青海東北部地區一次暴雨天氣成因分析

雷彥 張廣偉

摘要 ? ?結合常規氣象觀測資料、高低空環流形勢、中尺度分析、物理量場特征及FY-2E氣象衛星云圖特征分析等對青海東北部2016年8月18日局部暴雨進行分析。結果表明，此次暴雨天氣過程主要是副高西伸、加強，588線正好位于青海省東部地區，副高外圍西南氣流不斷向青海省東部輸送暖濕空氣，加上孟灣低值系統和“電母”影響，加強我國內陸水汽輸送，受西南暖濕氣流和巴湖槽底下滑冷空氣共同影響，為此次降水提供必要條件。從中尺度綜合分析看，強降水區發生在地面干線和輻合線附近，雖然地面干線、地面輻合強度較弱，但利于強降水形成;700 hPa受切變線影響，利于上升運動產生。θse大值區與強降水落區也基本吻合，對預報有一定指示意義。

關鍵詞 ? ?暴雨;水汽輸送;中尺度特征;青海東北部地區

中圖分類號 ? ?S161.6 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）22-0162-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

暴雨是夏季青藏高原出現的主要災害性天氣之一，常給社會經濟和人民生命財產安全帶來影響。近年來，許多學者從氣候特征、大尺度環流背景、物理診斷和數值模擬等方面對青藏高原邊緣地區發生的暴雨做了大量研究工作[1-6]，原暴雨是在各種尺度天氣系統相互作用下產生的，有利的大尺度環流是產生暴雨的背景，而中小尺度系統才是產生高原暴雨的直接系統[7]。青藏高原東部中小尺度系統活動頻繁[8]，只有少數中小尺度對流系統發生發展產生暴雨[3-4，6，9]。

1 ? ?天氣實況

2016年8月18日青海省東北部地區出現一次小范圍暴雨天氣過程，此次過程具有降水強度大、范圍小、持續時間短等特點。17日20：00至18日20：00，全省共6個站出現暴雨，降水量最大值出現在湟源縣大華鎮（70.4 mm），較大降水量出現在：湟源縣湟源64.6 mm、湟源縣申中鄉62.9 mm、剛察縣熱水工業園區59.5 mm、祁連縣卓爾山景區51 mm。湟源縣本站和大華鎮逐小時降水量如圖1所示，主要降水時段集中在7：00—8：00，小時最大雨強為52.4 mm/h，出現在湟源縣。此次天氣過程以短時強降水為主，并伴有強雷暴等強對流天氣。

2 ? ?成因分析

2.1 ? ?環流形勢分析

500 hPa上，17日20：00歐亞中高緯為兩槽一脊型，兩槽分別位于巴爾喀什湖附近和日本海上空，高壓脊位于貝加爾湖以北，孟加拉灣和臺灣地區有低值系統活動。青海省中東部處在584 gpm和588 gpm范圍內，588線位置位于青海省南部，且具有明顯暖中心。18日8：00環流形勢，烏拉爾山阻塞高壓繼續維持，但強度減弱，位于巴爾喀什湖附近西亞槽東移略有南壓，位于孟加拉灣和臺灣地區兩低值系統強度明顯加強，加強孟灣和南海附近水汽輸送，水汽源源不斷通過臺風于副高間偏東氣流向我國內陸地區輸送水汽，提供了青海省此次降水重要水汽來源。青海省受西亞槽底部分裂短波槽及下滑冷空氣影響，使降水發生前冷空氣入侵青海省，為此次降水提供了必要的條件。副高西伸加強，青海省大部仍處于588 gpm和584 gpm之間，受高壓外圍偏西南氣流控制，不斷輸送暖濕氣流影響青海省，588線不斷在青海省中東部擺動，是造成此次強降水過程的最重要影響系統，同時這也是造成青海省中東部大到暴雨經典模型之一。

2.2 ? ?衛星云圖分析

17日夜間青海省東北部一直有對流云系存在，對流云系主體周圍有多個對流單體云系存在，17日夜間至18日凌晨，對流云系開始發展并慢慢東移，周圍的對流單體開始不斷合并到主體云系當中，18日7：10對流云系發展旺盛，覆蓋范圍大，形成邊界清晰的中尺度對流云團，由8：20可見光云圖可看出，云團頂部粗糙有陰影，說明此時對流云系處于發展旺盛階段，強降水就發生在7：10—8：30。12：10左右對流云系開始減弱并東移，結構變得松散。

2.3 ? ?雷達圖分析

湟源縣是此次降水量最強縣站，小時最大雨強出現在7：00—8：00，達到52.4 mm/h。6：12降水回波從西面進入湟源縣，不斷加強并往東北向移動，最強降水出現在7：10—8：10。此次降水過程在雷達圖上表現為對流云降水，平均降水回波強度在40 dBz以上，對流回波頂高度最高達18.3 km，強回波高度在14.2 km左右，強回波中心60 dBz。

2.4 ? ?中尺度綜合分析

從18日8：00中尺度綜合分析可看出，500 hPa青海省東北部處于副高外圍西南暖濕氣流中，青海省西北部上空有一弱冷溫槽，且東北部有一明顯降溫區，表征有冷平流活動，副高外圍輸送的暖濕空氣與北部下滑冷空氣共同作用，造成此次強降水。水汽方面，700 hPa和500 hPa青海省東北部都處于T-Td≤5 ℃的高濕區中，說明整層大氣濕層較厚，這也是產生大降水的有利條件之一。700 hPa受切變線影響，風場上有明顯輻合，有利于產生強烈上升運動。θse大值區基本分布在青海省東部，說明該地區高能高濕較明顯，出現較大降水落區就在θse為80 ℃的范圍內，對降水有較好的指示意義。從地面分析可看出，強降水發生在地面輻合線以北和地面干線附近。

3 ? ?熱力動力條件分析

暴雨形成不僅需要充沛水汽和不穩定能量，還需要有動力出發機制，促進水汽凝結抬升、能量釋放等。

3.1 ? ?水汽條件

水汽是形成暴雨的必要條件之一，暴雨發生既需要充沛水汽，還需要有源源不斷的水汽輸送并在降水區附近輻合。相對濕度大小反映了大氣中水汽含量的多少，即水汽累積程度。因此，從相對濕度變化可看出此次降水過程中水汽變化。從17日20：00相對濕度場看，到18日8：00相對濕度值明顯增大，從70%增大至90%，有一個明顯增濕過程，相對濕度值達90%，說明大氣中水汽含量接近飽和;在強降水發生時段內，青海東部相對濕度一直處于90%以上，且相對濕度大值區出現的時間和位置與暴雨發生時間和落區基本一致。

比濕、水汽通量散度可反映水汽條件的好壞。通過不同時次比濕場可以看出，17—18日，青海省中東部地區一直維持著較大比濕，尤其是東北部地區比濕數值明顯比較大，且均處于水汽通量散度輻合區當中。強降水發生前期，500 hPa水汽通量散度場來看，強降水區域水汽通量散度為負值;降水發生時段內，500 hPa水汽通量散度場轉為正值，說明水汽在強降水區域上空輻合，18日8：00降水地區700 hPa比濕場一直維持著12 g/kg的高比濕值，達到青海省大到暴雨比濕閾值，500 hPa比濕場比濕也達到6 g/kg左右，說明水汽充足且濕層較厚，利于強降水發生和維持。

3.2 ? ?散度

在散度場上，低層輻合、高層輻散抽吸作用加強了上升運動，為本次暴雨提供了動力條件。8月18日8：00散度場上，700 hPa上青海湖以東位于輻合區中;500 hPa上青海東部輻合加強，輻合中心位于青海湖以北，輻合作用加強了對流層中低層水汽輻合;在250～150 hPa轉為強輻散區，整個青海東部位于輻散區中，150 hPa輻散達最強，輻散中心位于青海湖附近，中心值為5.2×10-5/s。散度場上高層輻散、低層輻合配置有利于上升運動，符合抽吸原理，特別是高層強輻散為強降水提供了良好的動力條件。

4 ? ?結論

（1）此次暴雨天氣過程主要是由于副高西伸、加強，588線正好位于青海省東部地區，副高外圍西南氣流不斷向青海省東部地區輸送暖濕空氣，加上孟灣低值系統和“電母”影響，加強了我國內陸水汽輸送，受西南暖濕氣流和巴湖槽底下滑冷空氣兩者共同影響，為此次降水提供了一些必要條件[10-12]。

（2）從中尺度綜合分析看，強降水區發生在地面干線和地面輻合線附近，雖然地面干線、地面輻合強度一般較弱，但非常利于強降水形成;700 hPa受切變線影響，利于上升運動產生。θse大值區與強降水落區也基本吻合，對預報有一定指示意義。

（3）強降水發生前，青海省東北部一直有對流云系，不斷發展并且東移，經過青海省東部時已發展成為旺盛中尺度對流云團，造成此次短時強降水發生。

（4）通過對相對濕度場、比濕場的分析來看，此次降水過程，青海東部深厚的濕層，為強降水的產生提供了充沛的水汽，為此次強降水天氣提供了另一必要條件。

（5）散度場上，低層輻合、高層輻散配置有利于強降水發生，因為高低層有力配合，容易形成強烈抽吸作用，加強上升運動，有利于強對流發展，為強降水發生提供了有利的動力條件[13-15]。

5 ? ?參考文獻

[1] 何光碧，曾波，郁淑華，等.青藏高原周邊地區持續性暴雨特征分析[J].高原氣象，2016，35（4）：865-874.

[2] 肖遞祥，楊康權，徐棟夫，等.副高西側四川盆地兩次極端暴雨過程分析[J].高原山地氣象研究，2015，35（4）：10-18.

[3] 周長艷，唐信英，李躍清.青藏高原及周邊地區水汽、水汽輸送相關研究綜述[J].高原山地氣象研究，2012，9（3）：76-83.

[4] 何光碧.高原切變線研究回顧[J].高原山地氣象研究，2013，33（1）：90-96.

[5] 葉篤正，高由禧，陳乾.青藏高原及其緊鄰地區夏季環流的若干特征[J].大氣科學，1977（4）：289-299.

[6] 王建生.湖北省一次區域性暴雨過程的綜合分析[J].暴雨災害，2008，27（2）：154-159.

[7] 王川，壽紹文.一次青藏高原東側大暴雨過程的診斷分析[J].氣象，2003（7）：7-12.

[8] 朱乾根.天氣學原理與方法[M].3版.北京：氣象出版社，2000.

[9] 葉篤正，高由禧，陳乾.青藏高原及其緊鄰地區夏季環流的若干特征[J].大氣科學，1977（4）：289-299.

[10] 李曉霞，尚大成，諶蕓，等.甘肅隴南兩次不同強度暴雨天氣的中尺度特征分析[J].高原氣象，2013，32（5）：1389-1399.

[11] 肖遞祥，顧清源，祁生秀，等.2007年7月川東北連續三場大暴雨過程的診斷分析[J].暴雨災害，2008，27（3）：231-236.

[12] 任余龍，楊文月，武學琴，等.青藏高原東部邊緣一次大暴雨發生機制研究[J].高原氣象，2010，28（3）：315-321.

[13] 李施穎，肖天貴.近35年云貴高原暴雨特征分析[J].高原山地氣象研究，2016，36（3）：21-26.

[14] 段旭，李英.低緯高原地區一次中尺度對流復合體個例研究[J].大氣科學，2001，25（5）：676-682.

[15] 陶詩言.中國之暴雨[M].北京：科學出版社，1980.