青海省短時強降水特征及其與定常要素的關系淺析

中圖分類號：P426.6 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0193-0

青海省夏季短時強降水多發，且由于生態地質環境脆弱，易引發山洪、泥石流等自然災害。氣象工作者對高原地區的短時強降水開展了大量研究工作，蘇永玲等[1]對青海樂都兩次短時強降水環境條件進行對比分析，張變變等[2對青海東部地區短時強降水特征及環境參數閾值進行分析，朱平等[3針對青海省包括短時強降水在內的多種致災性對流天氣的時空分布特征開展大量研究，楊振鑫等4確定了青藏高原東北側短時強降水閾值并對其進行特征分析。大多數研究或針對1＼～2次天氣過程開展機理研究，或利用國家站資料開展分布分析，這些研究的空間分辨率較低。對此，系統研究精細化短時強降水分布規律分析及其出現頻次與定常要素的關系，對提升短時強降水的預報能力具有重要意義。

1資料與方法

1.1資料

在青海省選取2016年5月1日建設的自動氣象站、國家氣象站、天氣站、區域氣象站小時氣象數據進行研究，考慮到數據的連續性，對站點進行了初步的質量控制。小時降水記錄數不少于該站該年5一9月總時數的 98% ，否則即使其他年份的數據是完整的，依然視該站點的數據不可用。經過篩選，最終將52個國家站、152個天氣站和333個區域站共計537個觀測站的2016—2021年5月1日—9月30日的小時降水數據確定為研究對象。

要素平均場及多年氣候值源于國家氣候中心大氣環流交互分析平臺。

1.2 方法

根據中國氣象局《短時臨近天氣預報業務規定》，將1h降水量 ?20mm 的降水過程定義為短時強降水。利用ArcGIS將青海省（北緯 31^°36^′～39^°19^′ ，東經89^°35^′～103^°04^′ ）范圍內所選站點數據以 0.05×0.05 經緯度分辨率插值生成柵格圖像，分析全站點短時強降水出現頻次空間分布特征，得到青海省短時強降水易發高發區分布圖。采用天氣分析、對比分析方法，開展短時強降水頻次與定常要素場的關系分析。

2短時強降水的空間分布特征

2.1短時強降水次數的空間分布特征

計算2016—2021年各站出現短時強降水的總次數可知，537個站6年出現短時強降水的總次數為506次，海西中西部出現次數基本為0，玉樹大部、海西東部偶爾出現，但出現次數很少超過2次，超過2次的區域包括了東經 98^° 以東的青海省大部分地區，超過5次的站點主要分布在以下地區：黃南州的尖扎縣、河南縣，澤庫縣，海東市的民和縣，西寧市的大通縣、湟中區及海南州同德縣。其中，黃南州尖扎縣坎布拉鎮直崗拉卡村示范園出現次數最多，達到11次，海東市民和縣馬營鎮王家村次之，達到8次。

2.2小時雨強極值的空間分布特征

分析2016—2021年各站小時雨強極值空間分布可知，海西西部、南部雨強在 8mm 以下，雨強超過16，20mm 的區域為玉樹東部和東經 98^° 以東的地區，雨強超過 30mm 的站點集中分布在河南縣、同德縣、貴南縣，同時也分散分布在海西東部、海北州、西寧市、海東市、黃南州。最大小時雨強為 63.9mm ，出現在河南縣托葉瑪鄉吾特村；其次為 51.9mm ，出現在澤庫縣和日鄉巴灘牧場。

3短時強降水頻次與定常要素的關系

根據各年出現短時強降水的總次數，將年短時強 降水出現次數 lt;50 次的認定為少發年，50次 ? 年短時 強降水出現次數 lt;100 次的為正常年，100次 ? 年短 時強降水出現次數 lt;150 次的為偏多年， ?150 次的 為多發年。青海省強降水年份劃分具體見表1。并且以 此為依據分析強降水發生頻次與夏半年定常要素的 關系。

3.1短時強降水分布與 500hPa 高度場的關系

由圖1可知， 500hPa 平均高度場均呈現東高西低的形勢，東亞地區環流較為平直，太平洋上則是北低槽、南高壓的形勢。2016年南部高壓勢力較常年整體偏強，588線西伸至臺灣島以東洋面，2018年太平洋高壓勢力較2016年明顯偏弱，但仍略強于多年平均。距平場上，太平洋大部分地區位勢高度較歷年偏高，且北部偏高更為明顯。

500hPa 平均高度場均呈現東高西低的形勢（圖2），東亞地區環流較為平直，太平洋上則是北低槽、南高壓的形勢，除2019年北部低槽位于太平洋東北部阿拉斯加灣，其余年份均位于太平洋北部。2017、2019、2020、2021年太平洋高壓勢力均較常年偏強，其中2017、2020、2021年588線西伸至臺灣島以西洋面，2019年較其他3年略弱，但也強于多年平均場。距平場上，太平洋地區南部位勢高度較歷年偏高，但北部偏低明顯。

綜合可知， 500hPa 位勢高度距平場對短時強降水發生次數有一定的指示意義：短時強降水少發年、正常年，太平洋地區位勢高度南部較常年偏高，北部則明顯偏低；短時強降水多發年、偏多年，太平洋地區位勢高度較歷年偏高，且北部偏高更為明顯。

3.2短時強降水分布與海平面氣壓的關系

夏半年海平面氣壓圖中陰影區為距平場，等值線為平均場。分析2016、2018年夏半年海平面氣壓及距平（圖3）可知，2016、2018年夏半年平均海平面氣壓均呈東高西低的形勢分布，高壓中心位于東太平洋北部，北太平洋大部分地區海平面氣壓高于常年，高壓中心以北地區較常年偏高最為明顯，分別偏高 5hPa 和 2016年西伯利亞高壓監測區（方框內區域，北緯 40^°～60^° 、東經 80^°～120^° ）海平面氣壓較常年偏高 2018年接近常年同期。2016年青藏高原地區較常年偏高 1～2hPa ，2018年接近常年同期。

分析短時強降水正常年和少發年夏半年海平面氣壓及距平圖（圖4可知，2017、2019、2020、2021年平均氣壓場均呈東高西低的形勢分布，高壓中心位于東太平洋。距平場上，除2019年的其他年份（2017、2020、2021年）均為太平洋北部地區海平面氣壓低于常年，中部、南部的絕大部分地區高于常年。2017、2020、2021年西伯利亞高壓監測區的海平面氣壓距平都表現為東部略偏高、西部略偏低，而2019年則是大部分地區偏高 1hPa_? 。青藏高原地區2017、2019年較常年偏高 1～2hPa ，2020、2021年較常年偏高 5hPa 。

綜上可知，東高西低的海平面氣壓形勢場、青藏高原和西伯利亞高壓監測區的海平面氣壓距平場均與強降水出現次數未存在直接的關聯。而太平洋地區海平面氣壓距平場則根據多發年、偏多年、正常年、偏少年有明顯不同，在多發年、偏多年，北太平洋大部分地區海平面氣壓高于常年，高壓中心以北地區較常年偏高最為明顯。而正常年、偏少年（除2019年），太平洋北部地區海平面氣壓低于常年，中部、南部的絕大部分地區高于常年。

3.3短時強降水分布與水汽輸送的關系

分析短時強降水多發年和偏多年夏半年水汽通量散度距平場（圖略）可知，2016年青海除西南部的大部分地區，水汽通量散度距平表現為正值，表明以上區域水汽通量散度大于常年，即該區域的水汽獲得量少于常年。2018年，青海省西部地區水汽通量散度表現為正值，東部為負值，表明西部水汽獲得量少于常年、東部水汽獲得量多于常年。

分析短時強降水正常年和少發年（圖略）可知，2017、2019年水汽通量散度分布與2018年相似，西部水汽通量散度距平表現為正值，東部為負值。2020、2021年則與2016年相似，青海除西南部的大部分地區，水汽通量散度距平表現為正值。

綜合而言，水汽輸送的輻合輻散距平場并未因短時強降水的出現次數多少表現出特定的特征，表明水汽輸送的輻合輻散場對大尺度的降水有所反應，對由中小尺度系統造成的短時強降水缺少指示意義。

4結論

（1）青海省海西中西部幾乎未出現短時強降水，玉樹大部、海西東部偶有出現，東經 98^°"以東的青海大部分地區是短時強降水出現區域，其中黃南州的尖扎縣、河南縣、澤庫縣，海東市的民和縣，西寧市的大通縣、湟中區以及海南州同德縣為短時強降水多發區。

（2）海西西部、南部最大小時雨強在 8mm 以下，小時雨強超過 16，20mm 的站點在玉樹東部及東經 98^°"以東地區均有出現，小時雨強超過 30mm 的站點在黃南州河南縣、海南州同德縣、貴南縣較為常見。此外，最大小時雨強為 63.9mm ，出現在河南縣托葉瑪鄉吾特村。

（3） 500hPa 高度場、海平面氣壓對短時強降水預測具有一定的指示意義，如夏半年 500hPa 距平場上，太平洋地區位勢高度較歷年偏高，且北部偏高更明顯，或北太平洋大部分地區海平面氣壓高于常年，高壓中心以北地區較常年偏高較為明顯，出現短時強降水的頻次偏多。

（4）此次研究僅選擇了2016—2021年共計6年的數據，時間序列短，不能完整反映短時強降水的空間分布特征。在今后工作中應繼續增加研究數據的時間序列長度，并增加檢驗次數，不斷完善研究成果。此外，嘗試用夏半年定常要素場特征反映短時強降水出現頻次，僅能判斷大致的短時強降水次數。在此基礎上，應繼續開展中小尺度氣象要素場與短時強降水的關系研究，探索短時強降水短臨預報指標，以期提高此類天氣預報預警水平。

參考文獻

[1]蘇永玲，尤桑杰.青海樂都兩次短時強降水環境條件對比分析[J].青海科技，2017，24（2）：79-83.

[2]張變變，晁乾紅.青海東部地區短時強降水特征及環境參數閥值分析[J].青?？萍?，2022，29（1）：128-132.

[3]朱平，俞小鼎，王振會，等.青海高原致災性對流天氣時空分布特征[J].干旱氣象，2019，37（3）：377-383.

[4]楊振鑫，祁萍，孫磊，等.青藏高原東北側短時強降水閾值確定及特征分析[J].干旱氣象，2021，39（4）：563-568.