A），以暴雨过程中平均日暴雨站数来代表：A=NT，（2）其中，T 为暴雨过程持续时间。（3）综合强度（Z），反映暴雨过程的降水强度：Z=IA0.5T0.5.（3）根据上面的定义，2020 年夏季共识别暴雨过程 15 次。暴雨发生的时间、平均强度（I）、平均范围（A）和综合强度（Z）见表 1。涡旋运动对川渝地区夏季降水有重要作用。我们以涡度阈值来确定涡旋系统，阈值越大，涡旋平均影响范围越小。考虑到西南涡是一个尺度为300500km 的中尺度系统，因此取涡度阈值为5105s1，此时涡旋平均影响范围不低于 4 个格点（约为 385km）。图1（a）川渝地区站点分布（蓝点表示降水观测台站）；（b）19812020 年全国夏季降水方差分布（单位：mm2）。图中方框表示川渝地区Fig.1(a)DistributionsofgaugestationsinpartsoftheSichuanChongqingregion,inwhichbluedotsindicateprecipitationobservationsites;(b)varianceinthedistributionsofsummerprecipitationinChina(units:mm2)from1981to2020.SquarerepresentstheSichuanChongqingregion4期熊德方等：2020 年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究No.4XIONGDefangetal.AnalysisofFloodDisastersandHeavyPrecipitationEventsinthe.1009为了说明 2020 年川渝地区夏季暴雨过程中涡旋系统的强度及持续时间，根据 Luetal.（2015,2017）和叶殿秀等（2019）的研究结果，类似暴雨指数的定义，定义涡度指数：（1）平均涡度（VORI）表示暴雨过程中平均每天川渝地区范围内大于等于阈值的涡度平均值：VORI=ViLs，（4）其中，Vi表示大于等于阈值的涡度累计总和，Ls表示区域内大于等于涡度阈值格点数的累计总和。（2）涡旋平均影响范围（VORA）表示暴雨过程中涡度值大于等于涡度阈值的平均日格点数：VORA=LsT.（5）（3）定义反映暴雨过程涡旋强度的涡度综合指数（VORZ）：VORZ=VORIVORA0.5T0.5.（6）2.3 方法为了讨论川渝地区暴雨过程中水汽通量及其辐合场的异常情况，我们计算每次暴雨期间 850hPa水汽通量及其散度的异常场，并将所有过程的结果进行合成。利用逐日 300hPa 水平风场的 8 天高通滤波值计算高频瞬变涡动动能（Highfrequencytransienteddykineticenergy，简称 HFEKE），由此得到每次暴雨过程的平均 HFEKE 异常。HFEKE可以表征天气尺度高压和低压系统发生的频率和强度（Lehmannetal.,2014）。表 1 2020 年夏季川渝地区 15 次暴雨过程Table 1 15 heavy precipitation events in the Sichuan-Chongqing region in the summer of 2020个例编号日期暴雨过程以及暴雨发生的时间、平均强度（I）、平均范围（A）和综合强度（Z）I/mmAZ日降雨量/mm暴雨台站数16月2日63.233109.5287.7326月16日78.435.5260.11132.756月17日130.8636月22日72.273125.1788.2346月27日71.0715275.27110.91557月1日63.67168.2778.8767月5日61.44122.875.1477月7日81.714231.12121.337月8日120.8487月10日84.433146.24103.6397月16日84.394.5358.06143.947月17日191.687月18日84.137月19日90.73107月25日105.17393.25150.347月26日262.210118月7日74.254148.5101.74128月12日77.575245.3139.648月13日97.76138月15日84.855379.4690.438月16日240.458月17日86.148月18日182.58148月24日63.994180.9872.158月25日102.13158月30日93.073227.97131.238月31日127.93大气科学47卷1010ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47 3 2020 年夏季川渝地区降水特征图 2 给出 19792020 年逐年夏季川渝地区总雨量、总暴雨量（图 2a）以及暴雨次数（图 2b）的情况。可以看出，总雨量（图 2a 中蓝色柱状图）和总暴雨量（图 2a 中红线）的变化是一致的。即总暴雨量多的年份总雨量也多，反之，暴雨量少的年份总雨量也少。因此，可以说强降水过程的发生与夏季总降水量密切相关。2020 年夏季川渝地区的总雨量为 41003.53mm，总暴雨量为 13860.20mm，均 超 过 了 1998 年，居 1979 年 以 来 的 第 一 位（图 2a），该年的总暴雨过程数达到 15 次之多，也比 1998 年多（图 2b）。下面我们来分析这 15次暴雨过程的特征及其成因。图 3 为 2020 夏季全国及川渝地区 6、7、8 月降水距平百分率分布。由图 3a 可以看到，2020 年夏季我国出现两个降水距平百分率的极大值中心，一个位于四川盆地西北部，另一个位于长江中下游地区。从夏季各月看，降水异常中心有所不同。6 月，川渝地区降水异常自东向西、自北向南减小。其中，重庆东部、东北部降水较历史同期偏多约56 成，西部偏多约 35 成；四川北部偏多 47 成（图 3b）。7 月，川渝地区降水呈“鞍型”状分布，由东西向中部递减。降水大值区位于重庆和四川西部，降水量超过同期降水的 7 成以上，重庆中东部甚至超过 1 倍（图 3c）。从图 3b 和 c 看，67 月川渝地区降水基本一致偏多。8 月降水主要集中在中西部，降水偏多 1 倍以上（图 3d）。表 1 给出 15 次暴雨过程的基本特征。从降水强度看，大部分暴雨过程的日降雨量都在 100mm以上，某些个例的强降水甚至持续了 4 天，如个例 9（7 月 1619 日），以及个例 13（8 月 1518 日），个例 13 的日降水量甚至超过 200mm。就暴雨过程单日最大暴雨台站的数量看，个例 4 和个例 10 分别达到 15 和 10 个台站，形成了大范围的区域性暴雨过程。4 降水异常成因分析 4.1 涡旋系统西南涡作为以西南地区为源地的中尺度涡旋系统，对川渝地区夏季强降水过程的形成有直接作用。因此，本文在研究暴雨特征的时候首先要考察它与之相关的环流场上的涡旋结构。我们根据前文定义的计算涡度指数的方法，计算出 2020 年夏季川渝地区 15 次暴雨过程在 700hPa的三个涡度指数，即：平均涡度、涡旋平均影响范围和涡度综合指数。如表 2 所示，每个暴雨过程在对流层低层几乎都伴随有较强的正涡度中心，其中有 9 次暴雨过程中心涡度达到 104s1量级，暴雨综合强度指数最大的 4 次过程对应的中心涡度值也较大。从低层风场看，暴雨发生阶段，川渝地区确实有着明显的气旋式的风场结构。这种伴之以强的正涡度中心的气旋式风场，无疑带来局地的辐合和上升运动，给暴雨的发生提供了十分必要的动力条件。4.2 大尺度环流的异常川渝地区持续的暴雨过程是在一定有利的环流背景条件下发生的，包括西太平洋副热带高压，西风带系统以及西南季风的影响。下面我们对 2020年的情况进行分析。4.2.1副热带高压的异常西太平洋副热带高压是影响川渝地区降水的重图219792020 年夏季川渝地区（a）总雨量（蓝色柱状图）和总暴雨量（红线）的时间序列，单位：mm；（b）暴雨过程数的时间序列Fig.2Timeseriesof(a)totalprecipitation(bluebar)andtotalheavyrainfall(redline),units:mm;(b)timeseriesofheavyrainfalleventsnumbersintheSichuanChongqingregionfrom1979to20204期熊德方等：2020 年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究No.4XIONGDefangetal.AnalysisofFloodDisastersandHeavyPrecipitationEventsinthe.1011要环流系统。其西伸脊点的东西变动，与该地区降水的演变有直接关系（晏红明和字俣丞,2021）。为此我们考察 2020 年夏季副高的位置、强度与川渝地区强降水异常的关系。为去除副高脊线的月际变化的影响，我们将不同月份的暴雨过程分别进行合成，并与其同期气候平均情况进行对比，发现 2020 年夏季副热带高压位置较同期偏西、强度偏强（图 4a）。6 月，副高脊线位于 1520N，西伸脊点位于 106E 附近，较历史同期偏西近 25 个经度，川渝地区位于副热带高压西北侧。7 月，副高的西伸脊点移至 110E附近，脊线较同期偏南约 5 个纬距，而西伸脊点偏西了约 20 个经度，此时川渝地区处于副高的西北侧。8 月，副高脊线北移到 2530N，西伸脊点略有东退，仍较同期偏西约 25 个经度，川渝地区位于副高西侧。众所周知，青藏高压和副热带高压具有密切联系“相向而行”和“相背而去”。这是很早就被认识到的规律（陶诗言和朱福康,1964）。从逐月合成的 100hPa 青藏高压 16760gpm 特征线的分布可以看到（图 4b），68 月青藏高压脊线都较历史同期东伸，强度偏强。7 月向东伸展约 12 个经度，8 月更是较常年东伸约 35 个经度。青藏高压东伸与对流层中层副热带高压的西伸形成了非常好的上下配置，使副高能稳定维持。4.2.2中高纬环流的特征冷空气的侵入使降水区的层结变得更加不稳定，为暴雨过程提供动力抬升作用。这一点前人已有过相应的工作（周玉淑等,2019;韩林君和白爱娟,2019）。分析逐月位势高度及其距平的合成场（图 5），可以发现，68 月，中高纬度 500hPa呈现出不同的异常环流型。图32020 年（a）夏季、（b）6 月、（c）7 月、（d）8 月降水距平百分率分布。红色方框表示川渝地区Fig.3Distribution of precipitation anomaly percentage in(a)summer,(b)June,(c)July,and(d)August 2020 The red square indicates theSichuanChongqingregion大气科学47卷1012ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47从 500hPa 逐月暴雨过程的位势高度合成场上看到 3545N 内小波动显著。67 月，中低纬地区（图 5a 和 b），青藏高原为一低压槽，且川渝地区上空有小槽；8 月（图 5c），西风带向北移动，高原东侧的西风槽移至川渝北部，而副高的稳定存在使得其西侧的西风带小槽东移受阻，川渝的部分地区长时间处于西风槽前的位置。槽前正涡度平流有利于低层减压和气旋性涡度加大。为了描述小槽活动的情况，我们计算了西风带中瞬变扰动动能的变化。由于我们主要考察天气尺度波动（8d）的作用，因此引入高频瞬变涡动动能 HFEKE 来表征瞬变扰动的变化，可以反映冷表 2 2020 年夏季川渝地区 15 次暴雨过程在 700 hPa 的涡度指数以及中心涡度Table 2 700-hPa vorticity index and central vorticity of 15 heavy precipitation events in the Sichuan-Chongqing region insummer 2020个例编号时间涡度指数中心涡度/105s1平均涡度（VORI）/s1平均影响范围（VORA）综合涡度指数（VORZ）16月2日7.381124.4610.5726月1617日8.00832.0212.1336月22日5.59512.495.9446月27日8.361228.9613.1157月1日9.12825.8112.0567月5日6.14716.247.7377月78日6.65623.037.8087月10日7.72618.9211.8297月1619日7.57945.4311.65107月2526日7.011132.869.69118月7日6.61616.208.97128月1213日10.17840.6915.35138月1518日8.58951.4611.67148月2425日6.59418.636.87158月3031日7.53421.3010.16图42020 年夏季川渝地区暴雨过程合成的（a）500hPa5880gpm 位势高度等值线和（b）100hPa16760gpm 位势高度等值线分布。图中红色线表示 6 月的 4 次暴雨过程合成，蓝色线表示 7 月的 6 次暴雨过程合成，紫色线表示 8 月的 5 次暴雨过程合成；虚线表示对应时段的气候平均Fig.4Distributionsofcompositegeopotentialheightcontours(units:gpm)of(a)5880geopotentialheightcontoursat500hPaand(b)16760geopotentialheightcontoursat100hPaduringheavyprecipitationeventsintheSichuanChongqingregioninthesummerof2020.TheredlineindicatesacompositeoffourheavyprecipitationeventsinJune,thebluelineindicatessixeventsinJuly,andthepurplelineindicatesfiveeventsinAugust.Thedottedlineindicatestheclimatologicalmeangeopotentialheightvalueofthecorrespondingperiod4期熊德方等：2020 年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究No.4XIONGDefangetal.AnalysisofFloodDisastersandHeavyPrecipitationEventsinthe.1013空气活动的强度及小槽的活动。图 6 给出了 2020 年夏季逐月 3545N 纬向平均的 300hPaHFEKE 和 850hPa 温度随时间的异常场，其中对 HFEKE 的气候态取滑动平均（n=8），放大天气尺度异常的信号。图中可以看到68 月川渝地区正 HFEKE 异常主要来自青藏高原北部，并传至长江中下游地区。以 6 月为例（图 6a），该月一共有 4 次暴雨过程，其中后三次暴雨在图中表现出负温度距平并伴随着正HFEKE 异常的出现，这说明 HFEKE 增大，小槽波动频繁，小股冷空气的活动增多，从而有利于川渝地区降水的产生；而第 1 次暴雨过程在温度场上表现为正距平，HFEKE 为负距平，这说明本次过程可能是由于南面的暖湿气流北上加剧，在3545N 的范围内堆积，同时局地对流加强，导致了暴雨的发生。观察图 6 可以发现，川渝地区夏季 15 次暴雨过程中，有 10 次都存在 HFEKE 的正异常和温度负异常。说明西风带中小槽的活动及小股冷空气的南侵，对川渝地区暴雨的发生起了重要的作用。4.2.3印度季风的异常印度季风对川渝地区夏季降水有重要影响。本文用印度全国平均月降雨量来表示印度季风的强度（Parthasarathyetal.,1992）。利用 CPC 日降水数据计算印度全国的月平均降水量，并使用 IITM-IMR 数据（数据截至 2016 年）对其进行了验证（图 7）。计算结果显示：两套数据计算得到的印度季风强度指数变化趋势基本一致。它们的相关性在 6、7 月较高，其值分别为 0.68 和 0.66；8 月相关系数略低，为 0.47。可以认为利用 CPC 的资料得到的全印度降水可信。2020 年 68 月印度平均月降雨量分别为222.27mm、270.97mm 和 304.12mm。其距平百分率分别为：54%、21%和 53%。2020 年 8 月印图52020 年（a）6 月（4 次）、（b）7 月（6 次）和（c）8 月（5 次）暴雨过程合成的 500hPa 位势高度（等值线）及其距平（阴影）的分布，单位：gpm。红线表示 5880gpm，蓝线表示气候平均，蓝色方框表示川渝地区Fig.5Distributionsof500-hPageopotentialheightfields(contours)anditsanomaly(coloredshading)in(a)June(fourheavyprecipitationevents),(b)July(sixheavyprecipitationevents),and(c)August(eightheavyprecipitationevents)2020,units:gpm.Theredandbluelinesindicatethe5880gpmanditsclimatologicalmeanvalue,respectivelyThebluesquaresrepresenttheSichuanChongqingregion大气科学47卷1014ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47度平均降雨量为 19792020 年历史同期第一位，6 月和 7 月分别排第 3 位、11 位。这说明 2020 年印度季风总体偏强。印度季风偏强有利于西南暖湿气流的输送，为川渝地区暴雨过程的发生提供了有利条件。风场也可以反映印度季风的强弱。从 67 月各暴雨过程的 700hPa 距平风合成（图 8a 和 b）可以看到，虽然印度南部为偏东风距平，但印度北部至孟加拉湾北部地区为偏西风距平。到8 月（图8c），东风距平退至孟加拉湾南部，印度季风较 6、7 月有所增强，孟加拉湾东北侧出现西南风的距平。偏强的印度季风给川渝地区带来十分必要的暖湿气流。季风环流与副高西侧的偏南风形成了很强的辐合带，两支气流的汇合给川渝地区的降水带来极其有利的条件。4.3 水汽输送异常对川渝夏季暴雨的影响水汽作为产生降水的三大条件之一对夏季暴雨的产生具有重要作用。岳俊和李国平（2016）基于拉格朗日方法对 2013 年 67 月四川省三次暴雨的水汽轨迹进行追踪，发现这些水汽进入四川盆地的路径主要有两条：一条是直接越过云贵高原进入四川盆地，第二条先越过中南半岛，随后在南海地区与南半球的越赤道气流汇合后输送进四川盆地。李永华等（2010）也发现影响中国西南地区降水的水汽通道主要有 5 条，包含 3 条纬向通道：高原南侧通道（2530N，100E）、印度洋通道（1020N，100E）和太平洋通道（1020N，130E）；以及 2 条径向通道：孟加拉湾通道（22.5N，85100E）和中南半岛南海通道（22.5N，100110E）。它们反映了印度季风及东亚季风的水汽输送特征。为了考察 2020 年暴雨过程的水汽来源的通道及其汇聚的情况，我们作了 700hPa 的水汽通量及其散度距平，仍按照 6 月、7 月和 8 月三个月暴雨过程进行合成。图 9a、c 和 e 为夏季三个月暴雨过程平均的 700hPa 水汽通量距平，可以看到，对于川渝地区暴雨而言，副高西侧气流是一重要的水汽通道，其西北端的西南风距平在暴雨过程中十分强劲。除了副高西侧的偏南气流将水汽带至川渝地区外，来自印度的季风气流从印度北部至高原东侧，经由高原南侧向东输送水汽，成为另一支重要的水汽通道。南来的暖湿空气与北来的小股冷空气汇合，形成了一个局地的辐合场。值得注意的是，夏季各月，印度季风均偏强（图 7）。其中 6 月和 8 月的印度季风强度接近 0.5 个标准差，7 月仅为 0.2 个标准差。因此，对 7 月而言，副高西侧气流和经由图62020 年（a）6 月、（b）7 月、（c）8 月 850hPa 温度距平场（填色，单位：）及 300hPa 的高频瞬变涡动动能（HFEKE）距平场（等值线，单位：m2s2）分布。图中黑色竖虚线表示 101和 110E，黑色方框表示川渝地区暴雨过程，蓝线和红线分别表示正值和负值Fig.6Distributionsof850hPatemperatureanomalies(shaded,units：)and300-hPaHFEKE(Highfrequencytransienteddykineticenergy)anomalies(contours,units:m2s2)in(a)June,(b)July,and(c)August2020.Blackverticaldashlinesindicatelongituderangingfrom101Eto110E.BlacksquaresindicateheavyprecipitationeventsintheSichuan-Chongqingregion.Theblueandredlinesrepresentpositiveandnegativevalues,respectively4期熊德方等：2020 年夏季川渝地区洪涝灾害及暴雨过程研究No.4XIONGDefangetal.AnalysisofFloodDisastersandHeavyPrecipitationEventsinthe.1015高原南侧向东输送的水汽通道更为明显。图 9 右列为夏季三个月暴雨个例合成的水汽通量散度距平分布。可以看出，6 月、7 月和 8 月三个月的暴雨过程中，从青藏高原以东为大片的水汽异常辐合区（负值区）。川渝地区的辐合距平值达到2108kgs1hPa1cm1以上。850hPa 辐合区进一步增大（图略）。低层的水汽辐合为该地区暴雨的发生提供了十分有利的条件。综上所述，2020 年夏季无论是副热带高压的位置及强度，西风带小波动的频繁东移，还是西南季风的加强，都十分有利于川渝地区的降水，上述特点在 15 次暴雨过程中都较为一致。5 2020 年与川渝降水偏少年的对比为了进一步论证第 4 节对 2020 年川渝地区