211144879_云南西双版纳2021年一次冬季暴雨天气浅析

2024年2月7日发(作者：广汽传祺gs5缺点)

Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.3

云南西双版纳2021年一次冬季暴雨天气浅析高栋斌1，高婷婷1，桑?二21.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摘要?利用ERA5再分析资料、高空探测和地面观测资料等对2021年2月7—9日云南西双版纳一次冬季暴雨天气进行分析。分析结果表明：（1）稳定持久位于90°E附近南支槽和脊线位于15°N附近西太平洋副热带高压（以下简称副高）、稳定维持经向型环流是有利的大尺度环流条件；（2）中低层切变线和700 hPa西南低空急流将充沛的水汽输送至西双版纳上空急剧辐合抬升是暴雨发生的主要机制；（3）逆温干暖盖储能作用使得水汽和热量积聚和500 hPa干冷空气侵入是有利的热力层结不稳定条件；（4）暴雨位于700 hPa急流核前沿辐合区内，暴雨移动路径与急流移动方向相一致；水汽强辐合区和暴雨落区有很好的对应关系。关键词?西双版纳；冬季暴雨；南支槽；低空急流；逆温干暖盖储能作用中图分类号：P458.1+21.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305(2023)03–0080-03云南西双版纳位于中国西南端，主要利用ERA5（0.25°×0.25°）再与缅甸和老挝接壤，属典型的热带亚热分析资料、高空探测资料和地面观测资带季风气候，干湿季节分明，不同天气料，对2021年2月7—9日西双版纳罕具有明显的季节性特征。西双版纳暴雨见冬季暴雨继续探讨环流背景、低空主要出现在雨季（5—10月），占比高达急流、水汽输送辐合抬升等条件的基础91.8%，冬季暴雨仅占1.3%［1］。上，还将从不稳定能量建立等角度来进近年来，许多气象工作者对云南冬行分析，探究此次西双版纳冬季暴雨的季强降水（暴雨）研究做了许多工作，特点和成因。但目前暴雨，尤其是冬季暴雨强度和落区预报仍然十分困难。许美玲等[2]研究1?暴雨过程概况表明，低空急流和冷空气是造成云南冬2021年2月7日05:00—9日01:00季强降水的主要原因；李英等[3]指出，（北京时间，下同），西双版纳州出现一大气弱的位势不稳定和强斜压性利于次暴雨天气过程，暴雨开始前，降雨多云南冬季强降水的发生；郭荣芬等[4]分分散局地对流降水，暴雨开始后降水均析发现，700 hPa非地转湿Q矢量散度匀稳定持久，过程最大降雨量为景洪市场辐合区与云南冬季强降水的产生及勐宋水库149.0 mm，短时强降水仅4站强度正相关；王志云等[5]指出，孟加拉次，最大小时降雨量为27.0 mm。2021年

湾水汽输送和南支槽前偏南低空急流2月7日00:00—9日00:00，西双版纳州在对云南冬季暴雨起到重要作用的同3个国家站逐小时降雨量和气压情况时，水汽通量辐合区和湿Q矢量辐合区表明，7日凌晨到午后多分散的对流降与暴雨对应关系较好。水，傍晚前后雨势自西向东逐渐加强，上述研究主要从大尺度环流条件、直到9日凌晨减弱结束，降雨持续近

孟加拉湾水汽输送、低空急流和冷空气30 h，大部时段小时降雨4～6 mm；逐以及地转（非地转）湿Q矢量、大气弱的小时海平面气压大部时段为1 010～

位势不稳定和强斜压性、准地转运动理1 020 hPa，勐海、景洪和勐腊3个国家论、地形作用等多角度讨论了云南冬季强站都经历了4次明显的低压扰动。降水（暴雨）天气系统特征和物理机制。暴雨主降雨时段24 h（2月7日20:00

作者简介? 高栋斌（1981—），男，云南镇雄人，工程师，主要从事天气预报技术研究。收稿日期?2023-01-0880Copyright?博看网. All Rights is

Rainstorm

of A Winter

angbanna,

2021Yunnan

in Xishu-

Gao

Meteorological

Dong-bin

666100)Bureau,

Jinghong,

al(Xishuangbanna

Yunnan

Abstract

Xishuangbanna,

A winter

February 7-9, 2021

Yunnan

rainstorm

was

Province

analyzed by

using

observation

ERA5

data

reanalysis

and ground

data, highobservation

-altitude

data. The results

-scale circulation to keep

show that: (1) it was

the subtropical high (hereinafter referred to as

favorable for large“Ocean

subtropical high90with the south

”) in the western Pacific

branch trough around

circulation

and persistent, and to maintain the meridional

°E and the ridge line around 15°N stable

middle

southwest

and

stably.

lowlower

(2)

-level

layers

The

jet

and

shear

stream

the

line

700

in the

transport

hPa

abundant water vapor to Xishuangbanna, and

the sharp convergence and uplift are the main

mechanisms of the rainstorm. (3) The energy

storage

dry and warm cover makes the accumulation

effect of the counter-temperature

of water vapor and heat and the intrusion of

500 hPa dry and cold air favorable conditions

for

rainstorm was located in the convergence area

thermal stratification instability. (4) The

of 700 hPa jet core front, and the rainstorm

moving path was consistent with the jet moving

direction;

between the strong water vapor convergence

There was a good correspondence

area and the rainstorm

rainstorm;

words

South branch

Xishuangbanna;

trough; LowWinter

jet stream; Energy storage effect of inverse

-level

temperature dry warm cover

农业灾害研究 2023,13(3)

）—8日20:00，最大降雨量为勐腊县勐腊一区123.5 mm，全州出现中雨1站次、大雨13站次、暴雨59站次和大暴雨8站次，其中暴雨和大暴雨占比共计高达82.8%；暴雨几乎覆盖西双版纳全境，降雨量分布呈西北向东南增多的趋势。2?环流背景及主要影响系统利用2021年2月6日20:00—8日20:00，

逐6 h欧洲中心再分析资料500 hPa高度场平均（图1a～b），从平均环流状况来看，副高稳定维持在15°N和120°E附近，南支槽位于90°E附近，呈典型的“经向型”暴雨环流特征，但副高位置偏西偏北，这与李永华等[6]对副高位置研究结果存在一致性。就500 hPa环流演变而言，2021年2月7日08:00和20:00乌拉尔山阻塞高

压与贝加尔湖切断低压稳定少变，南支槽位于85°E附近，槽底位于15°N附近，近似南北向，西双版纳上空出现≥18 m/s的中空急流的同时，700 hPa出现西南低空急流，这时离暴雨开始0～12 h；8日08:00，随着乌拉尔山阻塞高压南落东移，高压脊前不断南下，冷空气与贝加尔湖切断低压相互交替扰动，长波槽蜕变为短波槽，引导冷空气沿着青藏高原东麓南下，与位于东印度至孟加拉湾一带南支槽相交绥，南支槽加深，槽底延伸到12°N附近，南支槽位于90°E附近而副高仍维持稳定少变，中空急流呈减弱态势的同时，700 hPa上低空急流仍然存在，暴雨加强持续；到8日20:00，副高明显东退略北抬，和南支槽移到100°E附近，这时离暴雨结束约4 h。分析结果表明：稳定持久位于90°E附近南支槽和脊线在15°N附近西太平洋副热带高压稳定维持将大量的西南暖湿气流输送至西双版纳上空，与沿青藏高原东麓南下冷空气相交绥，造成此次西双版纳冬季暴雨。图1?2021年2月7日08:00（a）、7日20:00（b）500?hPa高度场（等值线，单位：dagpm）、槽线（棕色实线）和风速≥18?m/s的区域（阴影）以及700?hPa风场（矢量，单位：m/s）；2021年2月6日20:00—8日20:00逐6?h平均高度场（蓝实线，单位：dagpm）；研究区域（云南西双版纳，红色方框）3?天气诊断分析3.1?水汽条件云南西双版纳冬季多为干燥偏西北风控制，水汽条件差，因而水汽输送的分析对西双版纳冬季强降水（暴雨）来说十分重要；然而，低空急流移动往往会影响降水分布。分析700 hPa等压面上全风速、风场和水汽通量散度（图2a～b）可知，2021年2月7日08:00在滇

西南临沧至普洱一带建立了风速≥12 m/s

西南低空急流，急流核前沿有水汽辐合，而在西双版纳上空无明显水汽辐合；7日20:00随着低空急流加强东南移，来到普洱澜沧县至西双版纳勐海县勐满镇一带，此时水汽急剧辐合，强辐合中心位于西双版纳西北部，水汽通量散度最强达（-15～-20）×10-4 g

此时暴雨开始2～4 h。

×s-1×cm-2×hPa-1，8日08:00继续南移的低空急流位于缅甸至西双版纳西南部，急流轴右侧西双版纳区域强辐合中心水汽通量散度仍在-12～-18×10-4 g×s-1×cm-2×hPa-1，

暴雨持续中；8日20:00东移低空急流和水汽辐合在西双版纳辖区明显减弱，此时暴雨即将结束。上述分析表明：槽前西南急流将充沛水汽输送至西双版纳上空，强水汽辐合是造成此次暴雨的重要原因。暴雨位于急流核前沿辐合区，暴雨移动路径与急流移动方向相一致；水汽强辐合区和暴雨落区有很好的对应关系。3.2?单站探空分析从2021年2月7日08:00来看，暴雨

Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.3能CAPE

为256.6 J/kg，干暖盖指数Ls雨临近开始时沿21.7°N暴雨中心散度为-36.6 ℃，整层呈上干下湿对流热力和垂直速度的经向垂直剖面图。分析不稳定态势。暴雨开始前，出现了多分2021年2月7日08:00图3（a，c）可知，散局地对流性天气，这与前述实况一在暴雨开始前12 h，暴雨区上空呈弱辐致；至7日20:00,即暴雨临近开始时，850 hPa附近逆温层和风顺转（暖平流）合、辐散相间的特征；暴雨中心西部呈明显上升运动区，东部为弱的上升运动仍然存在，对流层湿层增大增厚，对流区。随着南支槽加深、东移，使得脊前偏有效位能却急剧减小，表明对流发展及降水出现不断释放对流不稳定能量。对北气流加强，临近暴雨发生时，中高层流热力扰动逐渐趋于稳定的同时，干500～200 hPa出现了12×10-5 s-1的强辐暖盖指数Ls（-33.3 ℃）只是小幅度变散中心的同时，中低层切变线加强，在化，表明对流层依然由干暖空气主导。700 hPa出现了-12×10-5 s-1的辐合中心暴雨时段，对流层低层至高层一致稳定（图4b）。这种低层辐合、高层辐散的垂存在异常活跃的西南风急流，且在垂直直分布结构有利于上升运动的产生。风切变加强的同时，温度露点和温度层当低层辐合、高层辐散达到最强结曲线逐渐相互靠近，水汽趋于饱和的时，垂直速度上升运动也达到最强，暴同时，触发不稳定能量释放。结果表明：雨临近时，从大气行星边界层至200 hPa大气逆温层在事先为暴雨积聚水汽的高度基本为垂直上升运动区（图3d），同时，与行星边界层顶逆温层上部暖干500～600 hPa之间出现了10×10-1 hPa×s-1

气层形成巨大位势不稳定层结为暴雨和12×10-1 hPa×s-1的强垂直上升运动提供有利热力不稳定条件。中心，加强的上升运动将低层积聚的水3.3?动力抬升条件汽向上抬升，增加了湿层的厚度，使得对流层低层辐合、高层辐散“抽吸”对流层中低层达到准饱和状态时，触发垂直结构是暴雨的重要特征之一。图3了不稳定能量释放，造成此次西双版纳为西双版纳冬季暴雨开始前12 h和暴冬季暴雨。aaPPhh//ppaaPPhh//pp图3?2021年2月7日08:00（a，c）和7日20:00（b，d）沿21.7°N暴雨中心散度（单位：10-5?s-）1和垂直速度（单位：10-1?hPa×s-1）经向-垂直剖面图82Copyright?博看网. All Rights Reserved.4?结论稳定持久位于90°E附近南支槽和脊线在15°N附近西太平洋副高稳定维持是有利于西双版纳冬季暴雨的环流条件；暴雨发生在南支槽前，槽后500 hPa偏西北气流大风区对暴雨有重要影响。一方面，在强偏西北风带下的干冷空气与逆温层抑制作用下，水汽、能量积聚形成了热力不稳定层结区的同时，暴雨区上空较强垂直风切变有利于对流发展；另一方面，上游冷空气在西北气流的引导下沿青藏高原东南与南支槽相交绥，使得南支槽加深、缓慢东移，中低层切变和高层辐散加强，形成强的“抽吸”作用，有利于触发暴雨区低层水汽辐合抬升。中低层切变线、700 hPa西南低空急流将孟加拉湾和南海充沛水汽输送至西双版纳上空急剧辐合抬升是造成这次暴雨的主要机制。暴雨位于

700 hPa急流核前沿，暴雨移动路径与急流移动方向相一致；水汽强辐合区和暴雨落区有很好的对应关系。参考文献[1] 李湘云.西双版纳近50年暴雨气候特征分[J].云南大学学报（自然科学版），2009,31(S1)：274-281.[2] 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,

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106-116.责任编辑：黄艳飞

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