重庆9月1日暴雨天气过程分析
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摘要：利用常规观测资料、NCEP再分析资料及风廓线雷达资料，对重庆2013年9月1日暴雨天气过程进行诊断分析，重点分析引起此次降水的大尺度环流和中尺度影响系统，以及各物理量在暴雨发生发展过程中的演变情况。研究结果表明：（1）此次降水过程性质属于稳定性降水。高原波动槽东移，配合低层切变线发展、低涡生成，诱发了此次降水天气过程；（2）中尺度对流云团和降水在时间和空间上都有着很好的对应关系；（3）风廓线雷达可较清楚地探测到低空急流演变及垂直风切变。暴雨发生前，低空急流的建立可为降水提供水汽和能量条件；（4）暴雨区上空低层辐合、高层辐散，且维持较长时间的上升气流。但与对流性降水相比，其各项物理量值偏小；（5）暴雨区水汽输送来源于南海和西太平洋，主要沿副高西北侧输送到重庆；（6）稳定性降水发生前，低层到高层均有暖平流。降水期间，边界层有弱不稳定层结，而低层到高层层结较为稳定。
关键词：暴雨；稳定性降水；物理量；诊断分析
一、降水概况
2013年9月1日夜间至2日，重庆市出现了一次区域暴雨天气过程，暴雨区主要位于重庆中部偏南地区。分析1日20时至2日20时的累积雨量，全市共有29站出现大雨，12站出现暴雨，最大雨量出现在黔江，为73mm，主城区沙坪坝为60mm。
从沙坪坝站和黔江站的小时雨量图上可以看出，沙坪坝降水开始于2日01时，2日14时后减弱到1mm以下，其降水主要有两个阶段，2日0107时和2日0912时。黔江降水开始于2日00时，其主要降水时段为 2日0410时和2日1219时。沙坪坝和黔江最大小时雨量分别为8.7mm和9.0mm，均低于10mm，无短时强降水。从9月2日08时探空曲线也可以看出（图略），重庆沙坪坝123CAPE=0J・kg-1，K=30K，SI=5.44K，属于稳定层结。因此，此次降水属于稳定性降水。
二、大尺度环流和影响系统分析
这次降水过程性质属于稳定性降水，发生在有利稳定的大尺度环流形势背景下。在降水发生前后，500hPa东亚中高纬为两槽一脊的环流形势，在中低纬地区，西太平洋副热带高压较强，控制我国江南和华南大部分地区。重庆为副高北侧的西南气流控制，能量和水汽条件充沛。与此同时，在重庆上游，青藏高原到四川盆地波动槽活跃。1日20时至2日08时，波动槽位于四川中部；到2日20时，随着副高减弱南退，波动槽线移至重庆上空。
在此次降水过程中，低层主要影响系统是切变线和低涡。1日20时，700hPa在四川东南部有切变线存在，850hPa切变线位于重庆西部，此时在重庆西北部首先开始降水。2日08时，700hPa上切变线位于重庆西部到东北部，云南、贵州至重庆一带的西南气流增强，利于水汽输送，此时降水范围扩大，强度增强。到2日20时，700hPa在重庆中部有低涡生成，降水区主要位于低涡东南部。综上所述，正是由于高原波动槽东移，配合低层切变线发展、低涡生成，诱发了此次降水天气过程，此后，随着高空波动槽东移，700hPa低涡减弱，降水结束。
在降水过程中，200hPa急流在河套以南开始分流，造成长江中下游地区高层辐散强烈，高层抽吸作用显著；川渝交界处700hPa切变辐合区与850hPa气旋性辐合区重叠，低层辐合抬升作用显著。500hPa青藏高原到四川盆地多波动槽活动，其波动槽东移，可引导低层低值系统发展东移，重庆自西向东出现降水天气过程。
三、中尺度对流云团分析
分析引起此次暴雨过程的中尺度系统，本文是FY2E气象卫星红外云图，可以看出，此次降水过程中主要有两个对流云团生消。降水初始时刻，1日20时，在川西高原上有带状对流云团活动，重庆上空云系较为凌乱，此时在西部潼南首先有降水出现。2日03时，重庆中北部有云团A发展，并向东缓慢移动，到2日07时在东南部发展成熟，对应小时雨量图上，黔江第一阶段降水达到最大值，此后该云团东移减弱。2日11时，在巴南附近又有对流云团B发展，对应小时雨量图上，沙坪坝第二阶段降水达到最大值。该云团向东移动，于2日15时在东南部发展成熟，此时黔江第二阶段降水达到最大值。此后，随着该云团东移减弱，降水减小。可见，中尺度对流云团和降水在时间和空间上都有着很好的对应关系。
四、风廓线分析
本文为沙坪坝风廓线雷达1日20时-2日20时的观测结果，可以看出，降水发生前，925hPa以下为偏东气流，700hPa、850hPa主要为偏南气流，500hPa主要为偏西气流，风速随高度顺转，中低层有暖平流存在。2日01时，降水开始时，低层南风明显加强，达到急流的强度，且持续到2日08时左右，急流主要位于850-700hPa，最大风速为16m/s。2日08时以后，低层风速明显减小，低空急流消失，水汽输送减弱，但低层存在弱的风向辐合，可触发上升运动，降水持续。2日15时后，低层转为偏北风，对应小时雨量图上，降水明显减弱。
五、物理量诊断分析
1、动力条件分析
为进一步分析中尺度对流云团的动力特征，分别作了沙坪坝附近（106.4°E，29.5°N）和黔江附近（108.8°E，29.6°N）涡度、散度和垂直速度的高度-时间剖面图。从涡度时间变化图上可以看出，1日20时，降水开始前，沙坪坝在中层和低层的正涡度值较小，高层正涡度值较大，300hPa附近有值为6×10-5s-1的涡度中心。此后，低层正涡度发展，到2日14时达到最大，为8×10-5s-1。正涡度扰动向东传，到2日20时，黔江正涡度达到最大，700hPa上也有低涡对应。 分析散度时间变化图，降水开始后，沙坪坝低层辐合、高层辐散，到2日02时，低层辐合达到最强。垂直速度图上，上升气流从低层延伸到200hPa以上，对应小时雨量图上，沙坪坝降水达到最大值8.7mm，2日14时以后，上升气流和低层辐合均很弱，对应的降水量也很小。降水过程期间，黔江上空低层一直存在辐合，且维持较长时间的上升运动。本次暴雨过程以稳定天气尺度混合性降水为主，与对流性降水相比，其各项物理量值偏小，但持续性时间较长。
2、水汽条件分析
暴雨的产生需要在本地上空有水汽辐合及充足的水汽来源。从水汽通量及其散度图上可以看出，2日02时，850hPa有一支从南海经广西、贵州到重庆的水汽通道，水汽通量值约10g/（shPacm2）。同时，水汽通量散度中心位于贵州北部到重庆西部，南海暖湿气流的输送为重庆西部降水提供了条件。2日14时，热带气旋“玉兔”的偏东气流与北方南下的东北气流结合，可将西太平洋的水汽经我国东部地区输送到重庆，水汽通量辐合带主要位于湖北中南部、重庆东南部、贵州大部及云南东北部一带，西太平洋的水汽输送为重庆东部降水提供了条件。
3、热力条件分析
从图10温度平流演变中可以看出，降水前期，沙坪坝在浅薄边界层有弱冷平流，低层到高层都为暖平流。降水后期，冷平流开始增强， 到2日20时，500hPa以下都为冷平流，但强度较小。对应假相当位温图上，降水期间在低层800hPa?―900hPa有假相当位温密集线。从黔江温度平流演变可以看出，整个降水期间，800hPa以下为冷平冷流，以上为暖平流。从假相当位温图上可以看出（图11），只在边界层有弱不稳定层结，而低层到高层层结较为稳定，因此，此次降水属于稳定性降水过程。
六、小结
通过以上分析，得到以下结论：
1、此次降水过程性质属于稳定性降水。高原波动槽东移，配合低层切变线发展、低涡生成，诱发了此次降水天气过程。
2、中尺度对流云团和降水在时间和空间上都有着很好的对应关系。
3、风廓线雷达可较清楚地探测到低空急流演变及垂直风切变。暴雨发生前，低空急流的建立可为降水提供水汽和能量条件。
4、暴雨区上空低层辐合、高层辐散，且维持较长时间的上升气流。但与对流性降水相比，其各项物理量值偏小。
5、暴雨区水汽输送来源于南海和西太平洋，主要沿副高西北侧输送到重庆。
6、稳定性降水发生前，低层到高层均有暖平流。降水期间，边界层有弱不稳定层结，而低层到高层层结较为稳定。
参考文献
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作者简介：冯家兄，（1986.12―），女，籍贯：青海，单位：重庆市巫溪县气象局