一次低渦切變影響下的舟曲局地短時暴雨天氣分析

王成福 羅王軍 敖澤建

摘要 ? ?2016年8月6—7日甘南舟曲局地暴雨天氣過程持續時間較久，從6日夜間開始，至7日下午結束，主要降水時段集中，降水強度大，屬于局地短時暴雨。形勢場500 hPa上西北高、東南低的形勢和副熱帶高壓邊緣的擾動以及700 hPa上低渦切變對此次降水的形成有重要作用，低層輻合、高層輻散，整層較強的上升運動使暴雨得以發生，垂直速度和散度對暴雨的發生有重要的指示意義。

關鍵詞 ? ?局地暴雨;副熱帶高壓;低渦切變;甘肅舟曲

中圖分類號 ? ?P458.1+21.1 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）13-0194-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?On August 6-7， 2016 in Zhouqu， Gannan， the local rainstorm weather process lasted long， from night of August 6 to the afternoon of August 7， the main precipitation period concentrated， rainfall intensity was strong， belonged to local short-term rainstorm. The situation of high in northwest and low in southeast on 500 hPa， the disturbance of the edge of subtropical high and the shear of the vortex on the 700 hPa played an important role in the formation of the precipitation. The low convergence， high divergence and the strong ascending motion of the whole layer made the rainstorm occur， and the vertical velocity and divergence were important indications for the occurrence of rainstorm.

Key words ? ?local rainstorm; subtropical high; low vortex shear; Zhouqu Gansu

甘南州地處青藏高原向黃士高原的過渡地帶，地形復雜，天氣多變，災害性天氣種類多且易發生。夏季暴雨天氣頻發，尤其是短時暴雨天氣極易引發山洪、泥石流等地質災害，造成巨大的財產損失，甚至人員傷亡。因其突發性強、落點分散、雨強大等特點[1-3]，大大增加了預報難度，同時也更易造成嚴重災害，因而近年國內許多專家對暴雨天氣形勢進行了研究[4-6]。本文利用MICAPS實況資料，從天氣學原理入手，結合預報實踐經驗，對2016年8月6—7日甘南舟曲局地暴雨天氣過程進行分析總結，以期為當地預報員進一步提高甘南州暴雨天氣的預報提供有用的參考依據。

1 ? ?天氣實況

2016年8月6日夜間至7日下午，甘南州舟曲縣出現對流性降水天氣。丁字河口、黃佳、果耶、三角坪等地出現暴雨，降水量分別為70.9、62.4、57.2、57.1 mm;另外，沙川、木耳壩、拉莫蓋托、石門坪、河那、三眼峪、武坪、木頭嶺、橋子等地也出現了大到暴雨。

此次降水過程具有以下特點：持續時間較久，從6日夜間開始，至7日下午結束;主要降水時段集中，丁字河口、三角坪、木耳壩最大小時雨強分別可達32.6、25.0、24.4 mm/h，從6日23：00至7日1：00，2 h降水量分別為49.9、35.2、30.7 mm（丁字河口、三角坪小時降水量如圖1所示）;降水強度大，舟曲縣有3個區域站降水量達到暴雨量級，9個區域站降水量達到大到暴雨量級。

2 ? ?天氣形勢

由圖2（a）可知，6日20：00 500 hPa高空圖上，西太平洋副熱帶高壓與伊朗高壓打通，我國江淮以南及青藏高原均為588 dagpm控制的高壓區。從高度場上看，東亞中緯度地區呈西北高、東南低的形勢，有利于冷空氣的下滑。青藏高原上有西南氣流維持，西藏至四川地區為一暖中心區域。青海東部至甘肅南部多切變擾動。舟曲縣位于588 dagpm高壓的北側，一方面容易受冷空氣下滑影響，另一方面也容易受588 dagpm高壓進退擾動的影響。

由圖2（b）可知，6日20：00 700 hPa上，甘肅南部有低渦切變，舟曲處于偏南風與偏東風的切變區，容易形成輻合上升運動，為暴雨的產生提供了系統性動力抬升條件。四川盆地至甘肅南部為持續的偏南風水汽輸送，700 hPa上舟曲附近比濕可達14 g/kg，露點溫度差僅1 ℃，空氣濕度條件非常好，持續的水汽輸送與前期濕潤的空氣為暴雨的發生提供了充足的水汽供應。甘肅中部至河套地區為偏北風，低層有冷空氣的入侵，加劇了低層空氣的不穩定。

200 hPa高空，舟曲處于南亞高壓控制區域，高層為反氣旋式高壓環流，有強烈的輻散，促使低層發生強烈的輻合上升運動。6日23：00地面圖上，四川盆地為一地面低壓中心，青海湖附近為一地面高壓中心。在甘肅南部，武都、華家嶺、合作3個站，構成一個閉合的氣旋式低壓環流中心，造成地面上有比較強的輻合上升運動。舟曲處于3個站中間靠近武都的位置，因而地面上有比較強的輻合。另外，距離舟曲約50 km的武都，地面溫度為23 ℃，而露點溫度為22 ℃，溫度露點差僅有1 ℃，近地層濕度條件非常好。

武都站距離舟曲約50 km，因而用武都探空站資料對此次降水過程發生前大氣層結狀況進行分析。從6日20：00探空圖（圖3）來看，400～700 hPa，層結曲線與狀態曲線緊靠，空氣相對濕度條件良好，相對濕度>80%的層次厚度可達5 km以上。700 hPa上為偏南風，500 hPa以上層次為西北風，在600 hPa附近，出現了風速的切變。對流有效位能（CAPE）較小，僅112.8 J/kg，但是由于暴雨的發生對CAPE沒有太高的要求，只需要有一定的CAPE能夠使得對流被觸發。另外，沙氏指數為-2.52，表征對流很容易發生。

3 ? ?物理量診斷

合作附近低層為輻合中心，散度為25/s，舟曲附近散度也可達20/s，低層有較為強烈的輻合。在舟曲附近400～850 hPa為一致的輻合，輻合在500～700 hPa之間最為明顯，400 hPa以上為較弱的輻散運動，與前面的分析一致，舟曲附近大氣呈低層輻合、高層輻散的狀態。

從垂直速度上來看，甘肅青海交界附近為500 hPa上垂直速度的負值大值中心，上升運動速度可達35 hPa/s，舟曲附近上升運動速度也有20 hPa/s，上升運動較為強烈。從剖面圖來看，850 hPa以上層次均為一致的上升運動，中層垂直上升運動速度最大。

4 ? ?衛星云圖分析

青藏高原上，在588 dagpm等壓線附近多對流云系發展，造成舟曲降水的云系從6日20：00逐漸開始發展，至22：00左右對流云面積迅速擴大，云頂亮溫迅速減小，如圖4為22：00云頂亮溫<-32 ℃的對流云系，橢圓區域內為造成此次舟曲暴雨的對流云團，該云團中亮溫低于-32 ℃的區域面積可達1 400 km2，云頂最低亮溫為201 K，對流云頂已發展到很高的層次。從22：00開始，發展旺盛的對流云系位置穩定少動，強度變化不大，穩定在舟曲上空3 h以上，直至7日1：00之后才逐漸減弱。對流云發展最為旺盛的時刻為6日22：00至7日1：00，該時刻也基本剛好對應降水最強的時刻6日23：00至7日1：00。7日1：00之后，對流云系開始減弱，降水也趨于減弱。

5 ? ?結論

此次降水過程具有持續時間較久、主要降水時段集中、降水量大等特點。

（1）500 hPa上西北高、東南低的形勢和副熱帶高壓邊緣的擾動以及700 hPa上低渦切變對此次降水形成有重要作用。深厚的濕層、持續的南風水汽輸送為暴雨的發生提供了可能。

（2）低層輻合、高層輻散，整層較強的上升運動使暴雨得以發生，垂直速度和散度對暴雨的發生有重要的指示意義。

（3）主要降水時段基本對應云系發展最為旺盛的時段，對流云團在逾3 h內穩定少動，造成部分地區的短時強降水。

6 ? ?參考文獻

[1] 秦寶國，李剛.河北一次暴雨過程中不同時段強降水的成因[J].干旱氣象，2013，31（2）：327-332.

[2] 李小蘭，陳軍，滕林，等.貴州高原北側錮囚鋒上一次低渦形成過程[J].干旱氣象，2018，36（1）：44-49.

[3] 尉英華，陳宏，張楠，等.冷渦影響下一次冰雹強對流天氣中尺度特征及形成機制[J].干旱氣象，2018，36（1）：27-33.

[4] 張桂蓮，仲夏，韓經緯，等.內蒙古中西部地區一次極端大暴雨特征分析[J].干旱氣象，2018，36（1）：17-25.

[5] 狄瀟泓，許東蓓，肖瑋，等.”5.10”岷縣短時暴雨斜壓鋒生特征和不穩定條件分析[J].干旱氣象，2017，35（1）：108-115.

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