总能量与三台县大暴雨关系分析

摘 要 暴雨是最严重的气象灾害之一，大暴雨造成的灾害更是瞩目心惊。如何增强大暴雨的预报能力，是天气预报研究的重大课题。本文分析了三台县历年7月大暴雨前期天气特征，发现均有一个晴热无雨、稳定升温、增湿的天气过程。根据能量天气学原理，结合本站海拔高度和常年风速等，推导出适合本站的总能量近似计算公式，充分考虑热力和动力、更加强调水汽在暴雨等强对流天气发生发展中的作用，结合本站气压的变化和前期气象要素，建立本站大暴雨预报模式，经近三年大暴雨预报检验正确。

关键词 三台县；总能量；大暴雨；预报模式

中图分类号X43 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）102-0153-02

0 引言

暴雨是中国气象灾害中最严重、最常发生的灾害之一，也是三台县农业生产的主要气象灾害。1981年“9·2”大暴雨，全县4万亩农田被毁，损失粮食亿余斤。滑坡、地陷达3000多处，10万余间民房变为瓦砾，各项经济损失6779万元。如何增雨的预报能力，是本站天气预报研究的重大课题。

按照总能量学的观点，暴雨的产生，是由于大气中出现和积聚了大量不稳定能量后，在适当的扰动触发下，不稳定能量得以释放——发生能量的转化过程。大量的观测事实也表明，绝大部分暴雨是由持续不断的强盛的对流云降水所形成。而这种降水云的出现，除了有一定的辐合作用及动力抬升外，大气本身还须具有一定的不稳定能量贮存。

当空气质团不断获得垂直方向上的加速度，产生强烈的对流，这些不稳定能量才得以释放。我们在暴雨分析中应用表征空气质团总能量的物理量总温度，就是为了反映不稳定能量的贮存这一产生暴雨的条件。

为此，本文主要从本站能量的变化来寻找预报暴雨的指标，对本地区大暴雨前期特征和预报方法作一粗浅探索。

1本站总能量的近似表达式

Tt近似地代替了本站总温度所对应的总能量。在暴雨等强对流天气发生发展中，水汽是最活跃的因子，它不仅是降水的原料，而且与水汽的铅直分布密切相关的对流不稳定能量也是降水的主要能源。由于水汽是成云致雨的物质基础，对暴雨更是个不容忽视的重要条件[2]。Tt=T+1.6e+4.1比T+e更强调了水汽的作用，因此，在暴雨预报中使用Tt比T+e更客观。

2大暴雨前期特征分析

由于相当总能量的总温度Tt=T+1.6e+4.1是由温度和湿度决定的。因此可以从分析T、e的变化来分析大气中不稳定能量的变化，同时也很直观，便于县站使用。

分析本站要素的变化，发现每次大暴雨前14点温度、湿度和天气现象均有区别于它种天气的显著特征。概括的说，它的前期均有一个晴热无雨、稳定升温、增湿天气过程。如1959年“7·19”大暴雨，4天前，T14连续3天稳定上升，连续6天高于34℃，（30年平均为29.2℃） ，最高达37.4℃，为有记录以来T14之最，和本站极端最高仅差0.3℃。e14连续8天大于30 mb，最大达34.9mb，（30年平均28.3mb），而且连续6天滴雨未下，这在本地盛夏是少见的。分析其它个例前期特征，发现每次大暴雨前3-5天T14均有3天或以上的稳定回升，一般4天，最长达6天，（1983年“7·29”） ，最后接近或超过当年前期14点最高气温。e14在回升过程中虽有小的波动，但总的趋势仍是持续回升，且达到高湿。将T14、e14的变化用Tt表示，发现每次大暴雨前Tt均可达80℃或以上，最高可达94.2℃，且均有3天或以上无雨时段。四川盆地暴雨要求表示温湿特征的综合物理量θse≧80℃，两者居然具有惊人相符。

从能量上讲，本地区在大尺度下沉气流控制下，天气晴朗，有利日间的地面加热和蒸发，使大量热量和水汽在大气中聚积起来。另一方面，长时间的升温、增湿，即从低能向高能发展，逐渐积累大量不稳定能量，这是发生强对流天气必不可少的热力条件。同时也和本地流行的天气谚语“久晴必雨，闷热（高温、高湿）有大雨”相符。

当然，一次暴雨天气过程仅有热力条件还是不够的。有了大量不稳定能量，还只是有了发生暴雨的若干条件之一，还必须和动力条件结合才构成发生暴雨的充分条件。利用本站14点气压的高低和变化来反映触发系统的强弱和变化，发现7月大暴雨均发生在P14为一相对高点连降两天后48小时内，并且前期长时间P14均在平均值附近作小的波动。即成所谓“横向贯通型”。这很可能与副高的进退有关。低值系统东移就会处罚不稳定能量的释放，产生强对流天气。

根据以上分析，给出下面简单条件，可将历年7月日降雨量≥100毫米的降水囊括其中。

3短期大暴雨预报模式

1）必要条件

2）充要条件

4 结论

由于本模式考虑了热力和动力作用，选择因子物理意义明确，经近三年大暴雨检验正确。因此，至少对强对流天气预报提供了一定线索，具有一定参考作用。

参考文献

[1]气象，1978（8）.

[2]朱乾根，等.天气学原理和方法（第三版） [M].北京： 气象出版社，2000：600-637.

[3]丁一汇.高等天气学.2版.气象出版社，2005.

[4]章国材.强对流天气分析与预报.北京：气象出版社，2011.