2015年8月18日至19日西藏全區(qū)強(qiáng)降水過(guò)程分析

卓瑪阿旺卓瑪普次仁

（1.西藏自治區(qū)氣象臺(tái),西藏 拉薩 850000；2.西藏林芝市氣象局，西藏 林芝 860100）

西藏地勢(shì)高亢，地理特征復(fù)雜，天氣氣候復(fù)雜多變［1］。強(qiáng)降水天氣是西藏的主要災(zāi)害性天氣之一，多伴有冰雹。西藏地區(qū)因其地理環(huán)境獨(dú)特強(qiáng)降水具有季節(jié)性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間短等特點(diǎn)。西藏地區(qū)夏季因局地小氣候的作用易出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，并造成洪澇、泥石流及滑坡等災(zāi)害［3］。唐洪［2］分析了西藏高原夏季強(qiáng)降水過(guò)程分析，指出伊朗高壓快速的東進(jìn)，從而在高原形成高原切變線，配合孟加拉灣的水汽產(chǎn)生強(qiáng)降水。上述研究和結(jié)論對(duì)開展西藏地區(qū)強(qiáng)降水天氣分析研究、指導(dǎo)預(yù)報(bào)實(shí)踐具有重要意義。針對(duì)2015年8月18日至19日西藏地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣過(guò)程，從環(huán)境背景場(chǎng)、地面觀測(cè)、水汽條件、動(dòng)力條件、衛(wèi)星云圖等方面進(jìn)行了分析，希望得到的結(jié)論對(duì)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)有一定的參考價(jià)值。

1 降水實(shí)況分析

從2015年8月18日20時(shí)至19日20時(shí)，受高原低渦切變線及伊朗高壓東進(jìn)引導(dǎo)的北部弱冷空氣共同影響，西藏大部地方出現(xiàn)了強(qiáng)降水天氣，其中林芝和昌都北部出現(xiàn)了大雨，其中林芝的林芝站和波密站出現(xiàn)了暴雨；沿雅魯藏布江一線和那曲東部現(xiàn)了中到大雨天氣，其中拉薩降水25mm和墨竹工卡降水41mm；此次強(qiáng)降水中心出現(xiàn)在東部地區(qū)；出現(xiàn)暴雨的站點(diǎn)分別為：林芝65.6mm和波密75.9mm，其中波密75.9mm更是突破了歷史同期極值（同期極值出現(xiàn)時(shí)間為1997年8月9日，為44.1mm）。

2 高空形勢(shì)場(chǎng)分析

從500hpa高度場(chǎng)（圖略）上看中高緯經(jīng)向環(huán)流明顯，為兩槽一脊型；烏拉爾山至咸里海以北為一低值區(qū)，貝加爾湖以東至鄂霍次克海為一寬廣的低值區(qū)，烏拉爾山以東至貝加爾湖以西為一弱脊。18日20時(shí)500hpa上那曲北部有一個(gè)低渦，且低渦切變位于那曲北部至沿江一線。而低層700hpa上林芝地區(qū)受低渦控制，北部有明顯的伊朗高壓脊前弱冷空氣補(bǔ)充到高原，與南部暖濕氣流匯合后產(chǎn)生明顯的降水；19日08時(shí)切變線略有東移南壓至那曲東部至沿江東段一帶，主體雨帶也隨著切變線東移南壓至高原東部一帶，高原西側(cè)的伊朗高壓也逐漸東進(jìn)且不斷引導(dǎo)冷空氣南下；19日20時(shí)隨著伊朗高壓的西伸，高原中西部主要受伊朗高壓控制，切變線東移南壓至昌都北部至林芝一帶，20日08時(shí)切變線基本上東移南壓移出了高原，高原基本上受高壓控制，基本上為偏北風(fēng)。隨著影響系統(tǒng)移出西藏結(jié)束了此次全區(qū)性強(qiáng)降水天氣過(guò)程。

400hpa高度場(chǎng)與風(fēng)場(chǎng)（略圖）與500hpa形勢(shì)場(chǎng)較為相似，伊朗高壓東進(jìn)引導(dǎo)冷空氣南下與南部的西南氣流匯合在高原上形成明顯的高原切變線，與500hpa上的切變線位置和走向基本一致，所以表明此次系統(tǒng)是較為深厚。

200hpa高空?qǐng)D（圖1）上看，高空西風(fēng)急流位于西藏北部且整個(gè)西藏受南壓高壓控制，高原南亞高壓的脊線位于30°N附近，剛好強(qiáng)降水區(qū)也位于高空西風(fēng)急流的右側(cè)的輻散區(qū)，像這種高層強(qiáng)輻散時(shí)有利于加強(qiáng)低層的輻合上升運(yùn)動(dòng)，從而有利于產(chǎn)生強(qiáng)降水或?qū)α餍蕴鞖狻?/p>

圖1 為8月18日20時(shí)200hpa形勢(shì)場(chǎng)

3 地面分析及探空分析

3.1 地面形勢(shì)

西藏地區(qū)強(qiáng)降水時(shí)段地面主要受正變壓負(fù)變溫控制，18日20時(shí)地面輻合線位于沿江一線，輻合線以北24小時(shí)變壓大部為1-3hpa的正變壓，說(shuō)明地面為冷高壓；24小時(shí)變溫發(fā)現(xiàn)沿江一線為-1℃至-4℃的負(fù)變溫，說(shuō)明此時(shí)沿江一線地面有弱冷空氣存在；相應(yīng)在18日20時(shí)從地面風(fēng)場(chǎng)上看地面輻合線位于沿江一線。19日08時(shí)之后西藏東部地區(qū)開始受正變壓負(fù)變溫影響，此時(shí)地面輻合線也東移到了東部一帶，此時(shí)強(qiáng)降水中心也移到了東部地區(qū)，而沿江一線降水開始減弱；24小時(shí)0變壓線與高空切變線對(duì)應(yīng)且逐漸東移南壓的一個(gè)形式；從代表站三線圖（圖2）上看出，沿江一線（墨竹工卡代表）強(qiáng)降水主要出現(xiàn)時(shí)段為19日08時(shí)之前，且墨竹工卡站19日02時(shí)6小時(shí)累計(jì)降水量達(dá)到20mm以上；而東部地區(qū)（林芝代表）強(qiáng)降水主要出現(xiàn)時(shí)段在19日08時(shí)之后，林芝站19日20時(shí)出現(xiàn)了6小時(shí)累計(jì)降水量都達(dá)到40mm以上的對(duì)流性強(qiáng)降水且水汽達(dá)到飽和狀態(tài)。

3.2 探空資料

從18日20時(shí)林芝站探空?qǐng)D上可以分析出，相對(duì)濕度大于80%的濕層從700hpa伸至300hpa，大氣不穩(wěn)定層位于600hpa至400hpa，對(duì)流有效位能CAPE為234.5J∕kg,從整層垂直風(fēng)場(chǎng)上來(lái)看，底層為偏南風(fēng)，高層為偏西北風(fēng)，說(shuō)明林芝低層有暖平流，高層為冷平流，像這種冷暖空氣的交匯有利于對(duì)流不穩(wěn)定能量的釋放，且低層存在風(fēng)向的垂直切變也會(huì)進(jìn)一步的加強(qiáng)對(duì)流。拉薩站探空資料可以分析出，相對(duì)濕度大于80%的濕層從500hpa伸至400hpa，大氣不穩(wěn)定層位于600hpa至400hpa，對(duì)流有效位能CAPE為451.6J∕kg，低層也存在弱的垂直風(fēng)切變。這種上干冷下暖濕的大氣環(huán)境為此次強(qiáng)降水提供了有利條件，且低層風(fēng)的垂直切變可以增強(qiáng)中層干冷空氣的的吸入，通過(guò)強(qiáng)迫抬升使流入的暖空氣更加強(qiáng)烈抬升，從而加強(qiáng)對(duì)流。

圖2 林芝和墨竹工卡兩個(gè)站的地面三線圖

4 衛(wèi)星云圖和黑體亮溫分析

應(yīng)用衛(wèi)星云圖和黑體亮溫資料進(jìn)行分析，18日14時(shí)開始沿江一線有對(duì)流云系的生成，等到了18日21時(shí)開始對(duì)流云系開始發(fā)展成了強(qiáng)的對(duì)流云團(tuán)此時(shí)云頂亮溫為240-220℃；而19日08時(shí)隨著切變線東移沿江一線的云系明顯減弱，而此時(shí)林芝一帶及昌都北部開始有新的對(duì)流云系的發(fā)展，19日17時(shí)在昌都北部至林芝一帶形成了比較明顯的切變線云帶，對(duì)應(yīng)的云頂亮溫為240℃。

5 物理量場(chǎng)

5.1 水汽條件

為了使強(qiáng)降水得以發(fā)生、發(fā)展和維持，必須要有豐沛的水汽供應(yīng)，一般要產(chǎn)生大的強(qiáng)降水過(guò)程，大氣中必須要有充沛的水汽含量以及充足的水汽輸送［3］。從500hpa比濕場(chǎng)和相對(duì)濕度場(chǎng)（略圖）上看，沿江一線及東部地區(qū)為比濕達(dá)到6g∕㎡、相對(duì)濕度達(dá)到了90%以上的高濕區(qū)，尤其是林芝一帶相對(duì)濕度達(dá)到100%，說(shuō)明整個(gè)大氣層都處在一個(gè)比較飽和的狀態(tài)中，有利于強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展。從水汽通量上看（略圖），出現(xiàn)強(qiáng)降水地區(qū)上空有充分的水汽輸送且中心為林芝地區(qū)。從水汽通量散度場(chǎng)剖面圖（圖3）上看，400hpa以上為水汽通量散度正值區(qū)對(duì)應(yīng)為水汽的輻散區(qū)，400hpa以下高原上是水汽通量散度負(fù)值區(qū)為輻合區(qū)，水汽輻合中心與林芝地區(qū)暴雨區(qū)相一致，因而充沛的水汽輸送及輻合為此次強(qiáng)降水的發(fā)生提供了充足水汽條件。

5.2 動(dòng)力條件

降水發(fā)生的初始條件是高層明顯的輻散，低層有明顯的輻合。西藏地區(qū)東部是此次天氣過(guò)程的強(qiáng)降水中心，散度場(chǎng)剖面（圖4）顯示，18日20時(shí)開始西藏的中東部400hpa以下低層為負(fù)散度區(qū)，400hpa以上高層為正散度區(qū)，表明低層輻合高層輻散有利于低層氣流的上升。強(qiáng)降水的產(chǎn)生和上升運(yùn)動(dòng)有密切的關(guān)系，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生強(qiáng)降水的動(dòng)力條件，而垂直速度場(chǎng)很好的表示上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。從18日20時(shí)開始500hpa垂直速度場(chǎng)（略圖）分析，西藏的大部區(qū)域?yàn)樨?fù)值的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，垂直速度中心位于那曲地區(qū)，與低渦和切變對(duì)應(yīng)。19日08時(shí)500hpa垂直速度場(chǎng)（圖5）可以看出隨著切變線東移南壓，東部地區(qū)上升運(yùn)動(dòng)明顯加強(qiáng)，且垂直速度負(fù)值中心移至西藏的東部，與此日的最強(qiáng)降水區(qū)相對(duì)應(yīng)。低層強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生這次強(qiáng)降水過(guò)程的必要的動(dòng)力條件。

圖3 18日20時(shí)和19日08時(shí)水汽通量散度剖面圖

6 數(shù)值預(yù)報(bào)分析

從德國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)（圖略）看，跟降水實(shí)況對(duì)比德國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)的降水落區(qū)上基本上跟降水實(shí)況一致，但是德國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)報(bào)的強(qiáng)降水中心在沿江一線，且降水量級(jí)上報(bào)的有些偏大，反而降水實(shí)況上出現(xiàn)強(qiáng)降水中心的林芝報(bào)了5mm到10mm，明顯比實(shí)況偏小很多，實(shí)際上林芝大部出現(xiàn)了大雨，局地出現(xiàn)了50mm以上的暴雨；然而相比德國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)，此次強(qiáng)降水過(guò)程話日本數(shù)值預(yù)報(bào)的不管在降水量級(jí)上還是在降水落區(qū)上都報(bào)比較接近降水實(shí)況，日本數(shù)值預(yù)報(bào)的話強(qiáng)降水中心報(bào)在林芝，且降水量報(bào)了30mm以上，而降水實(shí)況的話林芝一帶大部出現(xiàn)了25mm以上的降水；根據(jù)兩家模式相比較此次過(guò)程日本數(shù)值預(yù)報(bào)報(bào)的相對(duì)較好尤其是對(duì)量級(jí)的把握上基本上跟降水實(shí)況接近。

圖4 18日20時(shí)散度剖面

圖5 19日08時(shí)500hpa垂直速度

7 總結(jié)

在這次西藏全區(qū)性強(qiáng)降水天氣過(guò)程中，500hpa歐亞中高緯地區(qū)穩(wěn)定的“兩槽一脊”經(jīng)向環(huán)流，高原低渦切變和伊朗高壓脊前的冷空氣的補(bǔ)充，低層700hpa低渦，高層200hpa上的高空西風(fēng)急流及南亞高壓等為此次西藏全區(qū)性強(qiáng)降水過(guò)程的主要的天氣尺度影響系統(tǒng)，并且對(duì)此次強(qiáng)降水過(guò)程提供了有利的環(huán)流背景。

地面形勢(shì)圖分析出此次過(guò)程西藏地區(qū)主要受地面冷高壓和地面輻合線影響，且地面24小時(shí)0變壓線對(duì)降水落區(qū)有很好的指示意義，其兩側(cè)的變壓梯度與降水強(qiáng)度成正比。從探空資料顯示，濕度層厚、對(duì)流有效位能大、低層也存在垂直風(fēng)切變，且整層處在上干冷下暖濕的大氣環(huán)境，為此次強(qiáng)降水提供了有利條件。

從衛(wèi)星云圖上可以看出高原切變線對(duì)流云系的發(fā)展東移與西藏沿江一線和東部地區(qū)強(qiáng)降水天氣的出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)；

充沛的水汽輸送及輻合為此次強(qiáng)降水的發(fā)生提供了必要的水汽條件。

高層輻散、低層輻合相互耦合加劇了低層暖濕氣流的垂直上升運(yùn)動(dòng)，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了非常有利的動(dòng)力條件。

模式預(yù)報(bào)在此次強(qiáng)降水過(guò)程中有一定的參考價(jià)值，此次強(qiáng)降水過(guò)程兩家模式的對(duì)比日本數(shù)值預(yù)報(bào)相對(duì)于德國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)在量級(jí)上還是落區(qū)上都報(bào)的好，尤其是量級(jí)上基本上與降水實(shí)況是比較接近的。