西双版纳2021年冬末盛夏暴雨对比分析_高栋斌.pdf

西双版纳 2021 年冬末盛夏暴雨对比分析(1.西双版纳傣族自治州气象局,云南 景洪 666100；2.景洪市气象局,云南 景洪 666100；3.云南省勐腊县气象局,云南 勐腊 666300)摘要:利用 ERA5 欧洲中心再分析资料、常规观测资料对比分析了 2021 年 2 月 7 9 日和 7 月19 21 日西双版纳冬夏暴雨天气。结果表明：（1）500hpa 南支低压槽加深东移和 700hPa 低空急流充沛的水汽输送并急剧辐合以及低层切变线或辐合区扰动触发抬升利于冬季暴雨发生；夏季暴雨是在500hPa“东高西低”高压环流间低涡持久稳定和热力抬升低层大量的水汽至暴雨区上空引发强辐合上升运动下产生的；（2）大气边界层弱偏强冷平流利于冬季暴雨发生，近地面极弱的冷平流是夏季暴雨发生的有利条件。关键词:南支槽；低涡；冷平流中图分类号:P458.3 文献标志码:A 文章编号：1674-263X(2023)01-0049-03Abstract:By using reanalysis data of ERA5 European Center and conventional observation data,the winter and summer rainstorms in Xishuangbanna on February 7th to 9th and July 19th to 21st,2021 were comparatively analyzed.The results showed that:(1)the deepened eastward movement of the 500hpa low-pressure trough and the abundant water vapor transport of 700hPa low-level jet and the rapid convergence,as well as the disturbance of low-level shear line or convergence area triggering the uplift,were conducive to the occurrence of winter rainstorms;Summer rainstorm is caused by the persistent stability of the low vortex between the high-pressure circulation of 500hPa high in the east and low in the west and the strong convergence upward movement caused by the thermal lifting of a large amount of water vapor in the lower layer to the rainstorm area.(2)The weak and strong cold advection in the atmospheric boundary layer is favorable for the occurrence of heavy rain in winter,and the extremely weak cold advection near the ground is favorable for the occurrence of heavy rain in summer.Key words:south branch trough;low level vortex;cold advectionComparative analysis of heavy rain in Xishuangbanna in late winter and midsummer in 2021GAO Dongbin1，SANG Er2,SANG Rui3,ZHANG Neng3(1.Meteorological Bureau of Xishuangbanna Dai Autonomous Prefecture,Jinghong 66100,China;2.Jinghong Meteorological Bureau,Jinghong 66100,China;3.Mengla County Meteorological Bureau,Mengla 666300,China)0引言与全国大多数地区相比，云南暴雨范围、日雨量偏小，但局地突发性特征却非常明显1。西双版纳位于云南西南边陲，南接中南半岛，邻近南海和孟加拉湾，是云南水汽输送带前沿，因其特殊位置，暴雨是西双版纳州最为严重灾害性天气之一。近年来，气象工作者对云南低纬高原强降水（暴雨）天气做了很多工作，并取得很多研究成果。许美玲等2研究表明，中低层低涡切变线，低层增暖增湿，500hPa 干冷空气入侵，形成强对流不稳定区的同时，当低层水汽充足、局地大气具有潜在不稳定能量和适当的触发条件时，在 500hPa 槽后易产生特大暴雨天气；许美玲等3分析表明，低空急流和冷空气共同作用是造成云南冬季强降水的主要原因。本文利从暴雨区平均环流特征和暴雨中心物理量条件等方面对 2021 年西双版纳冬夏暴雨进行对比分析，求同存异，以期提高西双版纳暴雨准确率，为西双版纳防灾减灾救灾和绿色产业发展提供合理科学决策依据。收稿日期：2022-12-29 作者简介：高栋斌（1981），男，汉族，云南镇雄人，工程师，研究方向：天气预报技术与研究。Vol.36 No.1202303第 36 卷 第 1 期202303HEILONGJIANG HUANJING TONGBAO黑 龙 江 环 境 通 报高栋斌1，桑 二2，桑 锐3，张 能350第 36 卷1天气实况2021 年 2 月 7 日 05:009 日 01:00（北京时，简称“冬末”，下同）和 2021 年 7 月 19 日 07:0021 日 14:00（北京时，简称“盛夏”，下同）西双版纳大部过程降雨都在 50mm 以上，冬末盛夏过程降雨量均呈南多北少、西少东多分布；冬末过程最大降雨量 149.0mm，盛夏 264.2mm；短时强降水冬末 4 站次远低于盛夏 49 站次，盛夏小时最大降雨量 74.7mm 约是冬末 27.0mm 的近 3 倍，总闪电盛夏569次是冬末259次的近2倍；冬末出现3站次大风，而盛夏并没出现。2环流背景分析 2021 年 2 月 7日 20:008 日 20:00，逐 6h欧洲中心再分析资料 500hPa 平均高度场（图 1a）可知：冬末中高纬地区为西伯利亚极涡、贝加尔湖高压脊和东亚大槽环流结构；中低纬地区为印面高压与西太平洋副热带高压（简称“副高”，下同）间南支槽位于 90E 附近，槽底延伸至12N 的“经向型”环流。西伯利亚冷空气，在 500hPa 南支低压槽后强偏西北气流引导下，沿着青藏高原东麓不断南下与来自孟加拉湾和南海的西南暖湿气流在西双版纳上空相交汇造成了这次冬末暴雨。分析 2021 年 7 月19 日 20:0020 日 20:00，逐6h 欧洲中心再分析资料 500hPa 平均高度场（图1b）发现：盛夏中高纬地区多短波槽活动，印度高压和副高明显北抬，副高北抬至内陆 40N，形成 592dagpm大陆性强高压中心区，与西边印度高压，形成“东高西低”环流特征；低纬地区多低涡和台风低压相互扰动，印度高压和副高间有位于西双版纳上空的低涡。因此，“东高西低”环流特征和低涡稳定维持是造成此次盛夏暴雨有利条件。3物理量条件3.1 水汽条件分析 2021 年 2 月 6 日20:009 日20:00，逐 6h暴雨中心（21.6N，100.8E）风场、全风速和水汽通量散度时间垂直剖面（图略）可知，暴雨开始前24h 到暴雨结束，对流层有西南风急流，随着南支槽加深、东移，西南急流逐渐加强，在 200hPa 暴雨时段有中心值 60ms-1强风速区；暴雨开始前24h，近地面有弱的暖切变，中低层有水汽通量辐合，暴雨开始前 12h 水汽辐合有明显加强，在 900hPa附近有-610-4gs-1cm-2hPa-1的水汽通量散度积聚区，到了暴雨时段，切变线加强抬升至800hPa，水汽积聚加剧，在 700hPa 形成中心值为-1210-4gs-1cm-2hPa-1强水汽通量散度区。分 析 2021 年 7 月18 日 20:0021 日 20:00，逐6h 暴雨中心（21.6N，101.3E）风场、全风速和水汽通量散度时间垂直剖面（图略）发现，200hPa 以下风小于 10ms-1。暴雨前 24h 小时内，近地面有弱的暖切变；暴雨前 12h，400hPa 有气流辐散中心，1000300hPa 多水汽辐合；暴雨临近，在700hPa 和 400hpa 形成低涡的同时 850hPa 有中心值-410-4gs-1cm-2hPa-1水汽通量散度积聚区；暴雨时段，低层切变明显加强，在 300hPa 低涡加强的同时有中心值-610-4gs-1cm-2hPa-1水汽通量散度积聚区。3.2 温度平流分 析 2021 年 2 月 6 日 20:009 日 20:00，逐图 1（a）2021年 2 月7日20 时8日20 时逐 6h 平均高度场（dagpm）（b）2021年 7月19日20 时20日20 时逐 6h 平均高度场（dagpm）黑 龙 江 环 境 通 报51第 1 期高栋斌，等：西双版纳 2021 年冬末盛夏暴雨对比分析图 2（a）2021年 2月6日20 时9日20 时，逐 6h 暴雨中心温度平流（s-1）（b）2021年 7月18日 20 时21日 20 时，逐 6h 暴雨中心温度平流（s-1）6h 暴雨中心（21.6N，100.8E）温度平流（图 2a）可知，中高层为强暖冷平流区，随着 500hPa 南支槽后西北气流加强，暖平流增强明显，在 400hPa 和300hPa 附近形成 4019010-5s-1强暖平流区。暴雨前后 24h，近地面为弱冷平流区，中低层弱的冷暖平流相间，中高层为强暖平流主导；暴雨临近，冷平流区从近地面延伸至 800hPa，明显增厚增强，800hpa 有-5-1010-5s-1较强冷平流区，600hPa 有极弱的冷平流区。分 析 2021 年 7 月18 日 20:0021 日 20:00，逐6h 暴雨中心（21.6N，101.3E）温度平流剖面（图2b）发现，近地面有极弱冷平流区，925700hPa为暖平流区，中高层为弱的冷暖平流相间。2021 年 19 日02:00 和 20 日 02:00 前后，850hPa 有 610-5 s-1和810-5 s-1的较强暖平流区的同时，近地面有极弱的冷平流区，并与之对应的中高层为弱的冷暖平流相间，其两个较强的暖平流中心分别对应暴雨中心两个主要强降雨时段。3.3 动力抬升条件分析 2021 年 2 月 6 日 20:009 日 20:00（图略）可以看到，暴雨开始前 12h，暴雨中心上空中低层有-710-5s-1的辐合中心，中高层为弱辐合、辐散相间特征；近地面有弱的下沉运动，900300hPa 有明显的上升运动区。暴雨期间，随着南支槽加深、东移，高压脊前偏西北气流明显加强，暴雨中心上空近地面大部时段有不大于 310-5s-1的辐散区，行星边界层有低于 310-1hPas-1下沉运动和弱的上升运动；中低层出现了-1210-5s-1的强辐合中心，中高层为 910-5s-1多中心强辐散区。分析 2021 年 7 月 18 日 20:0021 日 20:00（图略）发现，对流层低层到高层为-3-610-5s-1多中心辐合区、弱辐散区相间的特征，高层边缘区在200hPa 有不低于 1210-5s-1的强辐散中心；近地面到高层呈明显上升、下沉运动相间的特征。暴雨时段，随着低涡加强、南压，暴雨中心上空不同高度上有-6-1210-1hPas-1强的上升运动中心区，与之相伴，在约 250hPa 高度以下不同高度出现了210-1hPas-1的下沉运动中心区。4结论（1）500hPa 南支槽持久稳定和南下弱偏强冷空气加持，使得南支槽加深东移的环流特征利于西双版纳冬季暴雨发生；夏季暴雨是在 500hPa“东高西低”高压环流间低涡加强缓慢南压的环流背景下产生。（2）西双版纳冬季暴雨发生在强的西南风急流区和中低层辐合切变和强的上升运动区以及高层强风速辐散区；近地面到中高层多水汽辐合和较强上升和下沉运动相间，低层切变线或低涡的加强利于西双版纳夏季暴雨的发生。（3）近地面维持弱偏强冷平流和中高层维持强暖平流利于西双版纳冬季暴雨产生；夏季暴雨是在近地面极弱的冷平流和中低层维持弱偏强暖平流有利条件下发生的。参考文献：1许美玲，段旭，杨明.云南省天气预报员手册 M.北京：气象出版社，2011.2许美玲，尹丽云，金少华，等.云南突发性特大暴雨过程成因分析 J.高原气象，2013,32（4）：1062-1073.3许美玲，段旭.云南冬季一次强降水天气过程的模拟和分析 J.高原气象，2007,26（2）：414-421.