第３５卷第２期 气象研究与应用 Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．２ ２０１４年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ Ｊｕｎ．２０１４ 文章编号：１６７３—８４１１（２０１４）０２—００２７—０６ 湖南两次流域性致洪暴雨异同点分析 许 霖，姚 蓉，陈 斗 （湖南省气象局，湖南长沙４１０１１８） 摘 要：利用常规气象资料、水情资料及灾情资料，对发生地点、季节及影响系统相似的２０１０年７月８—１４日和２０１２ 年７月Ｉ１－１９日两次湖南省持续性大范围暴雨天气过程进行对比分析，结果表明；（１）两次暴雨过程均具有持续时间 长、暴雨频繁且集中、累计雨量大、洪涝严重等特点；（２）东北冷涡加强、副高东退南落，冷、暖空气在湖南交汇。导致连 续性暴雨发生；（３）“１０．７”暴雨过程冷、暖气流势力相当，雨带呈东西向，稳定少动，致灾性强。而“１２．７”暴雨过程冷空气 势力较强，雨带呈移动性，虽然致灾范围广，但灾情较前者轻。 关键词：暴雨；洪涝；灾害成因；对比分析 中图分类号：Ｐ４５８．１￣２１．１ 文献标识码：Ａ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｗｏ ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ ａｎｄ ｔｏｒｒｅｎｔｉａｌ ｒａｉｎｓ ａｐｐｅａｌｅｄ Ｈｕｎａｎ ｉｎ ｍｉｄｓｕｍｍｅｒ Ｘｕ Ｌｉｎ，Ｙａｏ Ｒｏｎｇ，Ｃｈｅｎ Ｄｏｕ （Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１ １８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ，ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃ ｄａｔａ ａｎｄ ｄｉｓａｓｔｅｒ，ｔｗｏ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｒａｉｎｓｔｏｒｍ ｐｒｏｃｅｓｓ （Ｊｕｌｙ ８－１４，２０１０ ａｎｄ Ｊｕｌｙ １ １－１９，２０１２） ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｏｒｒｅｎｔｉａｌ ｒａｉｎｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｃａｕｓｅ ｏｆ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｆｌｏｏｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ：（１）ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ，ｆｒｅｑｕｅｎｔ ｒａｉｎｓｔｏｒｍ，ｌａｒｇｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｒａｉｎｆｌｌａ ａｎｄ ｓｅｒｉｏｕｓ ｆｌｏｏｄｓ ｉｎ ｂｏｔｈ ｏｆ ｔｗｏ ｒａｉｎｓｔｏｒｍ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．（２）Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｖｏｒｔｅｘ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ，ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｈｉｇｈ ｇｏ ｓｏｕｔｈ．Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｗａｒｍ ａｉｒ ｉｎ Ｈｕｎａｎ ｅａｓｉｌｙ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｒａｉｎｓｔｏｒｍ．（３）Ｉｎ ｔｈｅ”１０．７”ｒａｉｎｓｔｏｒｍ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｒａｉｎ ｂｅｌｔ ｗａｓ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｓｔ－ｗｅｓｔ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ａｎｄ ｗａｎｌｌ ａｉｒ ｅｖｅｎｌｙ ｍａｔｃｈｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ”１２．７”ｒａｉｎｓｔｏｒｍ ｐｒｏｃｅｓｓ．ｔｈｅ ｒａｉｎ ｂｅｌｔ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｓｔａｂｌｅ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｌｄ ａｉｒ．Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｉｔ＇ｓ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｈａｚａｒｄｓ，ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｗａｓ ｌｉｇｈｔｅｒ ｔｈａｎ ｆｏｒｍｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｒａｉｎｓｔｏｒｍ；ｆｌｏｏｄ；ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ；ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ １ 引言 暴雨是湖南的主要灾害性天气，７月上中旬西 太洋副热带高压处于季节性北跳阶段，湖南多连晴 高温天气．然而当东北冷涡加强携带冷空气南压，造 成副高减弱东撤或南落时，易发生湖南盛夏暴雨过 １０％激增至６６．７％，４０年代以前，平均４．５年才发生 一次洪涝．而在１９４９年以后近５０年内。１．１６年就发 生一次。特别是９Ｏ年代以后，几乎年年发生［ ，山洪 灾害已成为湖南省发生最频繁的自然灾害之一。 近年来对于暴雨发生、发展和维持机制的研究 已较为深入广泛．并取得了一些有意义的成果＿２圳， 苏贵睦等［６］对２００９年７月１－６日广西致洪暴雨过 程。由于湖南省特殊的地理位置、地质条件和气候因 素，暴雨易形成山洪灾害，造成的人员伤亡大、财产 损失重。进入２０世纪，湖南洪涝灾害出现频率从 收稿日期：２０１３—１０—１１ 程进行分析。阐述了暴雨的触发机制；黄菊梅等 使 用天气学诊断方法．剖析了２０１０年７月８～１５日湖 基金项目：湖南省气象局重点科研￣（２０１２０３）《暴雨中尺度天气系统监测与分析技术研究》；中国气象局预报员专￣（２０１３年典型梅雨锋影响 大暴雨过程分析）（ＣＭＡＹＢＹ２０１４一Ｏ４４）；国家财政部／科技部公益类行业专项（ＧＹＨＹ２０１３０６０１６） 作者简介：许霖（１９８３一），女，工程师，硕士，主要从事决策气象服务和气象灾害研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｒａｉｌｉｎ＠１２６．ｃｏｒｎ ２８ 气象研究与应用 ３５卷 南西部和北部强降雨过程的降水特征、天气背景、对 流暴雨中尺度系统演变特征及其成因：陈惠等 通 过水文和气象资料，分折了福建省主要流域的暴雨 特征。但是上述文献都是从天气学原理和统计的角 度针对当地暴雨过程的分析，对于致洪暴雨特征对 比及造成灾害分析较少。本文选取２０１０年７月８— １４日和２０１２年７月１ｌ一１９日发生在湘中以北的两 次致洪暴雨过程，从暴雨特征及成因、洪水特征、地 图２ ２０１２年７月１１日０８时一１９目０８时全省暴雨 以上站数逐Ｅｌ演变图（单位：个） 质条件、环流背景及灾害差异成因等方面进行了对 比分析，旨在为暴雨山洪地质灾害防御提供有益经 验和决策依据。 （３）累计雨量大，降雨强度强。“１０．７”暴雨天气 过程中华容、安乡、岳阳、临湘、沅陵、桃源、常德、汉 寿、安化９县（市）７月８日０８时一１４日０８时累计 ２暴雨过程概况及特征 ２．１ 两次暴雨过程相似点 ２０１０年７月８—１４日和２０１２年７月ｌ１—１９日． 雨量创历史同期新高，其中岳阳临湘日降水量 ２０９．７ｍｍ刷新当地最大日降水历史记录：“１２．７”暴 雨天气过程中张家界、株洲、凤凰等２０县（市）累计 降水量超过２００ｍｍ，吉首、怀化、临澧、石门４县 湖南省发生了两次持续性、大范围暴雨天气过程．两 次暴雨过程都具有以下特点： （市）累计降水量超过３００ｒａｍ，怀化日降水量达 ２１１．５ｒａｍ。 （１）持续时间长。“１０．７”暴雨天气过程７月８日 从湘西北、湘东北开始，至１４日０８时，暴雨天气过 程基本结束，暴雨天气持续６天；“ｌ２．７”暴雨天气过 程从７月１１ Ｅｔ下午开始，持续到７月中旬末，历时 超过一周。 （２）暴雨频繁，区域集中。两次暴雨过程强降水 都主要集中在湘中及以北地区。２０１０年７月８日０８ 时－１４日０８时，共出现２９站次暴雨，９站次大暴 雨，１个站次特大暴雨；２０１２年７月】１日０８时一１９ 日０８时，共出现５６站次暴雨，２４站次大暴雨．１站 次特大暴雨（表１）。 据湖南省中小尺度天气监测站网资料统计。 ２０１０年７月８日０８时一１４日０８时，湘西北、湘北共 ２．２两次暴雨过程不同点 从表１中可以看出，“１２．７”暴雨过程影响范围 更广、强度更大，出现５０ｍｍ、ｌＯＯｍｍ和２００ｔｕｒｎ以上 降雨的气象台站分别是２０１０年暴雨过程的２．５、 ２．９、２倍，暴雨覆盖面积也比２０１０年多１１２．５％、 ８８．４％、１７．６％；而“１Ｏ．７”过程强降雨局地性更强．临 湘７月８日０８时～９日０８时日雨量达２０９．７ｒａｍ．刷 新当地日降水量最高纪录：吉首ｌ １日０８时～１２日 ０８时日雨量为Ｉ８５．３ｍｍ，位居７月最大降水量历史 第二高位，仅次于１９９６年７月１４日的２ｌ１．６ｒｎｍ 沅 陵７月１１日０８时～ｌ３日０８时累计雨量为２７３ｍｍ． 创历史新高。 表１ 强降雨影响台站、面积对比 有８６０站次出现暴雨或以上的强降水，其中暴雨６００ 站次，大暴雨２２６站次，特大暴雨３４站次（图１）；２０１２ 年７月１１日０８时一１９日０８时，湘中及以北共有 ２２５９站次出现暴雨或以上的强降水，其中暴雨１５９２ 站次，大暴雨６２８站次，特大暴雨３９站次（图２）。 ２．３洪水特征 湖南省水系众多，湘、资、沅、澧干流长度分别为 ８４４ｋｍ、７１３ｋｒｎ、１０２２ｋｍ、３８８ｋｍ，还有大小支流及分 支流５３４０条。因湖南地势东、南、西三面高，北面低。 水流沿着山谷汇入四水，从南向北流注入洞庭湖。湖 以上站数逐Ｅｔ演变图（单位：个） 南的河流属雨源河流，一遇暴雨，水位陡涨陡落。 ２期 许霖，姚蓉，李巧嫒等：湖南盛夏两次连续性致洪暴雨过程对比分析 ２９ ２０１０年和２０１２年７月的两次暴雨过程均造成四水 部分控制站水位超警（表２、３），主要具有以下几个 特征： 水位变幅接近９米；在沅水流域．“ｌ２．７”过程中桃源 站、常德站洪峰水位和洪峰流量均高于“１Ｏ．７”过程， 出现自２００７年以来最大洪水：沅水支流辰水陶伊站 １７日出现３０年一遇的洪水。在洞庭湖区，“１０．７”过 程黄盖湖湖区共２９个堤垸超警戒水位．堤长 １１３２．６４ｋｉｎ。７月１６ １３ ７时１０分黄盖湖超保证水位 ０．６５ｍ，超历史最高水位０．Ｏｌｍ。“１２．７”过程中受四水 （１）多流域超警戒水位。“ｌ０．７”过程降雨主要集 中在澧水、沅水和洞庭湖区，平均降雨量分别为 ２４４ｍｍ、１３３ｍｍ、１６８ｍｍ，澧水、沅水、洞庭湖区主要 控制站超警戒水位；“１２．７”过程中湘、资、沅、澧四水 和洞庭湖区均出现强降雨，平均降雨量分别为 １０８ｍｍ、１７０ｍｍ、１８ｌｍｍ、１８３ｒａｍ和１１４ｍｍ．湘水部 分支流、资水干流下游、沅水上游部分支流、中下游 来水和长江三峡水库泄洪影响．截至７月１８ １３洞庭 湖区水位全面上涨，各主要控制站水位均高于历年 同期均值。 （３）湘中以北多个县市达到洪涝标准。“１０．７”暴 雨过程共造成龙山、安乡、桃源、常德４县（市）达轻 度洪涝标准（１０天累计降水量为２００～２５０ｍｍ）；张家 全线和洞庭湖发生超警戒水位洪水；“ｌ２．７”过程中 澧水流域虽然暴雨频繁，但并未出现超警情况，这是 因为，至７月１０ １３，澧水来水仅６４亿立米，与历年 同期相比偏少２５．９％。再加上上旬湘西北各大中型 界、慈利、吉首３县（市）达中度洪涝标准（１０天累计 降水量为２５１—３００ｒａｍ）；桑植、永顺、沅陵、华容、临 湘、岳阳６县（市）达重度洪涝标准（１０天累计降水 量≥３０１ｍｍ）。“１２．７”暴雨过程共造成张家界、常德、 泸溪等６县（市）达到轻度洪涝标准，宁乡、凤凰、冷 水江等１０县（市）达到中度洪涝标准，吉首、怀化、临 澧、石门４县（市）达到重度洪涝标准。 水库通过满负荷发电消落了库水位，腾出了调蓄库 容。 （２）洪水量大、水位高、洪峰较陡。在澧水流域， “ｌ０．７”过程中石门站１１日超警戒水位１．１ｌ米。洪峰 水位是自２００３年以来最高洪水位．排在１９８０年设 站以来第八位。津市超警戒水位１．１Ｏ米，１０—１２日 表２“１０．７”暴雨过程超警戒水位部分控制站水情 高原东部不断有短波槽沿副高北界东移；９ １３西南 ３环流背景对比分析 ３．１“１０．７”暴雨过程 低空急流逐渐形成并加强，８５０ｈＰａ南风加大到１２－ １８ｍ・ｓ～．１０ １３ ７００ｈＰａ形成急流，１０—１１ １３，８５０ｈＰａ 急流达本次过程最强时段，为１８—２２ｍ・ｓ一，急流核位 ２０１０年７月８一ｌ４日，中高纬环流经向度较大， 东北冷涡维持时间较长。导致副高主体较常年同期 于湘中，中低层高原东部有低涡生成，并沿切变线东 移：地面静止锋在湘中以北摆动，冷暖气流在湖南交 偏南，副高北界位于湘中以南，湖南处于副高边缘， 气象研究与应用 ３５卷 汇．８５０ｈＰａ低涡切变及地面静止锋附近，不断有强 降水云团发展东移，导致湘中以北出现了大范围持 西南气流明显加强，为暴雨发生提供了充沛的水汽 条件。 两次过程不同点在于“１０．７”暴雨过程副高比 “１２．７”暴雨过程更强，阻挡了地面冷空气在湘中以 续性暴雨过程。１５日副高与华北高压合并，中低层 低涡东移，地面冷空气减弱变性，降水过程结束。 ３．２“ｌ２．７”暴雨过程 北静止、摆动。同时５００ｈＰａ高空低槽经向度较小；而 “１２．７”暴雨过程冷空气势力更强，自北向南影响湖 南。此外，５００ｈＰａ高空低槽经向度较大，低涡形成和 东移更为频繁。 导致“１０．７”暴雨过程过程在湘中以北持续时间 长，而“ｌ２．７”暴雨过程影响范围更广，强雨带移动特 点更明显。 ２０１２年７月１３—１８日．巴尔喀什湖北部和内蒙 古东北部的低压槽东移加深，并携带冷空气影响江 南。副热带高压ｌ３开始减弱东撤南落，湖南处于副 高边缘：中低空西南急流位于江南，１３—１４日， ８５０ｈＰａ急流加强到１６ｍ．ｓ～。重庆附近有低涡形成， ７０ｏ、８５０ｈＰａ切变线在湘中以北重叠，导致强雨带在 湘北形成后移至湘中。１５日切变线南压南推至湘中 偏南一带。强降水有所南压，１６—１８日７００、８５０ｈＰａ 切变线北抬至湘中偏北地区且稳定少动，且伴有低 涡沿切变线东移，强降水中心位于湘中及偏北地区； ４灾情及其特点对比分析 ４．１灾情 两次暴雨过程都给湖南造成了比较严重的灾情 （表４）。“１０．７”暴雨天气过程共造成全省７个市（州） ４２个县（市、区）５３９个乡镇５０６．８万人受灾，紧急转 暴雨过程期间，地面冷空气势力较强，自北向南影响 湖南。１９日中低层切变减弱消失，中低层低涡已移 出湖南。地面冷空气东移人海，降水逐渐减弱，暴雨 过程结束。 ３．３两次过程环流背景异同 两次暴雨过程均发生在盛夏湖南处于副高控制 少雨季节，由于高层大气环流调整，东北冷涡加强， 移人口２８．９万人，因灾死亡１７人，其中１４人因山 体滑坡造成房屋倒塌致死。直接经济损失６ｏ。２亿 元。按照气象灾害评估分级处置标准，评估为特大 型气象灾害。 “１２．７”暴雨天气过程共造成１１个市（州）６５个县 随着东北冷涡向南深入．引起副高撤退，冷暖气流在 湖南交汇，导致大范围持续暴雨过程；此外，中低层 （市、区）７１２个乡镇２２９．９万人受灾，转移人ＶＩ ４．２万 人，倒塌房屋３９２１间。直接经济总损失１６．７６亿元。 表４两次暴雨过程灾情比较 ４．２两次致洪暴雨灾害成因 ７９１．８ｍｍ，比历年同期偏多２７．１％，土壤含水量大。 ２０１２年１月１日０８时一７月１１日０８时和４ 两次灾害都具有灾害范围广、流域性洪水和城 镇内渍严重等特点。从表１和表２可以看出．“１２．７” 暴雨过程虽然降水范围更大、过程降水更强，但灾情 却没有“ｌ０．７”暴雨过程严重，原因有以下几点： 月１日０８时～７月１１日０８时，全省累计平均降雨 分别为９３７．６ｒａｍ、６３６．７ｍｍ，与历年同期基本持平。 特别是２０１２年７月上旬全省平均降水量仅１．０ｍｍ。 较历史同期偏少９８．０％，全省土壤墒情平均含水率 减少至１７％，湘中及其以南局部地区土壤含水量在 ６０毫米以下。全省干旱迅速发展，有４３县（市）出现 （１）前期气候背景特点。前期降雨量对山洪地质 灾害的发生与否影响很大．前期降雨较多会造成土 体预先饱和，更容易致灾。“ｌ０．７”暴雨过程开始前降 雨明显偏多，１月１日０８时一７月８日０８时．全省 气象干旱，其中怀化、娄底、湘潭等１８县（市）达中度 等级，祁阳、武冈、新邵等５县（市）达重度等级（图 ３） 累计平均降雨１０１１．２ｍｍ，比历年同期偏多１３．６％。 尤其进入汛期后，先后出现ｌ７次暴雨天气过程，４ 月１日０８时一７月８日０８时，全省累计平均降雨 １０２ 气象研究与应用 ３５卷 ［４］杨少杰，等．雷电损害风险评估的方法与实践［Ｊ］．中国 电子商情，２００３。３８５：８－１７． ［５］阳宏声，林为东，杨召绪，等．浅谈雷灾调查鉴定方法 ［９］朱明，潘杰丽，李会玲．一次雷击事故成因分析及其预 防措施［Ｊ］．气象研究与应用，２００７，３２（４）：６７—６８． ［１０］韩建海，常晓丽．山区风力发电机组防雷技术探讨．气 象研究与应用，２０１３，３４（３）：８６—８７． ［Ｊ］．气象研究与应用，２０１２，３３（２）：ｌ１８—１２１． ［６］黄欣怡李良陈妙君，等罔『趣沟ＣＤＭＡ基站雷灾调查分 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暴雨洪水特性分析［Ｊ］．灾害学，２００９，２４（１）：８６— ９１． 汇，导致大范围连续暴雨过程。但“ｌ０．７”暴雨过程中 副高更强盛，低涡形成和东移更为频繁，导致“１０．７” 暴雨过程因此在湘中以北持续时间长．而“１２．７”暴 ［５］韩珏靖，陈飞，沈建．江苏盛夏两次局地特大暴雨过程 对比分析［Ｊ］．气象科学，２０１１，３１（Ｓ）：１１０一ｌ１９． ［６］苏贵睦，陈向东，陆洪波，等．２００９年７月初广西致洪 暴雨过程综合分析［Ｊ］．气象研究与应用，２０１０，３１ （１）：３５—３８． 雨过程冷空气势力更强，造成影响范围更广。 （３）“１２．７”暴雨过程虽然过程降水更强、降水持 续时间更长、受灾范围更大，但灾情却没有“１０．７”暴 雨过程严重，与多种因素有关。“１０．７”暴雨过程开始 ［７］黄菊梅，覃鸿，袁泉，等．２０１０年夏季湖南一次持续性 暴雨过程分析［Ｊ］．成都信息］＿程学院学报，２０１】，２６ （４）ｌ １６７１－１７４２． 前降雨明显偏多，造成土体预先饱和，更容易致灾； “１０．７”暴雨过程强降雨一直集中在湘中以北，强降 雨的局地性、突发性强，并且此次受灾最为严重的湘 ［８］陈惠，陈家金，李文，等．福建省主要流域的暴雨洪涝 特征［Ｊ］．自然灾害学报，２００６，１５（６）：２７６—２８０． 西自治州地区属于地质灾害多发区．从而容易导致 滑坡、崩塌和泥石流的发生；另外，准确及时的预报 ［９］方琼，段中满．湖南省地形地貌与地质灾害分布关系分 析［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，２３（２）：８３—８８． ［１Ｏ］李中平，毕宏伟，张明波．我国山洪灾害高易发降雨区 预警信息，使得“１２．７”过程中水库及时腾库迎洪，人 员也得到及时的转移安置．但由于“１０．７”过程中大 暴雨出现在夜间。突发山洪地质灾害．导致人员伤 亡 分布研究［Ｊ］．人民长江．２００８，３９（１７）：６１—６３．