诊断分析张家界荷花机场某月持续两次暴雨过程
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【摘 要】 通过常规观测资料及雷达回波分析，对张家界2010年7月8日到9日20：00产生的2次持续暴雨过程进行分析，较强的上升运动与降水之间产生了极好的关系，上升垂直速度柱强中心形成越高的向上伸展度，越能够产生大的中心强度，也就导致大规模的降雨量。本文主要分析了天气形势分析，大气环流形势特点，动力与热力及雷达回波分析，暴雨防治与减灾。
【关键词】 张家界 暴雨 诊断
1 天气形势分析
张家界市位于湖南西北部，武陵腹地，总面积是9563平方千米，是山原型中亚热带季风湿润气候。湖南的暴雨中心之一便是张家界，也是闻名世界的旅游胜地。在夏季频繁发生灾害性天气，主要灾害便是暴雨天气，对当地经济与旅游的发展造成了严重影响，同时也威胁着人民的生命财产安全。张家界在2010年7月8日到9日20：00产生了暴雨，具体集中在永定、武陵源和桑植中东部与慈利西南部地区。降雨特点是较大强度、较广的范围以及持续时间长等。时间较长的强降雨致使大量乡镇稻田被淹没，严重损害了农作物，倒塌房屋、山体滑坡、损坏了基础设施。暴雨产生了极大的破坏性，灾害严重，2次连续暴雨直接造成全市水利设施、基础交通设施、农业经济损失为5.17亿元，也造成8日返航备降航班达到8个，给机场民用航空飞行带来极大的保障压力。
2 大气环流形势特点
2.1 大尺度环流背景特点
在大尺度环流稳定形势下产生了2次暴雨。平均等高线体现出了2次暴雨期间中层对流层的大形势特点，亚洲中纬度地区产生了明显的阻塞形势，东北冷涡南部持续分裂低槽迅速南下携带冷空气，进一步产生了暴雨天气。稳定维持的孟加拉湾低槽，其槽前的正涡度平流对于维持低层西南涡十分有利，同时西南气流的稳定性为发生暴雨制造了十分有利的输送水汽环流条件。稳定少动的东部洋面副热带高压，造成减慢了南支槽和东北冷涡南部分裂的短波槽移动速度，并且持续加强与合并，短波槽减慢移动速度影响了低层西南涡。
2.2 低空急流与西南涡的彼此作用
提供水汽与动量为中纬度暴雨与强风暴的重要机制是低空急流，经过统计说明，低空急流和暴雨之间存在着很高的正相关，一般在低空急流风速左前方最大值出现暴雨。维持低空急流与发展高低空环流的耦合相关。经过分析高度平均图可知，南亚高压对暴雨区上空进行了控制，等高线密集区的南部，也就是高空急流右侧入口区，通过涡度方程与位势倾向方程可知，高空形成极强的辐散，强烈的低层减压，稳定维持这一形势，一方面造成低空西南急流的维持，将大量的水汽与不稳定能量向暴雨持续输送，另一方面有利于发展和维持西南涡。2次大暴雨受到了西南涡的直接影响，西南涡在暴雨期间始终维持，同时张家界地处西南涡的东北象限。
3 动力与热力及雷达回波分析
3.1 充沛的水汽条件
通过对张家界2次连续暴雨过程中的比湿场分析发现，9与11日比湿全部超过了12g/kg，其他时间则是在6-10g/kg，发生暴雨不仅需要具有充沛的水汽，还需要在强对流区域辐合中持续输送水汽，而地层水汽通量辐合是水汽辐合的重要原因，特别是在超过800hpa边界层中占据了极大比例。通过分析水汽通量散度场可知，在川渝7月8日20：00产生了一个东北到西南方向的水汽通量散度辐合中心，随着沿切变线向东移动的低涡，张家界在9日几乎全部都产生暴雨；由于东退的副高，沿切变低涡东移，张家界11日产生流域性暴雨。可知，暴雨多发地区便是移动水汽通量散度辐合中心的前方。
3.2 动力条件
在发生暴雨中高低空急流发挥了关键作用，与暴雨存在着极好的相关性。张家界在7月9-11日出现了2次连续暴雨，在此期间始终都南北摆动着一条江淮切变线，同时南侧切变线产生了西南低空急流，急流中心风速全部超过12m/s，持续较长时间。西南与孟加拉湾的水汽被西南低空急流向暴雨区源源不断的输送，为降水提供了大量水汽。低空切变线两侧风向风速强盛辐合，形成了剧烈的垂直上升运动，有利于发生强降水。在湘中到华南7月7日已经产生了一支12m/s中心风速的低空急流；8-9日逐渐加强了这一低空急流，并且达到了18m/s的中心风速，10-11日不断增强了低空急流。形成的高低空急流耦合造成有效加强了低层辐合、高层辐散，促进了发展或者维持上升运动。左前方对应低空急流轴降水强，在9和11日张家界市产生了暴雨。低空急流在12-13日08：00减弱为14m/s，虽然张家界减弱了降水，但局部还是产生了强降水。
通过分析可知，在上升运动中都会发生暴雨。对流层以及以上在7月8日20：00之前是下沉区，对流层下层在8日20：00-9日08：00迅速增大了垂直上升速度，上升气流向对流层上层扩展，出现了对流层下层的最大上升速度，对流层上层也形成了一个速度上升中心，说明对流层是上升运动并且伸展到高层，发展对流层十分旺盛。极强的上升运动抬升低层的暖湿气至高层，有利于释放不稳定能量，这一时间正是发生暴雨的时间。
3.3 雷达回波
对组合反射率因子产品采用恩施多普勒雷达观测材料科学分析，发现张家界2次连续暴雨过程降水特点是混合型降水积云回波。降水回波区从7月8日开始从鄂西南逐步进入湘西北，19：30之前主要是层状云的回波特点，20-30dBz回波强度弱降水具体在慈利县；回波在7月8日22：00之前表现为小尺度局部强回波，在慈利县南部出现了45-55dBz回波强度；在张家界中南部22：14逐渐发展为带状横向的回波，产生了若干个对流单体，以后沿西南方向各个对流单体逐渐发展且移动，在永定区、武陵源以及桑植县南部45-55dBz强回波维持了较长的稳定性，导致上述地区产生了大暴雨。由于北抬副高加强西进，强降水在7月9日晚上持续北抬，在桑植西北部主要集中了张家界的强降水，通过雷达回波演变分析可知，从黔西北到渝东南以及鄂西南35-50dBz的强回波出现了一条东北西南方向的带状回波，向东北方向移动，强回波体现出了列车效应，造成了桑植西北部出现了大暴雨；随着逐渐东退的副高，强回波在10日晚开始南压，开始对张家界西南部造成影响，在移动中不断合并发展最终壮大。
4 暴雨防治与减灾
暴雨灾害形成的重要因素是环境，产生暴雨灾害链的主要原因是灾害之间的因果关联。为了有效实行减灾，相关部门需要重点分析形成暴雨灾害的环境与灾害链的因果关系，采用监测、减弱等方法，对灾害链中的能量、信息之间的联系有效截断，进一步实现对暴雨次生灾害与衍生灾害防治和减弱的目的。
4.1 造林植树
造林植物可以有效对水土进行保持，避免泥沙在降雨季节进入河流，损坏田地、抬高河床，同时对沙化耕地治理、控制水土流失发挥了很好的效果，还以积极改善生态环境，减少洪涝灾害带来的损失。
4.2 科学选择建设房屋与道路的地址
在勘察道路阶段，相关部门应当对勘查地质和水文气象工作有效加强，而设计线路人员应当按照工程地质、水文信息确定对道路、建设房屋影响极小的设计方案。
4.3 预处理隐患点
对容易出现滑坡、崩塌、泥石流等灾害的隐患点实行事前治理、定期检测，同时利用科学的工程方法实行预防，尽量降低发生灾害的可能性或者灾害引发的损失。
4.4 重视经济社会发展中气象情报的作用
气象情报不但对防御灾害发挥了指导作用，还能有效增加旅游、环保、生态等方面的附加价值，推动增产。
形成暴雨灾害会受到各种因素的影响，其发生虽然无法避免，但是只要根据暴雨灾害的特征，采取合理的预防治理措施，就能够尽量降低暴雨灾害造成的损失。有关部门应当积极应用现代科技研究成果，逐步构建识别暴雨灾害的预警制度，以便可以有效预警暴雨及次生灾害。
5 结语
发生暴雨不仅需要具备充足的水汽，还需要向强对流区域辐合积极输送水汽，而低层水汽通量辐合导致了水汽的辐合。发生暴雨区域的前方是未来水汽通量散度中心的移动方向，对暴雨落区发挥了极好的指示作用。
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