2020, Vol. 39 
2. 贵州省气象局, 贵阳 550002
2. Guizhou Meteorological Bureau, Guiyang 550002
我国西部地区地质和地形条件复杂，是地质灾害多发地区。四川省西南和东南、陕西省南部和西南、甘肃省南部、贵州省西部和东北、广西省西部及云南省部分地区属于地质灾害极高危险性和高危险性等级区域，地质和地形地貌条件易发生崩塌滑坡灾害，是人口伤亡高风险区(孙贵尚，2004)。近10 a来，我国西部地区多次出现特大滑坡事件：2010年6月28日贵州省关岭县岗乌镇特大山体滑坡造成近百人死亡(杜小玲，2013)；2010年8月7日夜间甘肃省甘南州舟曲县因强降水引发了罕见的特大泥石流灾害，造成1 456人死亡、309人失踪(赵玉春，2010；钤伟妙，2011)；2013年1月11日云南省镇雄县在持续小雨和采矿条件下发生滑坡，造成46人遇难(殷跃平，2013)；2013年7月10日四川省都江堰市中兴镇三溪村五里坡因持续大暴雨引发高位滑坡，滑坡发生前48 h的544 mm累计降雨是滑坡发生的直接原因(温铭生，2015；杜国梁，2016)；2017年6月24日四川省阿坝州茂县叠溪镇新磨村新村组富贵山强震后山体突发高位特大滑坡造成10人遇难、73人失联(何思明，2017)，2018年7月19日四川省盐源县玻璃村突发特大土质滑坡(伍康林，2018)，等等。
上述事件中与强降水有关的有贵州关岭岗乌特大滑坡、甘肃舟曲特大泥石流、都江堰五里坡特大滑坡等。针对这些重大灾害性滑坡事件，部分学者从气象的角度开展了滑坡的气象条件成因分析。如赵玉春(2010)指出舟曲特大泥石流暴雨是由移动性长生命史约14 h的中尺度对流系统活动造成，对流云团形成后，在高空西北气流的引导下向东南方向移动，于8月7日夜间到达舟曲地区造成该地区强降雨，引发特大泥石流灾害；杜小玲(2013)认为强降水是关岭岗乌特大滑坡的诱因，并利用新型辐散方程诊断了岗乌大暴雨激发和维持的原因，指出大气运动非平衡强迫使贵州西部地区辐合增长，激发了该区域暴雨天气的发生；杜国梁(2016)认为都江堰五里坡强降水诱发滑坡复活，造成滑坡体前缘临空崩落加速。
2019年7月23日21时20分(北京时，下同)贵州省六盘水市水城县鸡场镇坪地村岔沟组(约为104.67°E、26.27°N)发生特大山体滑坡(简称“7.23”水城特大滑坡)，造成重大人员伤亡。与关岭岗乌特大滑坡、舟曲特大泥石流、都江堰五里坡特大滑坡不同的是，滑坡当天当地并未出现降水，降水出现在滑坡前一夜，且降水强度远不及这几次。降水因素是不是水城特大滑坡的主要原因呢？因此，本文在不考虑地形地貌、岩体结构和人类工程的情况下，从天气的角度对有关的气象因素开展分析。
1 资料与方法本文使用的资料包括：(1) MICAPS (气象信息综合分析系统)高空及地面常规观测资料，用于天气图和部分物理量参数分析；(2) CIMISS (全国综合气象信息共享平台)资料，用于读取区域站1 h填图数据信息；(3) NCEP/NCAR FNL格点再分析资料，用于物理量的诊断和计算，该资料空间分辨率为1°×1°，时间分辨率为6 h；(4) FY-2G相当黑体亮温TBB资料，用于分析对流云团的演变，该资料空间分辨率为0.1°×0.1°，时间分辨率为1 h。另外需要说明的是，由于所获得的水城C波段雷达资料未能得到有用图形，贵阳C波段雷达资料缺资料，故文中不对回波结构特征进行分析。
2 灾情及降水概况“7.23”水城特大滑坡坡面呈长条形，滑体启动后沿坡面2条原有冲沟铲刮，受凸起地形阻挡，部分堆积于坡体中上部，其余转为高速碎屑流下滑冲击坡面居民点，200多万方泥石从500多米高的山上急冲而下，瞬间依山而建的21栋房屋被埋，42人遇难、9人失联，山体滑坡造成重大人员伤亡。鸡场镇位于水城县南部，地处云贵两省交界处，境内最高海拔2 680 m，最低海拔900 m，平均海拔1 650 m左右。根据《六盘水市土地利用总体规划(2006—2020年)》，滑坡点所处的鸡场镇一带被规划为农村居民点用地和采矿用地，并位于水城县志鸿煤矿区域内。志鸿煤矿从2005年前开始开采，采矿权有效期至2019年12月28日，表明滑坡当日志鸿煤矿仍处于采矿有效期。
从全省24 h降水量来看，无论是22日20时—23日20时还是22日08时—23日08时，贵州西部均仅有1个国家站出现大暴雨、1个国家站出现暴雨(图 1a)。从分时段统计来看，23日08时00分—21时20分，全省出现分散性中到大雨(图略)，但滑坡点附近无降水；22日20时—23日08时，贵州西部出现分散性暴雨(图略)，表明22—23日的降水主要出现在22日夜间。而按照地方标准来看，22日夜间的降水未达到区域性暴雨标准(张东海，2017)。
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图 1 2019年7月22日20时—23日20时降水分布(a)、灾害点附近区域站(鸡场镇、坪地村) 7月22—23日逐时降水量(b)及过去一周鸡场镇、坪地村逐日20时—20时降水量(c) (单位: mm) Fig. 1 (a) Precipitation distribution from 20:00 BT 22 to 20:00 BT 23 on July 2019, (b) hourly precipitation near the disaster site (Jichang town and Pingdi Village) from 22 to 23 July 2019, and (c) daily precipitation from 20:00 BT to 20:00 BT of Jichang town and Pingdi village in the previous week (unit: mm). |
从滑坡点的降水情况来看，滑坡点是鸡场镇坪地村岔沟组，当地无气象自动站观测，距离受灾点最近的两个自动站观测点分别是鸡场镇(距离受灾点直线距离约为960 m和坪地村(距离受灾点直线距离为2.7 km)。按20—20时统计，鸡场镇和坪地村24 h降水量分别为48.8 mm和98 mm；按08—08时统计，两地24 h降水量分别为48.9 mm和102.4 mm，表明当地出现了大雨至暴雨的降水。从逐时雨量来看(图 1b)，鸡场镇最大小时雨量出现在22日20—21时(19.5 mm·h-1)，其次是21—22时降水量，为13 mm·h-1。坪地村最大小时雨量出现在22日21—22时(56.9 mm·h-1)，其次是20—21时降水量，为17.4 mm·h-1。22日23时后两地降水量明显减弱，小时降水量均不足5 mm。23日凌晨05时起，两地降水均停止，直到晚上21时20分发生特大滑坡均未出现降水。由降水分析可见，降水停止16 h后才出现滑坡，滑坡具有滞后效应。由于距离滑坡点最近的鸡场镇最大雨强不足20 mm·h-1，其主要降水时段出现在22日20时—23时。为进一步了解降水对滑坡造成的可能影响，还统计了两地过去一周的逐日降水(图 1c)和累计降水。统计显示，过去一周当地出现了三场降水，分别出现在18日夜间、19日夜间至20日白天以及22日夜间。鸡场镇的三场降水分别为42.2 mm、46.3 mm及48.8 mm，均为大雨级别。坪地村的三场降水分别为49 mm、37.1 mm及98 mm，是两场大雨和一场暴雨。值得注意的是，在22日夜间出现暴雨之前至少有48 h当地仅出现0.1~4.9 mm的弱降水。
上述分析显示：“7.23”水城特大滑坡出现在当地降水停止后16 h，具有滞后效应；主要降水时段出现在22日20—23时，距离滑坡点960 m处最大雨强为19.5 mm·h-1 (20—21时)，距离滑坡点2.7 km处最大雨强为56.9 mm·h-1 (21—22时)，距离滑坡时间24 h左右；22日夜间降水局地性强，且前48 h当地降水较弱；滑坡前一周当地有三场以大雨为主的较强降水。那么降水是不是水城特大滑坡的主要原因呢？
3 降水对土壤渗透的可能影响由于自18日夜间开始当地出现了三场较强降水，为了解降水对土壤渗透可能造成的影响，分析了滑坡点附近18日20时—24日08时期间不同深度土壤体积含水量变化(图 2)。分析显示，18日以来表层(0~9.9 cm、10~39.9 cm、40~99.9 cm)的土壤体积含水量有两段增长期或高位期，第一段是19日02时—20日08时，第二段是22日20时—23日20时。22日20时0~9.9 cm土壤含水量的增幅最快，23日20时0~9.9 cm及10~39.9 cm土壤含水量达到最大，处于峰值。而在20日14时— 22日14时期间三个深度的含水量均处于下降趋势，且以0~9.9 cm的下降最快。表明0~99.9 cm土壤表层含水量变化对有无降水的反应迅速，而深层(100~200 cm)土壤体积含水量变化在这5 d当中的变化保持相对稳定的状态，未见明显的增长或下降。这可能表明，过去一周的三场降水对土壤体积含水量的影响主要反映在表层(100 cm以上)对降水的迅速反应，即较强降水导致土壤表层含水量迅速增加，微量降水或无降水时含水量下降；而较强降水对深层(100 cm以下)的渗透影响是很微弱的。由此可见，过去的三场强降水并未使土壤体积含水量持续处于高位，它受天气晴雨变化的影响较大。
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图 2 2019年7月22日20时500 hPa风场(箭头, 单位: m·s-1)和位势高度场(等值线, 单位: dagpm) (a), 700 hPa风场(箭头, 单位: m·s-1) (b), 850 hPa风场(箭头, 单位: m·s-1) (c), 10 m风场(箭头, 单位: m·s-1)和海平面气压场(等值线, 单位: hPa) (d) Fig. 2 (a) 500 hPa wind field (vector, unit: m·s-1) and geopotential height field (line, unit: dagpm), (b) 700 hPa wind field (vector, unit: m·s-1), (c) 850 hPa wind field (vector, unit: m·s-1), and (d) 10 m wind field (vector, unit: m·s-1) and sea level pressure field (line, unit: hPa) at 20:00 BT 22 July 2019. |
考虑到7月22日夜间的降水最强，因此下面的分析重点围绕22日夜间的资料展开。7月22日当天西太平副热带高压(以下简称副高)强大且偏北，588 dagpm线西伸点到达110°E，脊线位于30°N附近，四川盆地至滇东有低槽影响贵州西部，贵州处于西低东高的背景下(图 3a)。700 hPa上贵州受弱的环境风影响，在川南-滇北及贵州西部有低涡(308 dagpm)，受灾点处于低涡切变线东侧(图 3b)；850 hPa上从广西至贵州维持一支6~10 m·s-1的偏南气流，20时川南切变线进入贵州西北部(图 3c)。地面上22日下午14时中心强度为998 hPa的热低压控制了贵州-重庆等地，热低压中心位于重庆，贵州处于热低压中心南侧偏南气流影响中，与此同时，受高空槽影响四川盆地是一片降水区。17—20时盆地的降水区仍维持，由降水潜热释放造成的气温下降气压升高，使得盆地形成了1 002 hPa的弱高压。以四川宜宾和贵州水城为例，两地气压差为2.3 hPa，表明冷空气势力极弱(图 3d)。在弱的高压前侧和热低压之间形成弱的锋面，并影响贵州西北部，该弱的锋面系统到23日仍在贵州西北部维持。由此可见，在副高西侧西低东高的背景下，高空槽、中低层由四川方向南压的切变线及地面从川东南进入贵州西北部边缘的弱冷空气共同造成了贵州西部的局地性暴雨天气。
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图 3 2019年7月22日20时500 hPa风场(箭头,单位: m·s-1)和位势高度场(等值线,单位: dagpm) (a), 700 hPa风场(箭头,单位: m·s-1) (b), 850 hPa风场(箭头,单位: m·s-1) (c), 10 m风场(箭头,单位: m·s-1)和海平面气压场(等值线,单位: hPa) (d) Fig. 3 (a) 500 hPa wind field (vector, unit: m·s-1) and geopotential height field (line, unit: dagpm), (b) 700 hPa wind field (vector, unit: m·s-1), (c) 850 hPa wind field (vector, unit: m·s-1), and (d) 10 m wind field (vector, unit: m·s-1) and sea level pressure field (line, unit: hPa) at 20∶00 BT 22 July 2019. |
首先分析了22日20时水城县北侧探空站威宁站(站号56691，104.28°E、26.87°N，2 238 m)的水汽条件(表 1)。从比湿来看，22日20时威宁附近水汽集中在400 hPa以下，400 hPa至700 hPa比湿分别高达到3 g·kg-1、6 g·kg-1和13 g·kg-1；从温度露点差来看，湿层深厚，温度露点差小于等于4℃的湿区伸展高度超过300 hPa；从露点来看，威宁和水城两地700 hPa至地面的露点高，水汽充沛。其次从经过滑坡点附近沿着26°N的相对湿度的高度-经度剖面可见(图 4a)，贵州西部和云南中东部的相对湿度大值区向上伸展到了对流层顶。另外考虑到贵州西部海拔较高，故分析了700 hPa的水汽通量散度，结果显示贵州西部处于一定的水汽辐合区中(图 4b)。分析表明，贵州西部水汽充沛，满足暴雨发生的水汽条件。
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表 1 2019年7月22日20时威宁站高空、地面水汽以及水城地面水汽条件 Table 1 Water vapor at surface and upper air at Weining station and water vapor at surface at Shuicheng at 20:00 BT 22 July 2019. |
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图 4 2019年7月22日20时沿26°N滑坡点附近的相对湿度高度-经度剖面(a, 单位: %), 700 hPa水汽通量散度分布(b, 单位: 10-8g·(cm2· hPa·s)-1, 三角形表示滑坡点) Fig. 4 (a) The height-longitude cross section of relative humidity (unit: %) along 26°N near the landslide, (b) 700 hPa water vapor flux divergence (unit: 10-8g·(cm2· hPa·s)-1) at 700 hPa at 20:00 BT July 22 2019 (Triangle indicate landslide location). |
对22日20时威宁站的探空(图 5)分析可见，强降水发生前对流有效位能(CAPE)较高达970 J·kg-1，抬升指数(LI)为-2.73 ℃，对流稳定度指数(IC)为-8.1 ℃，表征大气处于对流不稳定状态。由于威宁站的海拔较高(地面位势高度为773 hPa)，抬升凝结高度(PLCL)为770 hPa左右，和地面位势高度几乎一致，表明空气无需干绝热抬升，地面即为饱和湿空气。对流凝结高度(PCCL)接近自由对流高度(PLFC)740 hPa左右，距离抬升凝结高度仅30 hPa左右，表明湿空气经湿绝热上升后，仅需短暂的距离即可到达自由对流高度，从而获得加速度。同时对流抑制能量为零，表明水汽凝结和触发抬升的条件向有利于降水的方向改善，无需较大的动力强迫抬升条件(孙继松，2012)。从垂直风切变来看，500 hPa以下是较弱的东北风，500 hPa是弱的西北风，500 hPa以上又转为弱的偏东南风，表明22日夜间贵州西部整层环境风的垂直切变偏弱，不利于对流系统的组织化发展。另外从风向风速自下而上随高度的变化来看，冷暖平流表现为弱的“暖-冷-暖-冷”的交替分布特点。
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图 5 2019年7月22日20时威宁站探空 Fig. 5 Sounding from Weining station at 20:00 BT 22 July 2019. |
根据滑坡所在的位置(约104.67°E、26.27°N)，分析沿(105°E、26°N)的散度及垂直速度的高度-时间剖面(图 6)。分析可见，低层主要的水平风辐合出现在22日20时左右，22日20时自下而上是“辐合-弱辐散-无辐散层-弱辐散-弱辐合”，并非有利强降水的低层辐合高层辐散的结构。在同一时刻的垂直速度场上，自下而上是“弱上升-弱下沉”结构，700 hPa以下为弱的上升运动，700 hPa以上是接近0线的弱下沉运动，深厚的上升运动区则出现在23日02时，但此时强降水已经结束了。表明较强降水发生初期当地虽然存在一定的水平风辐合，但上升运动偏弱。
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图 6 沿滑坡所在的位置(105°E、26°N)的散度(a, 单位: 10-5 s -1)及垂直速度(b, 单位: Pa·s-1)高度-时间剖面(黑色阴影区为地面位势高度) Fig. 6 The height-time cross section of (a) divergence (unit: 10-5 s-1) and (b) vertical velocity (unit: Pa·s-1) along the location of the landslide (105°E、26°N) (Black shaded area indicates ground potential height). |
从降水发生的环境场来看，水汽条件充沛，不稳定能量也较高，易产生对流性降水，但整层环境风的垂直切变偏弱，对流系统的组织性较难建立。同时从动力抬升条件看，尽管贵州西北部有弱冷空气的影响，但水平风辐合激发的上升运动偏弱且滞后，这些可能是降水强度相对偏弱也未造成区域性暴雨的原因。
5 中尺度系统演变和结构特征 5.1 中尺度对流云团活动特征利用FY-2G相当黑体亮温TBB 0.1°×0.1°资料分析显示(图 7)，β中尺度对流云团的发展是22日20—23时造成滑坡点附近降水强度增大的直接影响系统。22日下午16时(北京时，下同)左右贵州西北部边缘已经受到对流云团影响，云团呈东北-西南向片状，东侧和南侧边界光滑，梯度大。17时左右对流云团南侧进入滑坡点附近上空(图 7黑色方块)，18—20时云团由片状逐步转为带状，并呈现分裂趋势。滑坡点上空受西段缓慢南压的云团影响，TBB值降到-70 ℃，并伴随着对流性降水开始。此时西段云团内中心出现分裂，原先在贵州西北部-80 ℃的中心减弱，而云南东北部出现-80 ℃的低中心，表明这个期间西段云团内有生消更替，有后向传播特点。20—23时西段云团与东段逐步断裂，形成相对独立和完整的β中尺度的对流云团，该云团近似椭圆形，结构紧密，对流旺盛，-80 ℃的冷中心持续了3 h，尤其是21—22时-80 ℃的冷中心覆盖了滑坡点上空，造成了滑坡点及周边短时间的强降水天气。根据区域站小时雨量显示，鸡场镇和坪地村两地的降水是在20—21时增加，21—22时达到最强，如坪地村在这该小时出现了56.9 mm·h-1最大雨强，表明最大雨强出现在该云团对流发展向最旺盛时刻。23日00时开始，该云团结构逐步变得松散，由原先的近似椭圆云团形变成东北-西南向的弱雨带，从而导致降水强度明显减弱。
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图 7 2019年7月22日16时—23日06时FY-2G红外黑体亮温TBB逐时演变(单位: ℃, 阴影区表示TBB≤-30℃, 黑点表示滑坡点) Fig. 7 Hourly TBB of FY-2G infrared blackbody from 16:00 BT 22 to 06:00 BT 23 July 2019 (unit: ℃, Shadow indicates TBB≤-30℃, and black square indicates landslide location). |
综上分析可知，滑坡点附近的强降水是由重新发展加强的β中尺度对流云团直接影响造成的，该云团近似椭圆形，结构紧密，对流旺盛，-80 ℃的冷中心覆盖了滑坡点上空，从而造成了滑坡点附近短时的强降水。
5.2 地面中小尺度低涡的短暂影响利用CIMISS(全国综合气象信息共享平台)资料读取了区域站1 h填图信息。通过该资料了解到滑坡点附近的鸡场镇和坪地村分别为两要素站(温度和降水)和单要素站(降水)，只有多要素站(如四要素站、五要素站等)才包含有风场信息，从而分析地面低涡、切变线或锋面变化。利用这些多要素的风场资料(图 8)分析显示，22日20时地面中小尺度低涡的形成可能与较强降水的启动有关。20时距离滑坡点最近的四要素站都格镇(位于滑坡点北侧)转为弱的西北风，反映出地面中小尺度低涡中心出现在水城县，滑坡点位于低涡中心南侧的切变线上，随后滑坡点附近两区域站降水加强；20—21时两区域站记录到近20 mm·h-1的降水量；21时都格镇转东南风，表明低涡中心位于水城的西侧；22时都格镇转为弱的西南部风，低涡中心略有北抬。在这2 h期间，滑坡点附近的降水强度加强，尤其是到22时距离滑坡点2 km外的坪地村以及其东侧另外三个区域站均出现50~66 mm·h-1的短时强降水。23时后都格镇仍为弱的偏南风，地面风的辐合中心基本消失，同时降水也减弱。分析显示，强降水与地面中小尺度低涡的建立是密不可分的，20时水城低涡的建立可能激发了强降水的产生，随后低涡缓慢北抬，降水加强则出现在低涡东南侧的暖区一侧。
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图 8 2019年7月22日20—22时地面区域站风场(风矢量, 单位: m·s-1, 三角形表示滑坡点位置) Fig. 8 Wind field from ground area stations from 20:00 to 22:00 BT 22 July 2019 (unit: m·s-1, triangle indicate landslide location). |
上述分析表明，地面中小尺度低涡的生成激发了分裂后的对流云团的重生和发展，重生后的β中尺度对流云团在22日20—23时发展旺盛时，并造成了滑坡点附近距地强降水，是当地降水增强的直接影响系统。
6 地面弱冷空气对降水的影响 6.1 10 m风场与V分量0线的变化前面背景形势分析可知，22日白天弱冷空气在四川盆地形成，夜间进入贵州西北部。利用10 m风场和V分量0线变化可以反映冷空气对贵州西北部的影响，由图 9可见，22日白天四川盆地偏北风较大，推动V分量0线接近贵州边界；22日20时贵州西北部转为偏北风，V分量0线(即锋线)达到六盘水北部；23日02时V分量0线稳定少动，表明22日前半夜弱冷空气前沿接近或达到滑坡点附近，另外其北侧的偏北风和南侧的偏南风夜间比白天均明显减弱，表明贵州西北部地面水平风辐合在夜间是减弱的。
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图 9 2019年7月22日14时、20时和23日02时地面10 m风场(箭头, 单位: m·s-1)及V分量0线的变化(黑色实线, 三角形表示滑坡点位置) Fig. 9 10 m wind field (vector, unit: m·s-1) and V component 0 line (black line) at 14:00 BT 22, 20:00 BT 22 and 02:00 BT 23 July 2019 (Black triangle indicates landslide location). |
在自由大气中，地转风关系建立了风与气压场的关系，地转近似Vg代换了V，建立了地转偏差与气压场局地变化的关系。由变高梯度或变压梯度表示的地转，称为变压风，因此在地面天气图中分析3 h变压分布可定性判断变压风的方向和强弱(朱乾根等，2000)。这里利用CIMISS (全国综合气象信息共享平台)资料读取了区域站气压数据资料，分析22日夜间3 h和24 h变压(图 10)。3 h变压显示，22日20—22时期间，贵州受到弱的正变压影响，存在局地增压现象，21时正变压最大，滑坡点附近达到2.5 hPa。由于增压较弱，不能判断是冷空气引起的增压还是气压的日变化造成的，因而继续计算了24 h变压以消除日变化造成的影响，分析显示22日20时贵州西北部有0~3 hPa增压，滑坡点处于0线上，表明弱冷空气对滑坡点附近的影响是很小的。
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图 10 2019年7月22日21时3 h变压以及20时24 h变压分布(单位: hPa, 三角形表示滑坡点位置) Fig. 10 3 h pressure variation at 21:00 BT 22 July and 24 h pressure variation at 21:00 BT 22 July 2019 (unit: hPa, Black triangle indicates landslide location). |
为进一步了解弱冷空气对贵州西部降水造成的可能影响，计算了变温。考虑到夜间3 h变温可能存在日变化影响，因而计算了24 h变温(图 11)。分析显示，22日20时—23日02时期间24 h负变温中心在四川盆地东移减弱，贵州西北部边缘有小幅降温，而滑坡点附近24 h变温从0℃升为1℃，表明弱冷空气的中心强度在夜间是减弱的，而弱冷空气前锋在较强降水启动时(即20时)接近或到达了滑坡点附近，而后23日02时随着冷空气势力前锋减弱北抬。
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图 11 2019年7月22日20时和23日02时24 h变温分布(单位: ℃, 三角形表示滑坡点位置) Fig. 11 24 h temperature variation at 20:00 BT 22 July and 02:00 BT 23 July 2019 (unit: ℃, black triangle indicates landslide location). |
风场及变温变压均显示四川方向弱冷空气在22日夜间进入贵州西北部(图 12)。弱冷空气的影响造成水平风场发生变化，图中揭示了边界层水平风变化造成的水平锋生在贵州西北部是有体现的。分析显示，22日20时贵州西北部出现了水平锋生，23日02时锋生减弱。在此期间滑坡点一直处于锋生区边缘。
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图 12 2019年7月22日20时—23日02时10 m风场与水平锋生函数分布(阴影区表示水平锋生函数大于等于2×10-10K·m-1· s-1，三角形表示滑坡点位置) Fig. 12 10 m wind field and horizontal frontogenesis function at 20:00 BT 22 July and 02:00 BT 23 July 2019 (Shadow area indicates horizontal frontogenesis function greater or equal to 2×10-10K·m-1· s-1, andtriangle indicates landslide location). |
上述分析显示，弱冷空气对贵州西北部的影响是存在的，但通过对表征弱冷空气的多个要素分析表明，弱冷空气前缘22日20时仅仅接近或到达水城附近，且时间短暂。弱冷空气接近水城时，激发了初始对流和降水；弱冷空气维持少动期间，强降水在其南侧的暖区一侧加强；弱冷空气减弱后，降水强度减弱。
7 结论和讨论本文探讨了“7.23水城特大滑坡”事件的降水背景条件，得到一些结论如下：
(1) 水城特大滑坡发生在7月23日21时20分，出现在降水停止后16 h；主要降水时段是22日20—23时，距离滑坡时间24 h左右。距滑坡点960 m处最大雨强19.5 mm·h-1 (20—21时)，距滑坡点2.7 km处最大雨强为56.9 mm·h-1 (21—22时)，22日20时前48 h内无降水较弱；过去一周有三场降水，主要是大雨级别。
(2) 过去一周的三场降水对土壤体积含水量的影响反映在表层(100 cm以上)对降水的迅速反应，即有较强降水时，土壤增湿、含水量增加；无降水时，土壤含水量降低。而降水对深层(100 cm以下)的渗透影响是很微弱的。
(3) 22日夜间的降水发生在副高西侧西低东高的背景下，水汽条件充沛并具备一定的不稳定能量条件，但弱冷空气带来的抬升触发能力偏弱。
(4) 22日夜间主要降水时段与地面短暂的中小尺度低涡建立有关。地面中小尺度低涡的生成激发了分裂后的对流云团的重生和发展，重生后的β中尺度低涡云团在发展最强阶段造成了滑坡点附近的局地强降水，是22日20—23时滑坡点附近降水增强的直接影响系统。
(5) 弱冷空气接近水城时，激发了初始对流和降水；弱冷空气维持少动期间，强降水在其南侧的暖区一侧加强；弱冷空气减弱后，降水强度减弱。
“7.23水城特大滑坡”的气象背景分析给预报员一些启示，即在地质灾害高风险区，当降水强度达到大雨以上级别时，需要提高地质灾害的气象风险等级预报。对于副高西侧的局地性暴雨天气，通常水汽条件和热力不稳定条件很容易满足，因此动力条件是关键，地面的弱冷空气、中尺度辐合线、低层切变线甚至高空干冷空气下沉均有可能触发对流生成。本文虽然较为详细地分析了局地性暴雨的成因，但对山地滑坡致灾的非气象因素的认知和分析尚不够，山区地质结构、地形地貌、岩体受力以及脆弱的生态等多种因素均需综合分析。
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