2020年西藏拉薩一次強對流天氣過程的成因分析*

旦增冉珍 代華光 德吉白珍 卓瑪 余燕群

（西藏自治區氣象臺，西藏 拉薩 850000）

0 引言

強對流天氣一般因其空間尺度小、突發性強、破壞力大、生命史短而成為天氣預報中的難點。李向紅和尹麗云等［1-3］通過NCEP 資料、雷達及地閃資料和雷達產品分析出，各類強對流天氣過程中負地閃和輻合上升氣流區還有強回波對應關系較好，雷達回波平面和垂直結構特征也很顯著。錢傳海［4-7］等通過數據分析、雷達產品和探空資料，發現堆積后大量的能量鋒區及鋒區上存在垂直渦柱，為強對流天氣過程發生發展具有特殊顯著的功能及有利的動力和熱力學條件。本文利用雷達資料分析了此次強對流過程，為今后預報提供了有利的參考依據。

1 天氣實況

2020年8月14日，西藏拉薩和周邊縣站發生了強對流天氣，區域性特征明顯。拉薩本站以短時強降水和大風天氣為主（圖1）。兩個時間段分布不同，第一時段為8月14 日21時至22時，此階段的強對流天氣主要發生在拉薩市中心，小時最大雨強為16.1mm布達拉宮站，其次是拉薩站15.7mm。第2階段為8月14日22時至23時，過程間強對流天氣分布特征更明顯，分散分布、短時強降水天氣過程為主，沒有出現大風天氣。隨著對流云團的東移，短時強降水主要出現在拉薩東部墨竹工卡站，小時雨強為8.1mm，其次當雄縣（龍仁），小時雨強為4.1mm。

圖1 2020年8月14日21時至22時天氣實況

2 天氣形勢演變

2020年8月14日20時高空500hPa上看（圖2a）歐亞中高緯為兩槽一脊型，伊朗高壓位于78OE 附近。高原上那曲中東部至日喀則北部有明顯的高空槽，那曲東部、拉薩、日喀則西南部、山南、林芝和昌都位于槽前西南氣流中，500hPa、600hPa、700hPa為一致的西南氣流（圖略），西南氣流加強了水汽的輸送。其中高原以南584dagpm線西伸至80°E 附近形成一個高壓單體，使孟灣一帶低渦附近的水汽受阻擋不利于向高原東南部輸送，使此次過程中高原東南部的降水并不明顯，而拉薩處于高壓邊緣的西南風氣流控制中。2020年8月14 日20時100hPa上看（圖2b），南亞高壓呈帶狀型在青藏高原上，中心位于高原30ON附近，拉薩上空高層是個大的輻散場。地面三線圖上看（圖略），拉薩站地面最高氣溫達到21.7℃，降水發生前地面氣壓逐漸下降，積聚了大量不穩定能量有利于雷暴天氣的產生。

圖2 (a)2020年8月14日20時500hpa高空環流；(b)100hpa高空環流

3 物理量診斷分析

3.1 水汽條件

2020年8月14日21時強降水過程中500hPa流場和水汽通量的分布（圖略）。高原強降水開始時，風場上看高原上那曲中東部至日喀則北部有明顯的高空槽，拉薩市位于槽前西南氣流中，降水區拉薩和墨竹工卡站水汽通量值在3至4g·cm－1·hPa－1·s－1。水汽通量大值區位于槽前90O～98OE 區域內，中心值在96OE、32ON 左右，水汽通量值7g·cm－1·hPa－1·s－1以上，西藏高原以南為平直的西風為主，不利于水汽輸送，水汽通量值并不顯著。由此分析出，這次過程中，高原以南的水汽供應不充沛，水汽條件并不顯著。高原上主要受對流云團影響出現強降水，與降水實況比較吻合，是一個明顯的對流單體影響的過程。

3.2 動力條件

8月14日20時拉薩站探空曲線進行分析（圖略），發現：Cape較高達到886.6，CIN 值較低，對流能量充足；中低層500hPa以下大氣處于高濕區，中層以上較干，上干下濕喇叭口狀態，對流很不穩定；垂直風切變底層（500～700hpa）較強，達到12m/s，有利于雷雨大風的形成。

圖3可以看出拉薩站強降水區垂直上升運動值達-0.6Pa·s－1，8月14 日20時至22時對流伸展高，達13km左右（100hPa），體現了深厚的濕對流及較長的中低層強上升運動特征。

圖3 2020年8月14日20時拉薩站垂直速度剖面圖

4 雷達回波特征分析

4.1 回波情況

從組合反射率因子（圖4a）上可以看出，2020年8月14 日20:54:37時，拉薩的西面及北面已經有成片的強回波靠近，回波呈弓狀，拉薩站上空有一單獨的回波，回波最強值達到了65dBz，拉薩站開始出現短時強降水，并伴有雷暴大風，21:30時左右降水強度達到最大。21:54:43時（圖4b）系統完全移出，拉薩強降水結束，回波主體覆蓋后向東北方向移動，東部墨竹工卡上空的回波強度達50dBz比拉薩上空的回波弱，墨竹工卡站開始出現強降水。(圖4c)20時49分09秒雷暴最強時刻，拉薩本站上空的回波頂高度較高，達到9 km，對流發展旺盛。但對應著分析垂直液態水含量資料產品（圖4d）發現數值低，特征不明顯，所以更加確定此次過程期間拉薩附近的強對流天氣主要以短時強降水為主，并沒有出現冰雹。

圖4 （a）拉薩站多普勒天氣雷達產品圖；（b）組合反射率圖；（c）回波頂高圖；（d）垂直液態水含量

4.2 風場情況

雷達風廓線產品（圖5a），能體現出雷達中心上空的垂直風場及隨時間的變化，還有垂直方向上風的切變情況等。從20:54:37的2.4O仰角的徑向速度圖（圖5b）可以清晰地看出，低層為西風，中高層為西南風，風隨著高度的變化而逆轉，存在風向切變。拉薩站西南方向還存在中氣旋，可以推斷對流有加強的趨勢，風向上的切變對強對流發展和后期隨時間不斷維持提供了有利動力條件。雷暴和大風減弱時發現風切變消失，低層到高層轉為一致的西南風。

圖5 拉薩站雷達風廓線產品

5 云圖分析

從拉薩站附TBB 可見，強降水過程發生前14 日20時（圖6a）拉薩站上空TBB 達-30～-40℃，拉薩站西南方向和日喀則站附近生成兩個中小尺度的對流云團a和b，TBB 值-60℃；14 日21時（圖6b）對流云團a和b隨系統移動向東北方向轉變，對流云團a移至拉薩站附近，拉薩附近TBB 值-60～-70℃，西側方向不斷有中小尺度對流云團東移，強降水開始，分鐘降水量不斷遞增，21：00至22：00，小時最大雨強拉薩站達15.7mm；14 日22:00時（圖6c）拉薩站附近的對流云團a發展旺盛，范圍明顯擴大，拉薩附近云頂亮溫TBB 值達-40～-50℃，有利于拉薩的降水持續但逐小時降水強度在減弱。隨著系統的移動，墨竹工卡縣開始受影響，TBB 值-40℃。14 日23時（圖6d）拉薩站上空的云團已經慢慢移出，降水結束。墨竹工卡站上空TBB值-40℃以上的區域面積明顯擴大，與當時拉薩東部降水區域相吻合。

圖6 2020年8月14日，FY-2F 西藏云頂亮溫TBB 分布圖（a、20時；b、21時；c、22時；d、23時）

6 結語

此次過程主要影響系統為高原槽，高空形勢為一致的西南氣流，有利于水汽的輸送。當地面出現增溫降壓，配合高空槽過境，造成了大量的不穩定能量，形成強對流過程。

拉薩和墨竹工卡站水汽通量值在3至4 g·cm－1·hPa－1·s－1，過程期間水汽條件較好。

動力條件上看，大量的不穩定能量的堆積，利于后期強對流的生成發展和不斷維持，垂直速度低層500hpa至200hpa均處于一個強的上升運動區，有-0.6Pa·s－1的上升運動中心,上升運動明顯。

拉薩站上空回波最強值達到了65dBz，周邊有強回波靠近，呈弓狀回波。另外，拉薩站回波頂高達到9km，對流發展旺盛，由于垂直液態水含量較小，所以沒有出現冰雹等特強災害。

雷達風廓線資料可以很好地顯示出雷達中心上空的垂直風場情況，垂直風切變對強對流的發生、發展和維持有很好的指示意義。風切變的出現，可以加強觸發對流天氣。

此次強降水過程中FY-2F 衛星云圖TBB 分布分析出降水過程期間生成多個中小尺度對流云團并發展和不斷補充維持，使TBB 值不斷增大，高原上空TBB 值最大為－60℃～-70℃之間，強降水過程期間拉薩上空的TBB－50℃～-60℃之間。