2017年青海省區域性強降雨過程診斷分析

李云霞 侯永沛 張玉潔 張歡

摘要 本文利用常規高空、地面、物理量場以及數值模式資料，對青海省一次區域性的強降雨過程進行了診斷分析。結果表明，從500 hPa高空形勢來看，此次降水過程是由新疆槽底部下滑冷空氣東移南壓，與高原上活躍的南支槽前暖濕氣流相結合，冷暖空氣交匯于青海，同時高空槽的移動快慢決定此次降水雨帶位置；南、北二槽打通后的夜間降水強度明顯增大，在此次過程中物理量場低層輻合、高層輻散的配置，均對此次強降水有一定的指示意義。

關鍵詞 強降雨；特征；物理量場；成因分析；青海省；2017年

中圖分類號 P458.1+21 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）04-0196-03

強降雨是我國夏季主要的災害性天氣之一，極易引發洪澇、垮塌、泥石流等直接或次生災害。在全球氣候變暖的大背景下，極端災害性天氣頻繁出現，暴雨天氣災害造成的損失也呈現逐年增加的趨勢。暴雨預報一直是氣象預報工作研究的重點和難點，對此越來越多的氣象學者進行了大量的研究。張 順等[1]通過分析2014年6月25—30日出現在南昌的強降雨天氣過程進行分析，得出了副熱帶高壓的位置偏南或是出現在由強向弱轉變并逐漸南退的過程中，為冷暖空氣交匯暴雨天氣提供了有利的天氣形勢；王思璇等[2]通過對柳河縣2016年8月7日強降雨天氣過程的分析，得出了貝加爾湖高壓、日本海高壓與副熱帶高雅的共同影響，導致上游低槽的移動開始變慢，為強降雨天氣的出現提供了有利的天氣形勢。本文將利用2017年7月31日8：00至8月1日8：00過程期間天氣環流背景、地面形勢、探空曲線、水汽條件、物理量場及ECMCF數值模式預報場對此次過程進行分析，以期找出強降雨天氣的主要原因，為本地強降雨天氣預報累積經驗，同時對以后相關過程的預報指標進行探索研究，從而提升強降雨天氣的預報水平。

1 天氣實況

2017年7月31日8：00至8月1日8：00，受新疆槽底部不斷下滑的短波槽、南支槽前西南暖濕氣流和地面冷空氣共同影響，青海省出現一次大范圍降水天氣過程，較大的降水主要出現在海西東部、海北東部、海南南部。本文對于此次天氣過程進行成因分析，主要內容為過程期間的天氣環流背景、地面形勢、物理量場等。

2 影響系統及診斷分析

2.1 高空形勢

從500 hPa形勢來看，中高緯為“低—高—低”的環流分布，過程前期31日2：00開始，新疆槽底部不斷下滑冷空氣，生成短波槽東移影響青海省，降水開始；31日20：00，高空槽從青海省西北部地區系統移至中部地區與青南地區南支槽前西南暖濕氣流匯合，降水逐步增大；8月1日8：00，高空槽主體移至青海省東部，而西部地區又有新的短波槽下滑，降水依舊持續；8月1日20：00高空槽主力移出青海省，短波槽移至東部邊緣，降水開始減弱，青海省大部地區轉為西北氣流控制；整個降水過程持續到8月2日0：00停止（圖1）。

700 hPa上，7月31日20：00至8月1日8：00，584 dagpm線逐步南壓，北支槽引導的冷空氣東移南下，受青海省北部高空槽影響，南部以低值系統為主。

總體而言，此次區域性大雨過程，北部地區多短波槽生成；南部地區受高原槽北抬影響，配合西南氣流較好的水汽輸送，南北系統相結合，形成了降水的有利形勢[3-4]。

2.2 地面影響系統

從地面形勢看，降水發生前，青海省連續幾天地面溫度達20 ℃以上，為后期降水積累了不穩定能量。30日夜間，青海省東部受東移新疆槽挾帶的冷空氣影響；到31日20：00，南疆的冷空氣東移至青海省中部。此次過程地面主要影響系統為新疆槽挾帶的近地層冷空氣入侵，影響全省（圖2）。

2.3 水汽條件

從EC模式500 hPa相對濕度演變可以看出，7月31日8：00，青海省西北部存在高濕區，隨著時間推移該高濕區逐漸向南擴散；到8月1日2：00，狹長的濕度帶擴展到了青海省偏東地區，整個趨勢東移南壓；至2日2：00濕度帶移出青海省。

2.4 物理量場

2.4.1 散度場和渦度場。從31日20：00 500 hPa散度場可以分析出，青海省中部處在輻合區，北部及偏南地區為輻散區，在海南地區有一個輻合中心，見圖3（a）。200 hPa上，青海省東部處在輻散區，其余均在輻合區，見圖3（b）。

由此得出，過程期間青海省中部地區高低空散度場配置為低層輻合、高層輻散，這種配置有利于降水的產生[5]。

分析7月31日20：00 500 hPa渦度場資料得到，青海省除海西大部外，其余地區均處在輻合區中，見圖4（a）。200 hPa上，除海西偏北地區外，其余地區均在輻散區中，見圖4（b）。由此可知，青海省東部地區高低空渦度場配置為高空輻散、低層輻合，與散度場配置基本一致，有利于降水的形成。

綜上所述，過程期間青海省除海西偏西北地區外，其余地區高低空散度場、渦度場配置為低層輻合、高層輻散，為上升運動最為強烈的地區，對此次強降水落區有一定的指示意義。

2.4.2 比濕、水汽通量。分析500 hPa比濕場，31日8：00青海省唐古拉西部—海北中部呈西南帶狀分布，該區為高濕區，比濕在6 g/kg以上；至31日20：00全省大部比濕仍在4 g/kg以上，青海省南部及東部比濕達6 g/kg以上，說明8：00—20：00青海省自西向東有較好的水汽輸送，為此次降水過程提供了較好的水汽條件。

分析500 hPa水汽通量場，31日8：00，青海省大部處在水汽通量6～8 g/（cm·hPa·s）之間的輻合區，海西中部地區有一個明顯的水汽輻合中心，中心值為8 g/（cm·hPa·s）；至31日20：00，該輻合區東移北抬至青海省北部及東北部一帶，說明全省有充足的水汽供應，水汽源源不斷自西南向東北地區輸送。

綜上所述，全省有較好水汽輸送，在上述物理量參數中有較好的反映。因此，充沛的水汽條件是此次強降水的必要條件。

2.4.3 假相當位溫和K指數。分析31日20：00假相當位溫，青海省除海西西北部外，其余地區處于假相當位溫>70 ℃高能區，南部青南地區假相當位溫>80 ℃，高能舌呈西南—東北向，由西藏地區延伸到海北南部，海東、南部地區的大氣處于層結不穩定狀態。分析20：00 K指數場，Ki>28 ℃的大值區位于東部地區，并且K指數值向東依次遞增，其值越大，大氣的層結越不穩定。因此，過程期間青海省東部地區處于大氣層結不穩定狀態，為東部地區局地的對流性天氣提供了基本條件。

3 數值模式降水預報評估

各個模式對此次天氣過程均預報了降水，落區和量級都不盡相同（圖5）。

T639與GRAPES模式對青海省東南部均未報降水。T639祁連地區預報中雨，其余地區預報小雨，漏報明顯；GRAPES北部中雨位置預報較好，南部較偏西。EC雨帶位置預報與實況幾近相同，但漏報了德令哈、海南南部的大雨和海西中部、黃南南部的中雨。GFS模式對于海西中部—玉樹北部的中雨空報，海南、黃南的降水預報也不理想。Japan與多模式集成預報雨帶位置預報與偏差較大，但其預報出了海南區域的大雨。EC>10 mm的概率圖大雨預報較好，海南的大雨預報準確，但北部的大雨范圍較大，空報明顯。中央臺與青海QPF的預報落區基本一致，但與實況對比，中央臺漏報仍較明顯。

綜合來看，EC、GFS、青海QPF和多模式集成對此次降水天氣的雨帶位置預報較成功。量級上看，EC、青海QPF對青海省的降水預報參考性較好；EC模式對此次降水過程的量級預報最為準確，值得參考。

4 結論

（1）從500 hPa高空形勢來看，這次降水過程是由新疆槽底部分裂小槽，下滑冷空氣東移南壓，與高原上活躍的南支槽前暖濕氣流相結合，冷暖空氣交匯于青海，觸發青海省大到暴雨天氣過程。

（2）高空槽的移動快慢決定本次降水雨帶位置，南、北二槽打通后的夜間降水強度明顯增大。對于二者移動快慢和何時疊加的預報，直接關系到雨帶的位置和降水的強度。

（3）此次過程中，相對濕度對過程累積降水量、物理量場低層輻合、高層輻散的配置均對此次強降水落區有一定的指示意義。

（4）從各家模式的預報可以看出，對此次大雨過程，各家模式對雨帶位置和強度預報存在一定偏差。多模式預報對中小量級的降水預報均存在明顯的空報、漏報，參考性較差。

5 參考文獻

[1] 張順.2014年6月25—30日南昌市強降雨天氣過程分析[J].現代農業科技，2016（16）：200.

[2] 王思璇，張彤，郭俊延.柳河縣2016年8月7日強降雨天氣過程分析[J].鄉村科技，2017（10）：70-71.

[3] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].4版.北京：氣象出版社，2007：60-560.

[4] 姚學祥.天氣預報技術與方法[M].北京：氣象出版社，2011：80-155.

[5] 陳秋吉，梁寶榮，尹海燕.北海夏季一次強對流天氣過程分析[M].安徽農業科學，2011，39（16）：9892-9895.