2016年8月14日臨夏州區(qū)域性暴雨個(gè)例診斷分析

楊文月+張錦泉

摘要 利用地面、高空、雷達(dá)、云圖及自動(dòng)站實(shí)況觀測(cè)資料，對(duì)2016年8月14日18：00至15日8：00出現(xiàn)在臨夏州的區(qū)域性強(qiáng)降水天氣過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：此次過程主要受副高西進(jìn)東退和冷空氣共同影響，且高溫高濕水汽充足，高層冷平流和低層暖濕氣流相互作用下形成對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)，高原低槽的東移和北部冷空氣下滑影響逼迫副高東退是此次強(qiáng)降水天氣過程的主要影響系統(tǒng)之一。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)；暴雨；觸發(fā)機(jī)制；診斷分析；甘肅臨夏；2016年8月14日

中圖分類號(hào) P458.1+21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）23-0210-03

臨夏州位于青藏高原東北側(cè)邊坡區(qū)和黃土高原溝壑過渡區(qū)，地形復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，其中強(qiáng)降水（≥20 mm/h）是夏季主要災(zāi)害性天氣之一，它具有突發(fā)快、局地性強(qiáng)、預(yù)報(bào)難度大等特點(diǎn)。相關(guān)資料表明，強(qiáng)降水是形成暴雨的主要天氣系統(tǒng)，它主要集中在7—8月，是中緯度天氣系統(tǒng)和低緯度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。此次過程前期受副熱帶高壓控制，高溫高濕，是一種造成夏季強(qiáng)降水的主要天氣系統(tǒng)[1-4]。副熱帶高壓系統(tǒng)可分為2種：一是副熱帶高壓邊緣型，在副高西伸及東退時(shí)均可出現(xiàn)強(qiáng)降水，但尤以副高東退時(shí)居多，副高或與高原槽、或與西風(fēng)帶低槽相互作用，可造成大范圍及持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的強(qiáng)降水過程。二是副熱帶環(huán)流系統(tǒng)發(fā)展旺盛，在青藏高原及西太平洋形成2個(gè)閉合的高壓中心，其間為西風(fēng)帶短波槽，隨著西風(fēng)帶槽的東移，可形成大范圍持續(xù)性的強(qiáng)降水[5-8]。2016年8月14日18：00至15日8：00發(fā)生在臨夏地區(qū)的強(qiáng)降水就是受副熱帶高壓邊緣型影響，在副高西伸東退時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)降水，造成了嚴(yán)重的自然災(zāi)害。

1 受災(zāi)情況

8月14日18：00至15日8：00，臨夏州出現(xiàn)區(qū)域性暴雨天氣過程。最大降水量出現(xiàn)在東鄉(xiāng)縣坪莊，為96.6 mm，部分站點(diǎn)降水量也達(dá)到50 mm以上。這次暴雨造成的洪澇災(zāi)害使臨夏州大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，共計(jì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失約1 744萬(wàn)元。

2 天氣實(shí)況

受副高邊緣西南暖濕氣流及北部弱冷空氣共同影響，14日18：00開始臨夏州出現(xiàn)大范圍雷暴天氣，并出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水引發(fā)暴雨。截至15日8：00東鄉(xiāng)坪莊降雨量達(dá)96.6 mm，部分站點(diǎn)均出現(xiàn)暴雨：康樂鳴鹿蜂窩寺83.6 mm、太子山管理局54.4 mm、八丹50.1 mm，和政城子溝82.5 mm、城關(guān)70.9 mm、經(jīng)濟(jì)園區(qū)60.6 mm、倒槐溝60.2 mm、張家莊54.7 mm，積石山吹麻灘79.2 mm、寨子溝77.7 mm、關(guān)家川53.7 mm，臨夏縣韓集78.3 mm、榆林67.4 mm，東鄉(xiāng)坪莊羅家73.1 mm、鎖南伊哈池70.8 mm、坪莊南關(guān)68.7 mm、坪莊鄉(xiāng)坪莊68.1 mm，臨夏市枹罕69.6 mm、西川57.9 mm、枹罕銅匠莊52.0 mm，廣河莊禾集新民56.6 mm（圖1）。此次強(qiáng)降水過程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大、強(qiáng)降水落點(diǎn)范圍廣。

3 形勢(shì)場(chǎng)分析

3.1 高空形勢(shì)

8月14日8：00 500 hPa高空?qǐng)D上，在新疆至巴湖有一冷渦醞釀發(fā)展并東移南壓，從大的環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)顯示呈較淺的兩槽一脊型，青藏高壓發(fā)展東移，在新疆東南部至河西偏北部有風(fēng)切變存在，臨夏州處于副高邊緣區(qū)，見圖2（a）。這種形勢(shì)場(chǎng)為下午發(fā)生強(qiáng)對(duì)流天氣創(chuàng)造了良好的條件。700 hPa高空?qǐng)D上整個(gè)河西中部受暖脊控制，內(nèi)蒙古至河西北部有一明顯的溫度槽形成，河西中部有一風(fēng)切變線，臨夏地區(qū)未來處于過境的風(fēng)切變線區(qū)中，切變線區(qū)的最大風(fēng)速?gòu)?qiáng)度大于12 m/s以上，擾動(dòng)形勢(shì)非常強(qiáng)烈，見圖2（b）。底層風(fēng)速轉(zhuǎn)為東南風(fēng)切入。這種低空的切變線過境形勢(shì)為午后強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)展起到了觸發(fā)作用。

14日20：00 500 hPa高空?qǐng)D見圖3（a），高原低槽進(jìn)一步東移發(fā)展，閉合低渦移至青海湖東南部，溫度槽也配合東移至河西中東部，甘肅河?xùn)|大部仍處于低槽前部西南氣流之中，但風(fēng)速明顯增加，露點(diǎn)溫度差<4 ℃。下滑冷空氣使得高層動(dòng)量逐漸下傳，迫使副高東退，下層氣流擾動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致不穩(wěn)定層結(jié)形成和觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放。

700 hPa高空?qǐng)D見圖3（b），低渦向東南方向移動(dòng)發(fā)展且范圍迅速擴(kuò)大，與此同時(shí)在高原上生成一20℃暖中心，在甘青交界至臨夏地區(qū)有明顯的輻合切變，河?xùn)|大部露點(diǎn)溫度差<2 ℃，低層西南暖濕空氣與低渦后部的冷空氣交匯使該地區(qū)的不穩(wěn)定能量加大。

3.2 地面形勢(shì)

地面圖（圖4）上，臨夏至合作有一995 hPa的低壓發(fā)展，臨夏州處于暖性低壓的梯度帶前沿，華家?guī)X附近的地面風(fēng)場(chǎng)向臨夏地區(qū)吹送東南風(fēng)，強(qiáng)度為8 m/s，臨夏地區(qū)處在SE風(fēng)輻合場(chǎng)中。臨夏地區(qū)吹送的地面SE風(fēng)前鋒加強(qiáng)到12 m/s，這種近地面風(fēng)場(chǎng)的發(fā)展，是中尺度天氣系統(tǒng)背景下，在對(duì)流層中、底層強(qiáng)擾動(dòng)形勢(shì)所致，這種地面形勢(shì)對(duì)局地突發(fā)性強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生和發(fā)展具有重要的動(dòng)力擾動(dòng)作用。

3.3 云圖演變

8月14日16：15衛(wèi)星云圖見圖5（a），青藏高原中東部有大片的對(duì)流云系發(fā)展，在臨夏地區(qū)西北方的西寧附近至循化一線，有強(qiáng)的對(duì)流云發(fā)展。20：15臨夏州西部上空對(duì)流云發(fā)展快速東移，見圖5（b），從22：15至15日凌晨云圖反映整個(gè)對(duì)流云系影響到臨夏地區(qū)，見圖5（c）、（d），對(duì)應(yīng)地面圖綜合分析可看出強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)由西南向東北方向發(fā)展，這種云場(chǎng)形勢(shì)的發(fā)展對(duì)局地強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)展指示性很明顯。

3.4 K指數(shù)

K指數(shù)是描述大氣暖濕程度和穩(wěn)定度的綜合性指標(biāo)之一。一般來說，K指數(shù)越大，大氣層結(jié)越不穩(wěn)定。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)K>35 ℃時(shí)，大氣具有較高的潛能。從8月14日14：00和20：00 K指數(shù)場(chǎng)分析（圖6），可以看出在14：00臨夏州處于32 ℃附近。至20：00臨夏K指數(shù)驟增至40 ℃以上，說明此時(shí)已具備強(qiáng)對(duì)流發(fā)生發(fā)展的熱力條件。

3.5 渦度場(chǎng)

在渦度場(chǎng)（圖7）上，14日8：00 500 hPa上甘肅中部為正渦度區(qū)域，而在河西北部為負(fù)渦度區(qū)，至20：00中低層渦度驟增，500 hPa上轉(zhuǎn)為正渦度形勢(shì)，臨夏一帶形成正渦度中心，尤其是在最大值為39.5×10-5/s，中低層動(dòng)力條件對(duì)對(duì)流的發(fā)生發(fā)展十分有利。

3.6 比濕及濕度場(chǎng)

充沛的水汽條件是強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生不可缺少的條件，水汽的垂直分布也是影響大氣層結(jié)穩(wěn)定度的重要原因。8月14日14：00和20：00 500 hPa比濕場(chǎng)可見，甘肅河?xùn)|大部比濕為8-10 g/kg，而到了20：00比濕場(chǎng)北抬擴(kuò)大，河?xùn)|大部比濕為10-13 g/kg，臨夏州處于比濕為10-12 g/kg，水汽條件十分充沛（圖8）。另外，從20：00 700 hPa相對(duì)濕度場(chǎng)（圖9）可以看出，甘肅中部大部分地方處于水汽輻合區(qū)內(nèi)，與短時(shí)強(qiáng)降水和暴雨落區(qū)基本對(duì)應(yīng)。這種低層存在淺薄濕層且有明顯水汽輻合而高層較干的水汽垂直分布對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水和暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展十分有利。

從上述物理量形勢(shì)場(chǎng)分析可知，引起強(qiáng)烈的水平輻散[9-10]，在對(duì)流層中正渦度平流梯度造成明顯的上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)流層中下層的溫度平流明顯（上層冷平流，下層暖平流），加強(qiáng)了局地層結(jié)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）2016年8月14日臨夏州出現(xiàn)的區(qū)域性強(qiáng)降水天氣過程發(fā)生在盛夏副高西伸北抬中，溫度高、濕度大，能量不斷聚集，使大氣不穩(wěn)定度增加。當(dāng)受冷空氣侵入后，逼迫副高東退，且對(duì)流層中高層有明顯冷平流，中空前傾槽迭加在低層暖區(qū)內(nèi)，近地面擾動(dòng)形勢(shì)明顯，實(shí)屬暖區(qū)穩(wěn)定天氣背景下，由冷空氣擾動(dòng)出現(xiàn)副高東退引起強(qiáng)烈的不穩(wěn)定因素造成。

（2）強(qiáng)降水引發(fā)暴雨是臨夏州主要的災(zāi)害性天氣之一，往往出現(xiàn)在下午和傍晚，因天氣尺度小、對(duì)流發(fā)展快，對(duì)局地造成的災(zāi)害較嚴(yán)重。

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