合川区2023年一次持续性暴雨天气过程分析

摘 要：利用中国气象局业务内网及Micaps系统常规地面与高空观测资料及区域站降雨资料等对2023年7月1-3日出现在合川区的一次持续性暴雨天气过程的环流形势、影响系统及物理量场进行综合分析，结果表明：此次暴雨过程具有持续时间长、累计雨量大，影响范围广、致灾性强等特点；本次区域性暴雨是在高空槽、西南涡、低空切变线、低空急流的共同作用下产生的；充沛的水汽、较好的抬升条件、大气层结的不稳定，为本次暴雨提供了有利的物理机制。

关键词：区域性暴雨；高空槽；低涡；高低空急流；物理量场

引言

暴雨是合川区最主要的气象灾害之一，容易导致江河泛滥、城市内涝、农田被淹等，引发各种地质灾害，对工农业生产和人民的生命财产安全造成严重的威胁[1]。重庆平均年、夏季暴雨强度呈较明显增加趋势[2]，暴雨造成的损失明显加剧。如何做好精准预报，及时预警，有效地防止或减少暴雨造成的损失，值得气象工作者持续不断地深入研究。目前，也有不少气象工作者对暴雨的成因及预报的研究取得了一定的成果[3-4]，而实际在大尺度环流背景下，由于环流场的配置不同及物理量场的差异，暴雨范围强度各有不同。本文通过对发生在合川区的一场区域性暴雨过程的环流形势、影响系统及物理量场进行综合分析，来探讨本次暴雨形成的机制，从而增强对暴雨的认识，提高此类暴雨预报预警的经验与能力。

1 暴雨概况及灾情

2023年7月1-3日，合川区出现持续性暴雨到大暴雨天气，全区62个雨量站累计雨量全部超过50毫米，其中58个雨量站超过100毫米，3个雨量站超过250毫米(双槐、龙市、土场），最大累计雨量274.5毫米（双槐双门站），最大24小时雨量248.6毫米（土场，7月1日07时至2日07时），最大小时雨量73.7毫米（二郎站，3日04时），全区过程平均雨量为181.5毫米。此次过程为典型的持续性暴雨、区域性大暴雨天气过程，具有持续时间长、累计雨量大，影响范围广、致灾性强等特点。本次暴雨天气过程给合川区造成了严重的经济损失，据区民政局统计，全区50157人受灾，农作物受灾面积5656.52公顷，直接经济损失5846.34万元。

图1.2023年7月1-3日合川区雨量分布图

2 大气环流背景及主要影响系统

本次降水过程，如图2所示，200hPa急流位于江淮流域上空，最大风速达到了73m/s，合川处于高空急流的右侧，上空呈反气旋环流，为辐散型风场，高空辐散场有抽气和通风的作用，有利于上升气流的维持和加强，从而可促进降水强度的增加[5]。

7月1日08时，500hPa高空槽线位于甘肃-四川一线，槽前波动不断，副高西伸北抬后稳定维持。2-3日，南支低槽持续不断东移，合川一直处于槽前与588线外围，副热带高压对短波槽的发展形成阻塞，使得低值系统长时间稳定在四川盆地东部，有利于合川地区降雨的持续。

1日和2日08时700hPa偏南风加强为急流，达到23m/s，低空急流作为低层动能、热能和水汽的集中输送带，对合川地区暴雨的产生和加强起到了非常重要的作用。3日08时，850hPa急流最大为18m/s,700hPa与850hPa的急流在合川上空耦合，高、低空急流在合川地区附近耦合加强了暴雨区的垂直上升运动，高层辐散，低层辐合，形成深厚对流，有利于降雨的持续发展。

7月2-3日08时700hPa和850hPa西南涡重合，位于四川盆地东部与重庆西部交界处，过程中西南涡的位置变化不大，低涡系统的存在为合川地区的强降雨提供了有利的辐合上升和水汽条件。7月2-3日在四川盆地东部与重庆相邻处有切变线产生，而切变线后较为明显的冷平流，则有利于强降水的触发，此次过程的强降水中心位于700hPa低涡附近，切变线右侧和西南急流左侧的合川地区。

图2.2023年7月1-3日08时天气形势

3 物理量场的分析

3.1 水汽条件

充足的水汽条件是形成暴雨的必要条件之一，此次暴雨天气过程，本地水汽条件充沛，湿度条件较好，湿层深厚，对暴雨天气的产生十分有利。7月1-3日降水时段，合川700hPa比湿维持在11-13g/kg之间，750hPa比湿维持在15-17g/kg之间。GPS可降水分在降水时段持续在60-80mm之间，在3日04时小时降雨量最大为73.7mm，对应GPS可降水分为85.4mm，相关性极好，其大值区强度和位置对降水预报有一定的指示作用。

图3.6月30日起报的7月1-3日整层可降水量

3.2 动力条件

低空垂直切变是维系中尺度对流降水发生发展的重要条件，具有垂直切变的环境风能够提供对流发展的能量。如图4所示，7月1日11时在合川东南部0-3km垂直风切变上有12m/s以上的大值区，3日02时合川偏西部有14-16m/s的大值中心，而实况在合川西北部3日04时出现小时最大降水量73.7mm，较强的垂直风切变有利于上升运动发展，触发低层对流不稳定能量释放，从而产生强对流，造成此次合川以强降水为主的区域性暴雨天气过程。

图4.6月30日起报的7月1-3日0-3Km风切

3.3 能量条件

分析7月1-3日05时重庆沙坪坝的探空图（图5），可以看出中低层湿层都很深厚，从低层到500hPa的水汽基本达到饱和。7月1-3日05时，CAPE值分别为2479.3J/kg、3290.8J/kg、3319.3J/kg，K值分别为38℃、40℃、39℃。CAPE值表征大气对流的不稳定能量大，持续高的CAPE值表明极有可能发生对流性降水。同时K指数持续稳定在38℃以上，特别是2日05时高达40℃，根据相关统计标准，当K值≥34℃，可能产生暴雨[6]，

图5.7月1-3日05时沙坪坝探空图

4 预报检验

4.1 形势场预报偏差

如下图6所示，虽然预报出了1-3日高空槽的位置和强度，但是高空槽的移速较实际慢，槽前波动和短波槽的形成预报较弱，导致预报3日夜间的强降雨提早开始和结束。1-3日预报的副高强度与位置和实况较为吻合，588线离合川的距离与实况较为接近。EC对高空环流的形势场预报比较稳定和准确，对预报有一定的指导作用。

图6.6月30日20时起报的7月1-3日20时EC500hPa形势预报

4.2 影响系统预报偏差

如图7所示，虽然明显预报出了1-3日位于重庆西部的低空急流，但较实际风场强度偏弱，急流位置偏东。7月1日08时没有明显预报出低涡，2-3日的低涡位置较实际偏北，且强度偏弱，导致预报本地的降水偏弱。 

1日08时           2日08时        3日08时

图7.6月30日08时起报的7月1-3日08时EC700hPa风场预报

如图8所示，预报的1-3日的低涡位置比较稳定少动，位于重庆的西部，但较实际低涡位置略为偏南，7月3日最大风速16m/s，较实况最大18m/s相比，也略偏小，但对本次暴雨过程的预报还是具有一定的指导意义。

图8.6月30日08时起报的7月1-3日08时EC8500hPa风场预报

4.3模式降水产品的检验

如图9所示，7月1-2日降水总量偏小，GFS、EC、NCEP预报量级为普遍大雨，MESO、SH9预报量级为小雨，只有GD预报量级相对偏大，为大雨到暴雨，而实况普遍为大暴雨，所有模式预报量级均偏小。7月3-4日，GFS、NCEP、GERMAN预报量级为小雨到中雨，漏报合川西北部暴雨到大暴雨；EC预报量级为大雨到暴雨，漏报西北部的大暴雨，空报东部暴雨区。对此次合川连续暴雨的落区范围和强度，各家模式产品预报效果都不太理想，前48小时GD模式、后72小时EC模式预报效果相对较好。

图9.2023年6月30日08时起报的7月1-4日降雨量

5 小结

通过以上的诊断分析，得出以下结论：

(1)本次暴雨天气过程具有持续时间长、累计雨量大，影响范围广、致灾性强等特点。

(2)暴雨过程发生的大尺度背景为：高空低槽东移，槽前波动不断，副高西伸北抬，稳定少动，合川受副高外围的西南气流影响。

(3)此次暴雨过程的影响系统主要为700hPa与850hPa上的西南低涡、切变线，低空急流。低涡切变线及低空急流为暴雨的发生提供了动力和水汽条件，合川处于切变线的右侧、低空急流的左侧，辐合较强，使得降水持续时间较长。

(4)此次暴雨过程物理量场表现较好，湿层深厚，比湿较大，水汽条件较好；低层辐合、高层辐散为降水提供了强烈的上升气流，为暴雨的产生提供了动力条件；CAPE大值存在强盛的对流不稳定能量，K指数大层结越不稳定，有利于暴雨的产生。

(5)本次EC模式对高空槽和副高位置预报较为准确和稳定，低涡预报位置偏南、强度偏弱，低空急流预报位置偏东、强度偏弱，EC环流形势及影响系统的预报对本次暴雨过程的预报还是具有一定的指导作用。模式降水产品预报效果都不太理想，GD、EC模式预报效果相对较好。

参考文献

［1］刘毅，孙俊，等.近45a重庆暴雨气候变化特征分析［J］.暴雨灾害，2020(3)，306-311.

［2］王苏月，袁东升.2018年7月四川盆地西部一次区域性暴雨成因诊断［J］.气候变化研究快报，2020，9(6)，651-666.

［3］胡容，史小康，李耀东.重庆一次暴雨过程的诊断分析［J］.气象与环境科学，2016，39（01）：66-73.

［4］杨秀梅，马敏劲，朱安豹.2013年7月一次江淮暴雨成因分析［J］.干旱气象，2016，34（04）：700-709.

［5］陆汉城，杨国祥.中尺度天气原理和预报（修订版）［M］.北京：气象出版社，2015.

［6］孙继松，戴建华，等.强对流天气预报的基本原理与技术方法［M］.北京：气象出版社，2014.

作者简介：刘洪良（1974.11），男，汉，重庆市合川区人，硕士，高级工程师，从事研究：气象防灾减灾。