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乌东德水电站一次暴雨天气回波特征分析
作者：文道平
来源：《农家科技》2018年第07期
摘 要：本文利用新一代多普勒天气雷达观测到的回波强度、回波速度等产品来进行判断分析，得出乌东德水电站此次暴雨天气的雷达回波，具有移动速度缓慢、高度高、中心强度强、速度场上有明显的逆风区结构、辐合辐散区等特征，逆风区是此次强降水的主要诱发因子，局地地形对暴雨的形成和雨量大小有一定的影响。 关键词：基本反射率因子；径向速度；逆风区；辐合辐散区
新一代多普勒天气雷达是监测与预警灾害性天气的主要手段，也是监测小尺度天气系统的有效手段。由于其探测资料的时空尺度分辨率较高，其资料的应用对研究中小尺度天气，尤其是局地强对流天气发生、发展的内在机理、风场结构有着非常重要的作用。一般的对流天气时间、空间尺度较小。应用常规的探测手段难以监测到其发生、发展及变化的全过程，常规手段探测的精度也没有雷达特别是多普雷天气雷达获得的资料精度高，而连续工作的新一代多普勒天气雷达能跟踪探测到其发展、变化的全部过程，强对流天气是指冰雹、雷雨大风和对流性短时暴雨，通常水平尺度为几千米到几十千米的强对流云团，生命史较短。因此利用新一代多普勒天气雷达来对其探测与预警，通过获取的资料来探讨强对流天气的发生机制就显得尤为重要。
乌东德水电站位于四川会东县和云南禄劝县交界的金沙江下游河道上，是金沙江水电基地下游河段四大世界级巨型水电站—乌东德、白鹤滩水电站、溪洛渡水电站和向家坝水电站的第一梯级，工程筹建期3年，第一批机组发电工期约为6年半，总工期约为8年，目前工程建设处在前期阶段。强降水、雷雨大风等局地对流天气对其施工进度、施工安全、工程质量等方面有着十分重要的影响，因此，对于气象服务尤其是当地强对流天气及时、准确的预报及预警提出了更高的要求。本文选取了2012年6月21日至22日昆明新一代天气雷达观测到的乌东德水电站强降水过程和自动气象站资料。来分析本次局部对流天气的发展、变化过程，为今后的气象服务特别是乌东德水电站在暴雨、雷电、大风等强对流天气的预测预警方面积累经验。 一、大尺度环流背景形势及天气实况
500HPA中高纬为多波动型，副高维持少变，印度东部到孟湾北部有一低值区，我省大部为西北气流。700hPa过贵阳市、昆明、西昌有一切变，我省大部为偏西气流控制。地面水汽条件较好，整个环流背景形势有利于产生强烈的对流天气。
2012年6月21日23时至22日10时乌东德水电站出现了对流性暴雨天气，伴有雷雨大风，乌东德水电站一带出现了短时大暴雨，水电站附近的不同位置装有两台区域自动站，乌东德乡政府所在地装有一台区域自动站，21日23时至22日10时12小时降雨量：乌东德水电站
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营地109.8mm，乌东德水电站靠近江边自动站75.3mm，乌东德乡政府所在地76.5mm，其中营地1小时降雨量达到41.7mm，，据不完全统计，此次暴雨天气过程导致水电站江边一带形成泥石流灾害，部分施工车辆及机器设备损毁严重，电站工程进度受到严重影响。 二、雷达回波强度特征分析
6月21日21时42分，禄劝县北部至金沙江附近出现了几块回波，其中最大的一块已发展到其中心强度在30dbz以上，回波南压过江逐渐进入乌东德水电站西北侧，随着其发展不断加强。到22时06分24分钟的时间内已有多个单体生成，每个单体都在发展加强，到6月22日00时10分经过多个单体不断合并加强，形成了一个长约40公里，宽约10公里的强回波带，此时其中心强度最大值达到了50dbz左右，系统发展到成熟阶段，乌东德水电站一带产生了强降水，水电站营地3小时降雨量达到了76.5毫米，江边自动站雨量达到41.6毫米，而乌东德乡政府所在地3小时降雨量也达到了37.4毫米，回波的的降水核心区域正是在营地至江边一带。回波强度在50dbz维持了近一个小时，系统因受地形影响移动缓慢，且期间不断有新的单体生成，多个单体不断的合并加强，至01时03分，回波减弱，单体分裂解体走向消亡阶段，雨势开始逐步减弱。
三、雷达回波速度特征分析
速度场上的逆风区结构，是暴雨的一个较好的判断因子。所谓逆风区，就是在大片暴雨回波区的负（正）径向速度区中出现一块正（负）速度区。从这种逆风区风场结构可看出，风场的一侧是辐合气流，另一侧为辐散.形成了闭合的循环气流 逆风区常对应着强降水区.可作为暴雨识别指标，并且有一定的提前量。提前量的产生为暴雨的预报与预警做出了指示，抓住判断因子即可对暴雨等强对流天气的发生做出一定的判断。辐合区气流上升，源源不断的为云团的发展和强降水提供了充足的水汽条件。在6月21日23时11分的径向速度图上，可以看出存在一个明显的逆风区，在大片速度为2-3m/s区域中包含着一片速度为-2-3m/s的回波区域，负速度区为水平尺度在10-15公里左右的狭长区域，逆风区的出现表明此处的风向发生了强烈的变化，风向切变，外围具有明显的辐合特征，内围具有辐散特征，使得暖湿气流源源不断的输送到发展的上升气流中去。在这种风切变环境下，有利于强对流的发展，从而造成了雷雨大风天气。因此逆风区的出现可以作为此次短时强降水预报、预警的一项重要指标。 四、局地地形与降雨量大小关系
局地地形对暴雨形成和雨量大小也有一定的影响。乌东德水电站所处区域，北面山脉高耸，南面也有一山脉，海拔落差近百米，且南面的山脉较北面有一定的坡度，对气流起到一定的缓冲作用。由于山脉的存在，在迎风坡迫使气流上升，从而垂直运动加大，有利于强对流云团的生成，使得暴雨增大；而在山脉背风坡，气流下沉，雨量有一定程度的减小。在6月21日，从北边来的偏北气流受山脉抬升作用的影响，气流上升，垂直运动加大，风场有一定程度的切变，对流单体在此不断地新生、合并、加强，导致此区域出现大暴雨，而其它区域降雨强度相对较小，且由于山脉的缓冲作用，致使降水的持续时间加长。
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五、结语
1.大尺度的环流背景形势为暴雨等强对流天气的发生提供了可能，特别是水汽的供给和对流运动的形成。
2.风场的逆风区结构形成了辐合辐散区，对应着气流的上升、下沉运动，从而诱发了暴雨等强对流天气的发生。
3.局地的地形对暴雨的形成和雨量大小有着一定的影响。 参考文献：
[1] 夏文梅，张亚萍，汤达章.暴雨多普勒天气雷达资料的分析[J].南京气象学院学报，2002，25（6）：787-794.
作者简介：文道平（1987-9-），男，汉族，云南省曲靖市沾益县人，本科，助理工程师，从事气象业务服务工作。