2020 年廣西暴雨災(zāi)害天氣綜述與分析

劉國(guó)忠，周云霞，覃月鳳，翟舒楠，梁嘉穎，黃明策

（廣西壯族自治區(qū)氣象臺(tái)，南寧 530022）

引言

廣西地處華南地區(qū)西部、西南地區(qū)東部，位于云貴高原東南邊緣［1-2］。受亞熱帶季風(fēng)氣候影響，暴雨多發(fā)，雨量充沛，年平均降雨量為1 062～2 658mm［3-4］。由于廣西特殊復(fù)雜的地形、地貌，暴雨往往會(huì)造成嚴(yán)重的山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，帶來(lái)重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失［5］，已成為廣西最嚴(yán)重的氣象災(zāi)害［6-10］。近年來(lái)，由于受全球氣候變暖的影響，廣西暴雨災(zāi)害有加重的趨勢(shì)，如2019 年5 月26—28 日、2019 年6月7—10 日的暴雨天氣過(guò)程，以及2020 年5 月30日—6 月10 日持續(xù)性暴雨過(guò)程造成當(dāng)?shù)刂卮笕藛T傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，利用氣象、災(zāi)情等資料，對(duì)2020 年廣西區(qū)域性以上的暴雨災(zāi)害天氣過(guò)程進(jìn)行綜合分析，并與歷史同期的氣候作比較，在此基礎(chǔ)上［11］對(duì)其進(jìn)行綜述，加深對(duì)發(fā)生在廣西暴雨災(zāi)害整體性、規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，以期對(duì)廣西暴雨災(zāi)害預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)提供有益指導(dǎo)。

1 資料和方法

（1）2020 年1—12 月廣西地面中尺度自動(dòng)氣象觀測(cè)站觀測(cè)資料、地面及高空常規(guī)觀測(cè)資料、廣西新一代天氣雷達(dá)探測(cè)及FY-4A 衛(wèi)星遙感非常規(guī)觀測(cè)資料以及災(zāi)情資料等。

（2）為了對(duì)廣西暴雨天氣進(jìn)行分區(qū)分析，廣西氣象臺(tái)業(yè)務(wù)規(guī)定對(duì)廣西89 個(gè)縣站進(jìn)行了區(qū)劃。桂北、桂中、桂南三區(qū)域劃定法，使用24.75°N、23°N 緯度線將廣西劃為桂北、桂中、桂南等3 個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的縣站數(shù)分別為21 站、43 站、25 站。桂北、桂南或桂東、桂西二區(qū)域劃定法，使用24°N 緯度線將廣西劃定為桂北、桂南等2 個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的縣站數(shù)分別為41 站、48 站；使用108.5°E 經(jīng)度線將廣西劃定為桂西、桂東等2 個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的縣站數(shù)分別為35 站、54 站。

（3）為了按暴雨發(fā)生范圍進(jìn)行分析，廣西氣象臺(tái)業(yè)務(wù)規(guī)定將暴雨劃分為局地性暴雨、區(qū)域性暴雨及全區(qū)性暴雨三個(gè)等級(jí)。局地性暴雨定義為：廣西國(guó)家氣象觀測(cè)站89 站中1～9 站24h（北京時(shí)20—20 時(shí)，下同）雨量≥50mm；區(qū)域性暴雨定義為：廣西國(guó)家氣象觀測(cè)站89 站中10～19 站24h 雨量≥50mm。全區(qū)性暴雨定義為：廣西國(guó)家氣象觀測(cè)站89 站中≥20站24h 雨量≥50mm。區(qū)域性暴雨和全區(qū)域性暴雨統(tǒng)稱(chēng)為區(qū)域性以上暴雨。

根據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì)，廣西絕大多數(shù)暴雨災(zāi)害是由區(qū)域性以上暴雨造成的，為了能抓住廣西暴雨災(zāi)害的特點(diǎn)，僅對(duì)廣西區(qū)域性以上暴雨進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 2020 年廣西暴雨天氣概況

2020 年廣西發(fā)生的區(qū)域性以上暴雨共16 場(chǎng)，其中全區(qū)性暴雨4 場(chǎng)，區(qū)域性以上暴雨比近十年歷年平均（17.9 場(chǎng)）少約2 場(chǎng)。從影響地面的主要天氣系統(tǒng)類(lèi)型可以分為鋒面（冷鋒和靜止鋒）、暖區(qū)（鋒前暖區(qū)和無(wú)鋒偏南氣流）、臺(tái)風(fēng)及冷墊抬升等4 類(lèi)，鋒面、暖區(qū)、臺(tái)風(fēng)及冷墊抬升等造成的區(qū)域性以上暴雨發(fā)生的場(chǎng)數(shù)分別為10 場(chǎng)、3 場(chǎng)、2 場(chǎng)、1 場(chǎng)，鋒面區(qū)域性以上暴雨發(fā)生的頻次最高，遠(yuǎn)高于其他類(lèi)型。4 場(chǎng)全區(qū)性暴雨中，3 場(chǎng)為鋒面暴雨，1 場(chǎng)為臺(tái)風(fēng)暴雨。暖區(qū)暴雨和冷墊抬升等造成的區(qū)域性暴雨出現(xiàn)的范圍相對(duì)較小，只帶來(lái)了區(qū)域性暴雨。冷墊抬升產(chǎn)生的暴雨在冬春季，這是冬春季暴雨的重要特征。具體表現(xiàn)在：

（1）由于2020 年初南支槽異常活躍，區(qū)域性暴雨出現(xiàn)的時(shí)間比往年異常偏早，2020 年1 月25 日出現(xiàn)了首場(chǎng)區(qū)域性暴雨，3 月3 日和3 月25 日分別出現(xiàn)了一場(chǎng)區(qū)域性暴雨，其中3 月25 日出現(xiàn)在桂中至桂西南的區(qū)域性暴雨中，國(guó)家氣象觀測(cè)站南寧站（106.7mm）、邕寧站（104.2mm）兩站出現(xiàn)了大暴雨，打破了歷史同月記錄。

（2）由于南海夏季風(fēng)爆發(fā)于2020 年5 月第4 侯（平均第5 侯），比常年偏早1 候，南海偏南急流比往年提早建立且持續(xù)增強(qiáng)。與此同時(shí)，5 月下旬至6 月上旬影響廣西的冷空氣頻繁，誘發(fā)了長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)性暴雨過(guò)程，多地雨量打破歷史記錄。受持續(xù)強(qiáng)降雨的影響，造成廣西北部江河流域出現(xiàn)嚴(yán)重洪水，帶來(lái)重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

（3）進(jìn)入主汛期后的6 月中下旬，西南季風(fēng)加強(qiáng)，廣西低層出現(xiàn)≥16m·s-1的異常急流區(qū)，高能高濕的暖濕氣流向北推進(jìn)，與此同時(shí)，影響廣西的北方冷空氣勢(shì)力明顯偏弱，冷暖空氣在廣西中北部一帶對(duì)峙加強(qiáng)，6 月25 日在桂東北至桂中及沿海部分地區(qū)出現(xiàn)了暴雨以上35 站，大暴雨15 站，特大暴雨1站，南寧市武鳴國(guó)家氣象觀測(cè)站24h 雨量257.4mm，打破歷史記錄，靖西龍臨大農(nóng)區(qū)域自動(dòng)站24h 雨量達(dá)271.5mm，是2020 年暴雨以上范圍最大、大暴雨及特大暴雨站數(shù)最多的全區(qū)性暴雨。

（4）進(jìn)入后汛期，西太平洋臺(tái)風(fēng)生成個(gè)數(shù)與歷年比明顯偏少，強(qiáng)度偏弱，影響我國(guó)和廣西的臺(tái)風(fēng)偏晚。8 月20 日，受2020 年第7 號(hào)臺(tái)風(fēng)“海高斯”西北移進(jìn)入桂東影響，桂東一帶出現(xiàn)了大范圍的暴雨，國(guó)家氣象觀測(cè)站出現(xiàn)暴雨以上24 站、大暴雨8 站，是2020 年暴雨以上的范圍、大暴雨及特大暴雨站數(shù)位于第三位的全區(qū)性暴雨。

表1 2020 年1—12 月區(qū)域性以上暴雨信息表

續(xù)表

3 影響廣西最嚴(yán)重的暴雨災(zāi)害過(guò)程分析

2020 年5 月30 日至6 月10 日出現(xiàn)的持續(xù)性暴雨過(guò)程，是2020 年影響廣西最嚴(yán)重的暴雨災(zāi)害過(guò)程，下面對(duì)其特點(diǎn)及形成原因進(jìn)行概要分析。

3.1 雨情

2020 年5 月30 日至6 月10 日，廣西出現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)12d 的嚴(yán)重致洪暴雨災(zāi)害過(guò)程，強(qiáng)降雨中心主要集中在桂林、柳州、河池、百色等市，融安、融水、靈川等地暴雨及以上的日數(shù)多達(dá)7d，降雨過(guò)程中出現(xiàn)雨區(qū)高度疊加，部分市縣反復(fù)受災(zāi)，其中臨桂、永福、靈川、羅城、柳城、融安、融水累積雨量超過(guò)800mm，最大為融水懷寶民洞氣象觀測(cè)站946.8mm。6 月7 日，桂林陽(yáng)朔、永福及賀州富川國(guó)家氣象觀測(cè)站24h 降雨量分別為327.5mm、326.4mm、237.0mm，永福縣羅錦鄉(xiāng)金雞河水庫(kù)區(qū)域自動(dòng)站觀測(cè)2020 年最大24h 雨量達(dá)401.3mm，陽(yáng)朔、富川24h 雨量打破歷史記錄，永福24h 雨量位于歷史第二。6 月1 日00 時(shí)，南丹城關(guān)挽白氣象觀測(cè)站小時(shí)雨量141.4mm，為2020 年最大小時(shí)雨量；6 月7 日04 時(shí)，永?？h羅錦鎮(zhèn)金雞河水庫(kù)前3h 雨量232.2mm，破當(dāng)?shù)?h 歷史記錄（圖1）。

圖1 永?？h羅錦鎮(zhèn)金雞河水庫(kù)雨量時(shí)序圖

受持續(xù)強(qiáng)降雨的影響，柳江、桂江、洛清江出現(xiàn)10—20a 一遇洪水，賀江上游出現(xiàn)接近50a 一遇洪水。強(qiáng)降雨共造成當(dāng)?shù)刂卮笕藛T傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

可見(jiàn)，該次過(guò)程具有降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、累積雨量大，強(qiáng)降雨高度疊加，局地降雨強(qiáng)度強(qiáng)、多地雨量打破歷史極值及造成的災(zāi)害特別重等特點(diǎn)。

3.2 天氣形勢(shì)分析

從持續(xù)性暴雨發(fā)生期間的500hPa 平均環(huán)流形勢(shì)（圖3a）可以看出，西太平洋副熱帶高壓位置偏西、強(qiáng)度偏強(qiáng)，588gpdm 線穩(wěn)定維持在華南沿海，廣西位于副高西北側(cè)。季風(fēng)爆發(fā)和副熱帶高壓的穩(wěn)定維持，使得廣西形成了強(qiáng)盛的偏南風(fēng)低空急流（圖4），建立了印度洋和南海兩支強(qiáng)盛的水汽通道，為暴雨發(fā)生提供了充足的水汽和熱量。

歐亞中高緯度地區(qū)環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定，呈兩脊一槽型，東部脊區(qū)位于西伯利亞至亞洲北部沿岸，西部脊區(qū)位于烏拉爾山至西歐，長(zhǎng)波槽位于貝加爾湖附近，南北經(jīng)向度大，有利于西風(fēng)槽不斷從中高緯呈階梯狀下滑，引導(dǎo)冷空氣南下。西風(fēng)槽引導(dǎo)的冷空氣與副高西北側(cè)暖空氣在廣西中北部一帶不斷交綏，誘發(fā)了長(zhǎng)時(shí)間的暴雨天氣。低緯度環(huán)流平直，南支波動(dòng)頻繁移出與西風(fēng)槽同位相疊加作用，增強(qiáng)了高空動(dòng)力強(qiáng)迫，有利于暴雨天氣的產(chǎn)生。

南亞高壓由孟加拉灣至中南半島一帶北跳上青藏高原并逐漸加強(qiáng)東擴(kuò)，華南中東部地區(qū)高空出現(xiàn)分流，高層為強(qiáng)烈輻散區(qū)，在高低空急流耦合作用下，廣西中北部為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，為強(qiáng)降雨的產(chǎn)生提供了極為有利的動(dòng)力條件。

在穩(wěn)定有利的大氣環(huán)流背景下，2020 年5 月29日20 時(shí)至6 月10 日20 時(shí)期間（圖2），5 月30 日、6月1 日、6 月3 日、6 月5 日及6 月8—9 日經(jīng)歷了5次高空槽引導(dǎo)地面冷鋒南下影響廣西，6 月5 日出現(xiàn)了國(guó)家氣象觀測(cè)站26 站暴雨以上的全區(qū)性暴雨，其中大暴雨10 站，6 月3 日、6 月9 日分別出現(xiàn)了國(guó)家氣象觀測(cè)站11 站、13 站暴雨以上的區(qū)域性暴雨。

圖2 天氣系統(tǒng)配置

每次地面冷鋒影響后期，隨著冷空氣勢(shì)力的減弱，鋒面趨于靜止轉(zhuǎn)為靜止鋒，或由于低空偏南氣流的迅速增加，鋒面減弱消失或北移出廣西，廣西轉(zhuǎn)為偏南氣流控制下的暖區(qū)，5 月31 日、6 月4 日、6 月6日、6 月10 日經(jīng)歷了4 次靜止鋒擺動(dòng)影響，其中6月10 日出現(xiàn)了國(guó)家氣象觀測(cè)站11 站區(qū)域性暴雨。6月2 日、6 月7 日經(jīng)歷了2 次偏南氣流增強(qiáng)為急流暖區(qū)影響，6 月7 日出現(xiàn)了國(guó)家氣象觀測(cè)站15 站區(qū)域性暴雨，其中大暴雨4 站、特大暴雨2 站，永?？h羅錦鄉(xiāng)金雞河水庫(kù)區(qū)域自動(dòng)站出現(xiàn)2020 年最大24h 雨量值，陽(yáng)朔、富川國(guó)家城市氣象觀測(cè)站24h 雨量打破歷史記錄。

從以上分析可以看出，2020 年5 月29 日20 時(shí)至6 月10 日20 時(shí)區(qū)域性以上暴雨出現(xiàn)了5 次，其中全區(qū)性暴雨1 次、區(qū)域性暴雨4 次，其余7 天為站數(shù)2～9 站的局地性暴雨，呈現(xiàn)出全區(qū)性暴雨、區(qū)域性暴雨、局地性暴雨間隔出現(xiàn)的特征。冷鋒、靜止鋒及偏南氣流暖區(qū)均造成了區(qū)域性以上的暴雨，冷鋒產(chǎn)生的頻次多（3 次）、范圍廣、降雨的強(qiáng)度強(qiáng)，靜止鋒和暖區(qū)產(chǎn)生的頻次少（各1 次），暖區(qū)造成局地的極端暴雨，靜止鋒暴雨相對(duì)較弱。

暴雨持續(xù)期間，850hPa 低空和925hPa 邊界層急流一直維持（圖2），并呈現(xiàn)出夜間加強(qiáng)、晝間減弱日變化特征，使得暴雨得以維持的同時(shí)具有夜雨的特征，造成了服務(wù)及救災(zāi)的難度。

4 小結(jié)

利用氣象、災(zāi)情等資料，對(duì)2020 年廣西區(qū)域性以上的暴雨災(zāi)害天氣過(guò)程進(jìn)行綜合分析，并與歷史同期的氣候作比較，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行綜述，得出以下結(jié)論：

（1）2020 年廣西發(fā)生的區(qū)域性以上暴雨16 場(chǎng)，比常年平均少2 場(chǎng)，其中全區(qū)性暴雨4 場(chǎng)。區(qū)域性以上暴雨可以分為鋒面、暖區(qū)、臺(tái)風(fēng)及冷墊抬升等4類(lèi)，鋒面暴雨發(fā)生的頻次高于其他類(lèi)型。全區(qū)性暴雨產(chǎn)生于鋒面和臺(tái)風(fēng)。暖區(qū)和冷墊抬升暴雨只帶來(lái)區(qū)域性暴雨。冷墊抬升暴雨出現(xiàn)在冬春季，是冬春季暴雨的重要特征。與歷年比，2020 年廣西發(fā)生的區(qū)域性以上暴雨場(chǎng)數(shù)偏少。

（2）由于2020 年初至春季影響廣西的南支槽活躍，廣西出現(xiàn)了冬春季區(qū)域性暴雨，1 月出現(xiàn)當(dāng)年首場(chǎng)區(qū)域性暴雨，較往年偏早，3 月底南寧、邕寧兩站出現(xiàn)24h 雨量打破歷史同期記錄的區(qū)域性暴雨，較往年偏強(qiáng)。由于季風(fēng)爆發(fā)偏早及中高緯大氣環(huán)流穩(wěn)定，5 月底到6 月上旬出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性暴雨災(zāi)害，陽(yáng)朔、富川24h 雨量打破歷史記錄，出現(xiàn)當(dāng)年最嚴(yán)重氣象災(zāi)害。6 月中下旬，季風(fēng)主導(dǎo)下的偏南氣流異常偏強(qiáng)，6 月底廣西出現(xiàn)當(dāng)年最大一場(chǎng)全區(qū)性暴雨，武鳴站24h 雨量打破歷史記錄。后汛期臺(tái)風(fēng)生成個(gè)數(shù)偏少，影響偏晚，8 月底受第7 號(hào)臺(tái)風(fēng)“海高斯”影響，出現(xiàn)了當(dāng)年暴雨范圍處于第三位的全區(qū)性暴雨。

（3）2020 年5 月30 日～6 月10 日出現(xiàn)的長(zhǎng)時(shí)間西風(fēng)帶天氣系統(tǒng)暴雨過(guò)程為當(dāng)年最嚴(yán)重的暴雨災(zāi)害過(guò)程，具有降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、累積雨量大，強(qiáng)降雨高度疊加，局地降雨強(qiáng)度強(qiáng)、多地雨量打破歷史記錄及造成的災(zāi)害特別重等特點(diǎn)。