2014年4月15日合作地區強對流天氣成因分析

王麗娜+魏娟娟+吉哲君

摘要 利用常規資料以及衛星、自動站、雷達等探測資料對2014年4月15日合作地區出現一次明顯的強對流天氣進行分析。結果表明，此次強對流天氣過程開始前700 hPa青海熱低壓維持3 d，同時偏南氣流維持，對流層底層積聚了大量的能量，暖濕結構明顯，為這場短時強降水和冰雹天氣奠定了基礎，15日巴湖冷空氣南下自西向東影響甘肅，700 hPa切變明顯，產生強烈上升運動，低層暖濕氣流抬升促使對流不穩定能量爆發形成局地強對流。各種監測手段分析可知，云圖對于本次強降水的短臨預報效果良好，強降水過程開始時間滯后于降水云團；雷達對于本次強對流天氣過程的監測效果良好，中小尺度系統在雷達資料上反應良好，相比于云圖，雷達對于強降水落區的分辨率更高。

關鍵詞 強對流天氣；冰雹；巴湖低壓；暖濕氣流；中氣旋；甘肅合作；2014年4月15日

中圖分類號 P458.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）01-0219-03

甘南州地處青藏高原向黃土高原的過渡地帶，地形復雜，天氣多變，合作市為甘南藏族自治州州府，位于自治州北部，轄區平均海拔2 960 m，年均氣溫1.7 ℃，無絕對無霜期。合作市災害性天氣種類多，冰雹、短時強降水等強對流天氣是合作地區的主要氣象災害[1-4]。2014年4月15日合作地區出現一次明顯的強對流天氣，過程出現短時強降水并伴有冰雹，4月出現強災害性天氣較為罕見。因此，本文將利用常規資料以及衛星、自動站、雷達等探測資料對此次過程的成因進行分析。

1 天氣實況

2014年4月15日8：00至16日8：00，合作市區出現短時強降水并伴有冰雹天氣，降水量為40.2 mm。冰雹最大直徑達10 cm，冰雹持續時間長達40 min，本次強對流天氣持續時間較長，主要降水時段出現在15日16：00—18：00。

2 環流形勢

15日8：00，500 hPa巴湖閉合低壓略有東移，其底部分裂的小槽影響至河西西部，高原低槽維持在河東東部（圖1）；700 hPa，巴湖槽底分裂的小槽位于河西中北部（酒泉、張掖交界處），河東大部分地區受低壓槽影響，槽前偏南氣流帶來充足的水汽，且“人”字形切變明顯，地面高壓維持在巴湖附近，地面鋒線位于酒泉北側（圖2）。

本次強降水過程開始前，高原上不斷有低值系統東移，700 hPa高原上有低壓生成并維持，甘肅處于高壓的東側，受偏南氣流影響，對流層底層暖濕結構明顯。15日，巴湖槽低冷空氣南下，甘肅中部、南部出現強降水，局部地方出現冰雹。

3 診斷分析

3.1 渦度場分析

2014年4月15日8：00 700 hPa渦度場上（圖3），張掖至甘南上空為負渦度區，全省其余地方均為正渦度區；500 hPa，甘肅東部為負渦度區，西部基本為正渦度區；20：00，700～850 hPa，全省基本為負渦度控制（圖4），500 hPa上空轉為正渦度控制。

2014年4月15日8：00，地面上除了甘南有高壓系統活動外，甘肅其他地方低壓系統活動頻繁，同時對流層低層，河西中東部、甘南、臨夏以及蘭州、白銀均有高壓系統活動；14：00，對流層中低層，全省均有高壓系統發展；20：00，對流層低層高壓系統活動頻繁，中層開始向上，系統活動頻繁；16日8：00，底層低壓系統活動頻繁，高層高壓系統活動頻繁，降水減弱，本次強降水過程結束，局部地方減弱為零星小雨。

3.2 垂直速度場分析

2014年4月15日8：00，對流層中層500 hPa垂直速度場上，河西西部及河東東部為負值區，省內其余地方均為正值區，15日14：00，河西上空為負速度區，河東甘南高原上負速度區開始發展（圖5）；15日17：00，負值區發展，甘肅上空垂直速度有3個負值中心，分別位于河西中部、河東南部以及甘肅中部（圖6）。

15日8：00至16日8：00，氣流上升區是一個自西北向東南移動發展的過程，午后至夜間，青海東移的上升氣流區與甘肅省自河西東移發展的上升氣流在甘肅中部及甘南上空匯合，造成甘肅中部及甘南發生一次明顯的降水。

3.3 地面假相當位溫場

15日8：00—20：00（圖7～8），甘肅中部在高能舌控制中，且在甘肅與寧夏交界處有1個大值中心。

3.4 水汽通量散度分析場

4月15日8：00，河西上空垂直上升氣流較明顯（圖9），但大氣從底層到高層先輻合，中層轉為輻散，高層又輻合，阻礙了上升氣流的發展；14：00，原本位于河西的上升氣流區東移南下，影響至甘肅中部，且高原上的上升氣流區開始發展與其匯合，午后，在甘南高原上出現了強度為29.5 mm/h的降水，20：00，甘肅中部地區垂直上升氣流加強，底層輻合高層輻散的配置非常明顯，且上升氣流從17：00開始至16日一直控制著甘肅中部，至16日8：00才從甘肅中部移出。另外，從渦度場來看，午后甘南及甘肅中部地面上小高壓的發展與對流層中高層的低壓槽配合，也為降水提供了有利條件（圖10）。

4 云圖分析

本次降水過程主要集中在甘肅中部以及甘南州，強降水云團自15日15：00開始影響甘肅（圖11），甘南、臨夏以及張掖南部上空均有降水云團，強降水過程自16：00開始，強降水落區主要在甘南州北部地區，在高原上強降水過程開始時間滯后于降水云團；17：00，降水云團北抬，基本移出甘南州；甘南強降水過程出現在16：00—17：00，合作站小時降水量達到29.5 mm，并出現冰雹；17：00，強降水云團移至武威、蘭州、臨夏一線；18：00—19：00，武威上空降水云團發展，永登降水量達到43.9 mm。與云圖上降水云團的發展較為符合。20：00，武威、蘭州上空降水云團發展，蘭州開始降水，武威降水持續；21：00，武威上空的降水云團有所減弱，蘭州上空降水云團發展，蘭州降水強度開始加劇；16日4：00，降水云團減弱東移，基本移出蘭州；7：00，降水云團基本移出甘肅，強降水過程基本結束，轉為零星降水。endprint

本次降水過程中，云圖指示良好，在高原上，降水過程略滯后于降水云團，且高原上降水云團減弱較快，移動迅速，在蘭州、武威上空降水云團停留時間較長，降水時間較長，降水量與降水區域較大；甘南則降水時間較短，降水強度較大，降水區域較小。

5 雷達資料分析

5.1 反射率因子分析

以甘南雷達為例分析15日17：00左右甘南州的強降水天氣過程，從雷達組合反射率分析，降水云團自16：00開始加強，16：57發展為最強，最大回波強度為50 dBZ以上，在東移的過程中略有北抬（圖12）；17：29，強降水回波減弱為30 dBZ以下，強降水過程基本結束，轉為一般性降水。

5.2 徑向速度分析

降水云團于16：57發展最強，對應時刻0.5°徑向速度圖上（圖13），PPI最強回波對應有1個-24 m/s的負速度中心，其東北側中氣旋結構非常明顯，此刻的強回波對應產生冰雹天氣。

6 結語

（1）從降水環流形勢來看，500 hPa槽線、地面鋒線、700 hPa偏南氣流均對2014年4月15日合作地區降水起到一定作用。

（2）從物理量場分析來看，渦度場、垂直速度場、假相當位溫場、水汽通量散度場在時間和空間上的配合非常有利，也是造成此次春季冰雹天氣的重要因素。

（3）從衛星云圖上分析，強降水過程略滯后于降水云團的發展，衛星云圖對于強對流天氣的短臨預報具有重要意義。

（4）從雷達資料分析，此次強對流天氣過程中，回波強度較強（50 dBZ以上），且在速度圖上有明顯的中氣旋配合，對于此次強對流天氣的監測效果良好。

7 參考文獻

[1] 劉德祥，白虎志，董安祥.中國西北地區冰雹的氣候特征及異常研究[J].高原氣象，2004，23（6）：795-803.

[2] 趙紅巖，寧惠芳，徐金芳，等.西北地區冰雹時空分布特征[J].干旱氣象，2005，23（4）：37-40.

[3] 丁瑞津，董安祥，李榮慶，等.甘肅省區域性冰雹的源地及移動路徑[J].甘肅科學學報，2006，18（2）：12-14.

[4] 馮建英，陳佩璇，梁東升.西北地區雷暴的氣候特征及其變化規律[J].甘肅科學學報，2007，19（3）：71-74.endprint