一次暴雨天气过程分析及其对林业生产的影响

2016-12-18赵柠

防护林科技 2016年3期

关键词：强降水水汽黑龙江

赵柠

(黑龙江省气象台，黑龙江哈尔滨 150001)

一次暴雨天气过程分析及其对林业生产的影响

赵柠

(黑龙江省气象台，黑龙江哈尔滨 150001)

摘要2013年8月12-14日，黑龙江省自西向东出现暴雨天气过程，此次强降水持续时间长，影响范围广，降水强度大，林业等受灾严重。高空低涡、高低空急流以及地面低压是此次强降水天气的主要影响系统，而且水汽、动力等物理量条件均有很好的配合，东海、南海为暴雨天气发生区域输送了大量充足的水汽，地面暖锋持续稳定使得降水长时间维持。灾害发生后，黑龙江省各级林业主管部门迅速采取多种有效措施，开展抗灾救灾工作，平稳有序开展灾民救助和恢复生产。

关键词暴雨；暖锋；高低空急流；地面低压；林业；影响；抗灾救灾

暴雨是一种极端天气事件，也是北方夏季主要灾害性天气之一。区域性暴雨常在短时间内导致江河汛情加重，造成区域内流域及其下游流域洪水暴发，连续性暴雨不仅造成城市内涝、交通堵塞、农田被淹、林木被毁等，还会产生滑坡、泥石流等严重的地质灾害等衍生灾害，给国民经济和人民生命财产带来巨大损失。因此加强暴雨天气的研究和预报一直是政府、气象部门以及各相关部门高度重视和防范的工作。黑龙江省位于我国最东北部，属寒温带-温带湿润半湿润季风气候，暴雨是当地夏季常见的气象灾害之一，暴雨主要集中在7—8月，占全年暴雨日数的65%，暴雨灾害造成的损失较大。多年来，气象学家们从不同方面对黑龙江暴雨进行了研究探讨，对黑龙江暴雨特点及天气分类进行了综述，指出黑龙江暴雨具有明显的时空分布特征，其中大地形的背风坡对暴雨分布有重要影响，东北冷涡和东北低压是产生暴雨的最主要高、低空天气系统；利用NCEP再分析资料等讨论分析了黑龙江西部暴雨天气成因；结合天气图和雷达图对黑龙江省短时暴雨进行分类，并总结出不同天气形势下短时暴雨的雷达回波特征。

黑龙江境内多山地、丘陵，占全省总面积的60%以上，其中西北部为东北-西南走向的大兴安岭山地，北部为西北-东南走向的小兴安岭山地，东南部为东北-西南走向的张广才岭、老爷岭和完达山脉，因此境内林业资源丰富，林业经营面积占全省总面积的2/3，森林面积、森林总蓄积和木材产量均居全国前列，树种多，多利用价值高树种，是全国最大的林业省份之一，也是国家最重要的国有林区和最大的木材生产基地，林业生态地位十分重要。暴雨、特大暴雨引发的山洪暴发、河流泛滥，不仅危害农作物，还对果树、林木造成很大影响，积水成涝致使土壤孔隙充水饱和，林木根系缺氧，根系生理活动受阻，加强嫌气过程，产生有毒物质，林木极易发生大面积病虫害，甚至长时间缺氧窒息死亡，因此加强汛期暴雨研究预报对于黑龙江林业防汛减灾至关重要。本文对2013年8月中旬黑龙江一次暴雨天气过程发生时的天气形势、物理条件等进行分析，并进一步分析暴雨对林业造成的影响及防灾措施，以便为今后暴雨预报和林业防灾提供参考。

1降水实况过程

2013年8月12-14日，黑龙江省自西向东出现强降水过程，此次雨量最大时段主要集中在12—13日白天，其中中西部地区出现中到大雨，局部大到暴雨。11—12日期间，齐齐哈尔市多个地区遭受大风、暴雨袭击，降雨过程最长持续27 h，其中11日23：00，齐齐哈尔碾子山区降雨过程持续11 h，累计降雨量达68 mm；12日8：00，同江市遭受大雨袭击，6 h降雨量35.5 mm，挠力河河水倒灌，发生洪涝灾害；12日13：10，农垦九三管理局大西江农场遭受大暴雨、大风袭击，降雨过程持续1 h40 min，累计降雨量达107.5 mm，瞬时最大风力达到10级；12日17：22，绥化市青冈县遭受暴雨，降雨过程持续5 h，累计降雨量40 mm；12日18：00至13日清晨，朗乡局址周边及部分林场所普降大雨，局部地区出现暴雨，降雨高值区英山林场171 mm，南沟经营所166 mm，朗乡局址160 mm，胜利所131 mm，小白林场93.4 mm，乡南所160 mm，暴雨导致半圆河、朗乡河水位猛涨，局址内及部分林场所出现了严重的灾害。据14日黑龙江防汛抗旱指挥部、黑龙江省水利厅统计，受持续降雨影响，尼尔基水库、丰满水库、俄罗斯结雅水库、布列亚水库泄洪，黑龙江省32条河流发生超警戒水位洪水，嫩江、松花江、黑龙江等8条河流发生超历史纪录大洪水，洪涝灾害造成全省230万人口受灾，181.4万hm2农作物受灾，32.0万hm2农田绝收。

2天气形势分析

2.1高空形势

12日20：00，500 hPa上，欧亚大陆中高纬地区呈两槽一脊型，其中一高压脊稳定维持在贝加尔湖西部，巴尔喀什湖北部西西伯利亚地区、贝加尔湖附近各有一个低压中心，在高压脊的控制影响下，不断有小股冷空气南下影响我国东北地区。13日8：00，贝加尔湖附近低涡开始加深，同时500 hPa槽线处于黑龙江省西部地区，经度有所增大，850 hPa冷槽为东北-西南走向，配合500 hPa、700 hPa并存在明显的风场气旋性切变，而且与降水大值区相吻合。整个强降水过程中，有低涡不断加深并东移北抬影响黑龙江省，并于13日时低涡发展最为强盛，受其影响，不断有小槽生成并波动东移，在14日时，随着系统的逐渐减弱并移出黑龙江省，此次降水过程告一段落。与此同时，降水过程中，西太平洋副热带高压持续稳定在我国东南沿海附近，副热带高压西部偏南气流源源不断的将东海、南海水汽输送至我国北方地区，与河套北部低涡中心的西北气流形成一较深的小槽影响我国北方地区，850 hPa上，低空急流携带大量水汽北上，我国北方地区大气层结极不稳定，上空水汽充足，有利于暴雨、大暴雨天气的发生。

2.2地面形势

12日02时，地面低压控制贝加尔湖东南部地区至我国东北地区，大兴安岭到内蒙古中部地区存在一冷锋带，有一暖锋位于吉林省和黑龙江省交汇处，并配合高空低涡系统；12日20：00，地面低压不断加强，低压中心移至大兴安岭西部地区的蒙古国，继续稳定维持并有所加强，暖锋移至黑龙江省南部地区，受影响，暖锋所在位置周围均出现强降水天气。之后，地面低压中心不断延伸至北方，在移动过程中，不断有来自日本海域的水汽补充，黑龙江省上空低层水汽充沛，大部分地区降水开始，而且暖锋两侧气压梯度不断加大，暖锋强度增强，降水强度也随之增大，配合高空形势，黑龙江大部分地区出现强降水，一些站点达到了暴雨量级。

3物理量分析

3.1水汽条件

分析水汽通量散度，12日20：00，850 hPa上，黑龙江省中南部上空处于负散度范围内，负散度中心位于黑龙江省南部一带，位于925 hPa上负值中心强度加强，形成水汽辐合，促进了暴雨的发生发展。13日20：00，西部地区850 hPa以上为正的散度区，低层水汽辐散，东部则为负的散度区，降水强度减弱。此次降水过程中，12日20：00至13日8：00为水汽通量散度场低层强辐合时段，水汽辐合为降水提供了充沛的水汽，再加上水汽凝结释放大量潜热，促使上升运动加强，为暴雨天气的发生发展创造了条件。

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暴雨的产生需要本地上空具有充足的水汽和源源不断的水汽输送。分析水汽通量场可看出，此次强降水过程水汽来源主要是由东海、黄海、日本海一带输送至我国东北地区。12日20：00，可明显地看到，从东海、黄海经日本海区域到吉林省再到黑龙江南部地区，该水汽通道水汽输送在13日达到最强。水汽通量场中心出现在黑龙江伊春市一带，对应降水大值区，该地区为黑龙江省暴雨高发区。14日8：00，水汽通量场大值区强度减弱并向北抬升，降水逐渐减弱并结束，于20：00左右，系统入海。

分析500～850 hPa散度场可知，12日20：00，850 hPa处为最强辐合场，呈辐合上升状态，黑龙江南部边缘区域为辐合中心，而700 hPa以下黑龙江整个中部区域均呈负的散度场。500 hPa以上高层黑龙江中西部地区呈正的散度场，处于辐散下沉状态，辐散中心位于黑龙江与吉林交界地带及黑河地区。这种低层辐合、高层辐散的高低层配置，有利于大气抽吸作用，而且辐合辐散基本垂直分布，上升运动趋势更强，地面强降水开始。13日8：00，辐散场向北部地区延伸，黑龙江上空全部被辐散场覆盖，与此同时，辐合场也出现北抬，700 hPa上，黑龙江省东部为辐合区，而西部则为辐散区；到了20：00，700 hPa以上呈正的辐散场，而850 hPa一半为辐散区，一半是辐合区，全省性降水范围逐渐减小，降水区域移至东部地区。14日8：00，850 hPa以下上升运动明显，白天降水强度趋于减弱并逐渐停止，晚上，受到另一股冷空气补充影响，又开始出现降水。可见，此次过程中，由于低层辐合运动较强，且上升运动明显，高层辐散运动相对较弱，加大了水汽输送强度，因此出现了全省范围内的强降水。

3.2动力条件

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出：高等教育要适应国家和区域经济社会发展需要，重点扩大应用型，复合型，技能型人才培养规模。为适应经济社会和学科专业发展需要，教育部2012年将本科层次的旅游管理升级为一级学科，旅游管理类本科包括旅游管理，酒店管理，会展经济与管理三个专业[1]。2016年，“十三五”全国旅游业发展规划被纳入国家“十三五”重点专项规划。“一带一路”国家战略的提出，给国内外酒店行业带来了巨大的发展机遇，一些地区和国家对酒店管理专业人才更是提出了更高的要求。

由此次降水过程的垂直运动场和涡度场分析看出，此次黑龙江省降水过程中全省性降水主要集中在12日夜至13日白天，其余时间为局部区域性降水。

4对林业的影响及抗灾救灾措施

由于连日降雨引发洪水，很多林场道路、桥涵被冲毁，电力、饮水中断，苗木、贮木场被淹，木耳种植基地受淹，大量木耳段被水冲走，损失极为严重。黑龙江直属尚志、庆安国有林场管理局被洪水冲走木耳段近1亿段，苗圃、贮木场进水被淹，部分木材被洪水冲走，由于排水不畅，大量待售木材浸泡在水中；一些林场职工的工资田受灾，部分绝产，居住在地势低洼的林场职工家中进水，房屋损坏。由于黑龙江省地方林业系统基础设施薄弱，再加上2012年冬至2013年春雪灾时遭受损坏的一部分林业设施尚未恢复，因此致使林业在此次暴雨中损失十分严重。而且，暴雨灾害多发年份，极易发生林业生物灾害，暴雨过后，黑龙江局部地区的虫害暴发成灾。

基于IC卡刷卡时间识别公交刷卡乘客上车站点(模型2)存在以下问题：部分站点没有乘客刷卡上车；乘客早晚高峰时段出行，车厢内人数较多，部分乘客为寻求方便会选择从后门上车，这种情况的刷卡数据一般是距离站点一段距离. 此类问题会导致站点无法识别或识别错误. 模型2相较于模型1存在明显的缺陷.

灾情发生后，黑龙江省各级林业主管部门迅速采取多种有效措施，开展抗灾救灾工作，广大林业干部深入一线，平稳有序地开展灾民救助和恢复生产，多方自筹资金1 200多万元，最大限度地降低灾害损失。受地方财政和林业经济困难影响，受灾后，黑龙江林业部门向国家林业局申请了灾害补助资金等，充分利用国家林业局调拨的资金来补助受灾市、县林区灾后重建工作，以尽快恢复林业生产。

5小结

5.12013年8月12-14日，黑龙江省自西向东出现强降水过程，此次雨量最大时段主要集中在12日至13日白天，其中中西部地区出现中到大雨，局部大到暴雨。高空低涡、高低空急流以及地面低压是此次强降水天气的主要影响系统。

5.2此次降水过程中，黑龙江省上空在暖锋过境时，暖锋附近地区均出现了较大降水，地面低压中心移动缓慢，暖锋持续维持，导致暴雨持续时间长、降水强度大。

5.3从东海、黄海经日本海区域到吉林省再到黑龙江南部地区是此次强降水过程的主要水汽输送通道，水汽输送在13日达到最强；水汽通量场中心对应降水大值区，也是黑龙江省暴雨高发区。

5.4低层辐合、高层辐散的高低层配置，有利于大气抽吸作用，而且辐合辐散基本垂直分布，上升运动趋势更强，加大了水汽输送强度，因此出现了全省范围内的强降水。

5.5连日降雨引发洪水，林业职工及行业损失极为严重；而且进入汛期后降水不断，高湿环境加大了林业病虫害的发生。黑龙江省各级林业主管部门迅速采取多种有效措施，开展抗灾救灾工作，平稳有序地开展灾民救助和恢复生产。

参考文献：

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[2] 景学义，方丽娟，郭家林，等. 黑龙江省暴雨的特征及天气学分类[J]. 自然灾害学报，2005,14(1)：53-58

[3] 孔繁艳，马国忠，殷世平. 2011年7月31日黑龙江省暴雨天气诊断分析[J]. 气象与环境学报，2012,28(5)：58-64

[4] 邵美荣，石慕真，杨娃娃，等. 黑龙江省短时暴雨天气分型及雷达回波特征[J]. 黑龙江气象，2009(4)：5-6，13

[5] 丁国超，张艳玲，余卫东，等. 商丘暴雨日数及分布特征研究[J]. 气象与环境科学，2007,30(S)：52-55