2016年8月23—24日青海省河南縣強(qiáng)降水天氣診斷分析

彭英超 徐開(kāi)宇 陳晶

摘要利用常規(guī)觀測(cè)資料、Micaps、衛(wèi)星云圖、多普勒雷達(dá)資料等，從環(huán)流背景、物理量、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波等方面，對(duì)2016年8月23—24日青海省河南縣出現(xiàn)的一次短時(shí)強(qiáng)降水天氣進(jìn)行分析，探討造成此次強(qiáng)降水的主要成因。結(jié)果表明，在588 dagpm線副高控制范圍內(nèi)高濕高溫狀態(tài)下，冷暖空氣的匯合以及切變輻合造成了此次對(duì)流不穩(wěn)定；在具備充分水汽供應(yīng)的條件下，垂直方向上低空輻合、高空輻散的配置為此次降水提供了動(dòng)力條件。對(duì)流旺盛、雷達(dá)強(qiáng)回波帶過(guò)境的地方會(huì)造成強(qiáng)降水。

關(guān)鍵詞強(qiáng)降水；環(huán)流背景；物理量場(chǎng)；衛(wèi)星云圖；雷達(dá)回波

中圖分類號(hào)S161.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）16-0173-03

Diagnosis Analysis of Heavy Rainfall Weather in Henan County of Qinghai Province from 23 to 24 August，2016

PENG Yingchao， XU Kaiyu，CHEN Jing（Huangnan Prefecture Meteorological Bureau， Tongren， Qinghai 811399）

AbstractUsing conventional observation data， Micaps， satellite images and Doppler radar data，from the aspects of circulation background， physical quantity， satellite cloud map， radar echo and so on，the short term heavy rainfall weather occurred in Henan County in August 23-24， 2016 was analyzed，and the main causes of the heavy rainfall were discussed.The results showed that in the subtropical high control within the scope of the high temperature wet state of 588 dagpm line，the confluence of cold and warm air， and the shear convergence caused the convective instability.With sufficient water vapor supply conditions， the configuration of the vertical direction of the upper divergence and lowlevel convergence provided dynamic conditions for the precipitation.Strong convection， radar strong echo zone transit would cause heavy rainfall.

Key wordsHeavy rainfall； Circulation background； Physical quantity； Satellite cloud map； Radar echo

作者簡(jiǎn)介彭英超（1990—），女，藏族，青海循化人，助理工程師，從事天氣預(yù)報(bào)服務(wù)研究。

收稿日期2017-04-12

短時(shí)強(qiáng)降水是青海高海拔地區(qū)夏季主要的災(zāi)害性天氣之一，而強(qiáng)降水的特征屬于中小尺度天氣系統(tǒng)，并且突發(fā)性較強(qiáng)，時(shí)空尺度小，發(fā)展和移動(dòng)速度較快，一旦降水強(qiáng)度較大，很容易引發(fā)災(zāi)害，因而這也成為了天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作中重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。近年來(lái)，雖然國(guó)內(nèi)不少專家從機(jī)理、成因、影響系統(tǒng)、預(yù)報(bào)難點(diǎn)等方面對(duì)強(qiáng)降水過(guò)程進(jìn)行了研究，認(rèn)為強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展與大氣水汽條件、不穩(wěn)定性、抬升力條件和風(fēng)垂直切變強(qiáng)度等密切相關(guān)[1-5]，但強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生也因不同地理位置、天氣系統(tǒng)和地形有較大的差異。尤其青海作為青藏高原的一部分，地形復(fù)雜，下墊面多樣，加之站點(diǎn)的缺稀[6]，強(qiáng)對(duì)流天氣的分析更成為薄弱環(huán)節(jié)。筆者利用常規(guī)觀測(cè)資料、Micaps、衛(wèi)星云圖、多普勒雷達(dá)資料等，從環(huán)流背景、物理量、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波等方面，對(duì)2016年8月23—24日青海省河南縣出現(xiàn)的一次短時(shí)強(qiáng)降水天氣進(jìn)行分析，探討造成此次強(qiáng)降水的主要成因，為以后預(yù)報(bào)此類天氣過(guò)程提供參考。

1天氣實(shí)況與災(zāi)情

2016年8月23、24日河南縣連續(xù)2 d出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水天氣（圖1）。23日降水主要集中在22∶00—24∶00，最大降水是23∶00的24.6 mm，過(guò)程降水量達(dá)50.2 mm。24日夜間又在河南縣本站出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，其中20∶00—21∶00降水達(dá)58.5 mm，突破歷史極值，

此后降水逐漸減小，至次日01∶00降水才結(jié)束，總降水達(dá)66.8 mm。該地連續(xù)2 d降水都達(dá)到暴雨量級(jí)，并且降水相對(duì)集中，時(shí)間短，強(qiáng)度大。

此次暴雨天氣致使該縣233戶、998人受災(zāi)，1人輕微受傷，損壞房屋（包括二層樓房、平房、輔助房）345間，沖毀涵洞6個(gè)、損毀小型橋梁1座，沖毀帳篷17頂，損壞網(wǎng)圍欄1 500 m，倒塌圍墻1 700 m，1輛出租車嚴(yán)重泡水報(bào)廢，損壞5輛摩托車，群眾家中室內(nèi)裝潢家具家電等日用品受到不同程度的損壞，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)237萬(wàn)元。

2天氣形勢(shì)分析

2.1500 hPa環(huán)流形勢(shì)

23日08∶00（圖2a），青海省在588 dagpm副熱帶高壓控制范圍下，592 dagpm高壓中心位于四川—江蘇一帶，河南縣地處四川西部方位，受592 dagpm外圍偏東南氣流影響，青海省東部地區(qū)溫度露點(diǎn)差≤5 ℃。到了23日20∶00，隨著白天溫度升高，全省又處于很強(qiáng)的暖中心區(qū)域，溫度露點(diǎn)差逐漸減小至3 ℃以內(nèi)，即處于高濕高溫狀態(tài)下，配合400 hPa青南地區(qū)玉樹(shù)至河南一線受偏西風(fēng)與偏東風(fēng)的輻合，這種高低空配置有利于此次強(qiáng)降水的形成。到了24日20∶00（圖2b），副熱帶高壓繼續(xù)加強(qiáng)西伸，控制整個(gè)西藏地區(qū)，在高壓內(nèi)部西藏地區(qū)色林措湖附近形成斷裂的閉合588 dagpm小高壓，青海西南部小唐古拉受其小高壓影響，風(fēng)向從東南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏西南風(fēng)，即整個(gè)青南地區(qū)受西南氣流影響；河南縣上游的同德地區(qū)T-Td≤1 ℃，為濕度中心；在巴爾喀什湖高空槽的80°E附近區(qū)域等溫線密集，高空鋒區(qū)明顯，冷空氣南下，冷平流進(jìn)入暖區(qū)，造成冷暖空氣的匯合，并且在青海湖偏南、河南縣上游的貴南站附近形成切變輻合，造成對(duì)流不穩(wěn)定，形成了局地大暴雨天氣。在整個(gè)過(guò)程中，副熱帶高壓的西進(jìn)加強(qiáng)也說(shuō)明能量集聚。

2.2地面形勢(shì)8月23、24日地面形勢(shì)比較相似，青海均受熱低壓控制。24日14∶00中高緯度位于巴爾科什湖冷高壓中心，不斷分裂的冷空氣南下在北疆堆積，分成兩路侵入青海省，一路從海西侵入，另一路從河西走廊東移倒灌青海東北部。至24日20∶00，全省都有冷空氣，為正變壓、負(fù)變溫。午后冷暖空氣的匯合，是造成熱對(duì)流的條件之一[7]。并且從24日17∶00的流線圖上看（圖3），河南地區(qū)輻合較強(qiáng)，成為輻合中心，這也是強(qiáng)降水形成前的觸發(fā)條件。

3物理量分析

3.1水汽條件

分析8月22日20∶00—24日20∶00的水汽通量散度發(fā)現(xiàn)，700 hPa 22日20∶00青海省境內(nèi)大部分都是正值區(qū)，23日08∶00青藏高原中東部水汽有明顯的增加趨勢(shì)，到24日20∶00青南地區(qū)形成了最大中心值為-37×10-7g/（cm2·hPa·s）的輻合區(qū)，河南縣上空輻合值達(dá)-8×10-7g/（cm2·hPa·s）， 并且大降水區(qū)均在水汽通量輻合帶中。500 hPa河南縣為輻合區(qū)，上升至400、300 hPa表現(xiàn)為正值，為輻散區(qū)。強(qiáng)降水過(guò)程在水汽通量散度場(chǎng)上低層輻合高層輻散，為暴雨天氣提供了必要的水汽凝結(jié)條件。

3.2渦度場(chǎng)

8月23日強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生前期，從渦度場(chǎng)可以看出，在青海偏南地區(qū)500 hPa有一個(gè)45.3×10-6s-1的強(qiáng)輻合中心。從渦度場(chǎng)垂直剖面圖看，青南地區(qū)300 hPa以上為輻散氣流，輻散中心位于150 hPa附近，中心值為-36×10-6s-1，300 hPa以下為正渦度區(qū)，最大輻合中心在青海省海南州偏南地區(qū)，中心值為32×10-6s-1，高低空的強(qiáng)輻合輻散中心與強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生過(guò)程中暴雨落區(qū)有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4不穩(wěn)定層結(jié)分析

由于此次強(qiáng)降水也屬于青南地區(qū)大范圍的區(qū)域降水，受西南氣流影響，河南縣沒(méi)有探空站，所以在分析不穩(wěn)定層結(jié)時(shí)選取河南上游站達(dá)日站作為指標(biāo)站。通過(guò)抬升指數(shù)（LI）、最大對(duì)流穩(wěn)定度指數(shù)（BIC）對(duì)層結(jié)穩(wěn)定度進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LI在此次降水過(guò)程的23日20∶00、24日20∶00都由正值變?yōu)樨?fù)值，LI<0 ℃表示層結(jié)不穩(wěn)定；BIC越高越有利于降水的產(chǎn)生[8]，在此次降水過(guò)程中BIC呈上升趨勢(shì)，并且在24日20∶00從2.2 ℃直接上升至9.2 ℃（表1）。說(shuō)明層結(jié)穩(wěn)定度指數(shù)的變化可以有效地判斷大降水的產(chǎn)生。

分析上游達(dá)日站探空資料發(fā)現(xiàn)，23日08∶00開(kāi)始整個(gè)低層到高層水汽條件都較好，說(shuō)明此次降水始終處于高濕高溫狀態(tài)。24日20∶00（圖4），550～300 hPa有較強(qiáng)的不穩(wěn)定正能量區(qū)，濕度條件也是從低層到高層較好，400～500 hPa風(fēng)切變明顯，提供抬升條件易形成強(qiáng)對(duì)流，也就是河南縣在23日22∶00—23∶00、24日20∶00—21∶00分別出現(xiàn)了24.6、58.5 mm的短時(shí)強(qiáng)降水。

5衛(wèi)星云圖分析

從此次強(qiáng)對(duì)流天氣衛(wèi)星云圖演變分析得知，23與24日降水云系演變過(guò)程較相似，在此重點(diǎn)分析24日云系演變情況。24日12∶00開(kāi)始玉樹(shù)、果洛有對(duì)流單體發(fā)展，結(jié)構(gòu)密實(shí)清晰；到18∶00（圖5a），整個(gè)青南地區(qū)上空對(duì)流云團(tuán)擴(kuò)大發(fā)展勢(shì)頭旺盛，并且緩慢向東南方向移動(dòng)，云團(tuán)主力前沿已到達(dá)共和、貴南一帶；21∶00分裂的對(duì)流云團(tuán)逐漸合并擴(kuò)大成一片（圖5b），并且在黃南州上空維持，云團(tuán)內(nèi)最強(qiáng)處白色塊狀云系在澤庫(kù)與河南交界處，云頂亮溫TBB最大值達(dá)236 K，說(shuō)明此時(shí)對(duì)流旺盛。到了23∶00，云系在原地開(kāi)始減弱，降水也逐漸減小。

6雷達(dá)回波分析

從雷達(dá)回波演變可以看出，24日18∶00河南縣西部地區(qū)出現(xiàn)了大片的回波區(qū)，并在逐漸往東方向移動(dòng)過(guò)程中形成一條回波帶，到了20∶18河南縣上空有西南—東北走向的回波帶，最大回波強(qiáng)度達(dá)42 dBz，并且回波強(qiáng)度比較深厚。受此強(qiáng)回波帶影響，河南地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)度較大的短時(shí)暴雨。

7結(jié)論

（1）在588 dagpm副熱帶高壓控制范圍內(nèi)，同時(shí)配合很強(qiáng)的暖中心區(qū)域，溫度露點(diǎn)差在3 ℃以內(nèi)的高濕高溫狀態(tài)下，冷平流進(jìn)入暖區(qū)造成冷暖空氣的匯合，并且形成切變輻合，造成對(duì)流不穩(wěn)定，形成了此次過(guò)程局地大暴雨天氣。

（2）持續(xù)的高溫天氣為強(qiáng)降水積累了一定的能量；在具備充分水汽供應(yīng)條件下，渦度場(chǎng)上的低空輻合高空輻散的配置，為此次降水提供動(dòng)力條件。抬升指數(shù)（LI）、最大對(duì)流穩(wěn)定度（BIC）等層結(jié)穩(wěn)定度指數(shù)的變化是判斷大降水的一個(gè)重要依據(jù)。

（3）對(duì)流云團(tuán)發(fā)展合并，最大回波強(qiáng)度達(dá)40 dBz、云頂亮溫TBB最大值達(dá)200 K以上，說(shuō)明對(duì)流旺盛、雷達(dá)強(qiáng)回波帶過(guò)境的地方會(huì)造成強(qiáng)降水。

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