2017年甘孜州一次區(qū)域性暴雨過程綜合診斷分析

李天方 崔曉燕

摘要：本文主要利用常規(guī)氣象觀測資料，NCEP再分析資料，甘孜州新一代多普勒天氣雷達資料，自動雨量站資料，對2017年8月10日甘孜州南部地區(qū)的區(qū)域暴雨天氣進行了綜合診斷分析。結(jié)果表明：1.過程開始前在青海地區(qū)有小高壓存在，高壓中吹出的西北風與西南風在甘孜州南部形成切變線，對甘孜州南部區(qū)域暴雨有一定的指示意義;2.探空圖中巴塘站濕層深厚達到飽和且有一定的不穩(wěn)定能量，且是水汽輻合的中心，西藏有源源不斷的水汽向甘孜州南部輸送，副熱帶高壓東退給甘孜州打通了來自南海的另一條水汽輸送通道。3.巴塘站低層的東北風轉(zhuǎn)為南風，高層仍為偏東北風，有利于不穩(wěn)定能量的積累和甘孜州南部地區(qū)對流有效位能的增加，為此次區(qū)域暴雨提供了熱力條件，200hPa上南亞高壓反氣旋環(huán)流的抽吸作用，垂直速度和渦度在不同高度上的變化，對此次暴雨提供了一定的動力作用。4.高原地區(qū)對流云系發(fā)展越旺盛，云頂亮溫越低的地方不一定對應著降水達值區(qū)。5.層狀云降水回波持續(xù)影響甘孜州南部，造成了甘孜州南部區(qū)域暴雨過程。

關(guān)鍵詞：暴雨;水汽;南亞高壓;垂直速度;云頂亮溫;層狀云降水回波

引言

暴雨是我國主要災害性天氣之一，一直受到氣象工作者的重點關(guān)注。目前很多學者通過對暴雨的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、動力機制、水汽收支與能量輸送、中尺度結(jié)構(gòu)特征、衛(wèi)星云圖及暴雨預報方法研究等進行了很多研究，并取得了大量研究成果^【1-3】。近年來本省氣象工作者對甘孜州夏季暴雨的研究也有很多成果^【4-6】，這些成果不僅對認識暴雨，而且對指導暴雨預報時間產(chǎn)生了積極作用。甘孜州位于四川省西部，地處中國最高一級階梯向第二級階梯云貴高原和四川盆地過渡地帶，屬橫斷山系北段川西高山高原區(qū)，青藏高原的一部分，甘孜州地貌具有地勢高亢、北高南低、中部突起、東南緣深切、山川平行相間、江河自北向南縱貫、地域差異明顯等特征，由于這種特殊的地形又使得甘孜州東部、南部是強降水多發(fā)的區(qū)域，強降水易引發(fā)山洪、泥石流、滑坡等災害對人民生命財產(chǎn)安全是一個嚴重威脅。所以研究暴雨的預報技術(shù)方法對維護甘孜州社會穩(wěn)定既經(jīng)濟、生態(tài)發(fā)展，防災減災等方面都具有十分重大的意義。

1天氣實況

2017年8月10日，甘孜州南部地區(qū)出現(xiàn)了今年汛期以來首場區(qū)域性暴雨。巴塘、理塘、雅江、鄉(xiāng)城、稻城、九龍境內(nèi)共30個雨量監(jiān)測站降了暴雨（圖1）。最大降水量出現(xiàn)在巴塘縣波戈溪鄉(xiāng)波戈西村24小時降水量達46.8毫米。巴塘、理塘本站24小時降水量均超過40mm。從理塘縣逐小時降水量（圖略）來看最大小時雨強在9日20時左右及10日10時左右，且最大小時降水量只有5.9mm/h，此次區(qū)域暴雨過程中監(jiān)測站達到短時強降水標準，降水過程在10日傍晚時趨于結(jié)束。因此這次區(qū)域性暴雨以穩(wěn)定性降水為主，降水強度不大，但持續(xù)時間長，影響范圍較廣。受強此次區(qū)域暴雨影響在得榮縣境內(nèi)出現(xiàn)了泥石流災害。

2 環(huán)流背景及主要影響系統(tǒng)

從9日08時高度場（圖2a）來看東亞中高緯為一寬廣的槽區(qū)，新疆到青海地區(qū)為較強的西北氣流控制，在玉樹附近有一高壓環(huán)流（圖2b），甘孜州位于東亞大槽后部，西藏東部到高原南部有一風場切變線，該切變線呈東西走向，它是來自孟加拉灣的西南氣流與來自青海小高壓中吹出的東北風在此處發(fā)展相遇的結(jié)果。副熱帶高壓西脊點位于北緯25^。N附近，隨著時間推移，到9日20時東亞大槽緩慢東移，位于玉樹附近的高壓減弱消失，在西藏東部到甘孜州西南部有一低渦生成（圖2c），副熱帶高壓位置東退南壓到北緯20^。N附近，并配合有負變高和負變壓，巴塘-昌都-林芝一帶為溫度露點差≤2℃的濕區(qū)，濕度條件較好。10日08時副熱帶高壓繼續(xù)東退，甘孜州受副高外圍的東南氣流與南支槽前的西南氣流共同影響，來自南海和孟加拉灣的水汽在此區(qū)域匯合（圖2d）。10日20時暴雨過程趨于結(jié)束時，副高位置穩(wěn)定少動，暴雨區(qū)域轉(zhuǎn)為南支槽前一致的西南氣流影響。

此次過程前，9日08時暴雨區(qū)為南亞高壓控制，高原南部為南亞高壓前部的偏北氣流，9日20時，南亞高壓前部的偏北氣流有所加強，提供了高層的輻散條件^【7】。 從天氣系統(tǒng)變化來看，過程前中緯度西風帶急流位于新疆到甘孜州北部，過程開始后中緯度西風急流減弱，而高原上西南氣流加強，它使切變線上的正渦度平流加強，促使切變線加強，演變形成一低渦。

從9日20時巴塘站探空圖（圖略）可以看出從700hPa到300hpa的相對濕度均大于80%，沙氏指數(shù)值為-1.59說明此時的大氣層結(jié)已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對流有效位能為296.7J/Kg具有一部分能量。

3.物理量診斷

3.1 水汽條件

暴雨是在大氣飽和比濕達到相當大的數(shù)值以上才形成的。除了相當高的飽和比濕外，還必須有充分的水汽供應。從巴塘探空資料分析看出9日08時，濕層只從700hPq到650hPa左右，500hPa的高度為一干區(qū)，到9日20時可以看到濕度明顯增大，濕層從700hPa擴展到300hPa。高空圖中暴雨區(qū)所在位置到西藏東部都為溫度露點差小于2℃的濕區(qū)，表明有充足的水汽向暴雨區(qū)輸送并向中高層發(fā)展，使整層大氣逐漸趨于飽和。從水汽通量場垂直剖面圖（圖3（a））來看，甘孜州南部都處于水汽輻合區(qū)，其中巴塘站是水汽輻合的中心，水汽通量散度場（圖3（b））來看在西藏東南部源源不斷有水汽向甘孜州南部輸送。此外，9日08時副熱帶高壓西脊點位于北緯25^。N附近，甘孜州南部位于副熱帶高壓的邊緣，本就有來自南海的水汽補充，20時當副熱帶高壓東退南時，東南氣流進一步加強，水汽輸送條件更好。來自西藏東部的西南氣流和副高東退時副高邊緣的東南氣流，兩股強大的水汽輸送加上甘孜州南部地區(qū)本地水汽為此次暴雨提供了充足的水汽條件。

4熱力及動力條件

9日08時巴塘站探空圖上低層為東北風，且層結(jié)穩(wěn)定，無不穩(wěn)定能量，到9日20時過程開始時，探空圖上低層的東北風轉(zhuǎn)為南風，高層仍未偏東北風，有利于不穩(wěn)定能量的積累和甘孜州南部地區(qū)對流有效位能的增加^【7】，為此次區(qū)域暴雨提供了熱力條件。

此次暴雨過程200hPa上甘孜州南部受南亞高壓控制，9日08時過程前和9日20時過程開始，偏北風明顯的增大，是甘孜州南部地區(qū)的高層輻散增強。500hPa上，沿30^。N做ω的垂直剖面（圖略））可看到，9日20時，甘孜州南部為一致的上升運動區(qū)，理塘縣為上升運動區(qū)域的中心，中心值為-0.9（10^-2hPa/m）;從渦度的垂直剖面（圖略））來看，500hPa以上的區(qū)域為負渦度反氣旋式流場明顯，500hPa以下為正渦度區(qū)說明低層有切邊輻合。高層的負渦度絕對值大于正渦度絕對值，抽吸作用明顯，形成較強的上升運動。為此次暴雨提供了較好的動力條件。

衛(wèi)星云圖特征

在動熱力等有利條件作用下，所發(fā)展起來的中小尺度對流云是造成暴雨的直接系統(tǒng)，對流云團通常在位于正渦度且伴有高（低）空輻散（合）結(jié)構(gòu)的區(qū)域。9日20時在甘孜州南部有成片的中低云覆蓋，其中在巴塘、稻城、理塘境內(nèi)有分散的對流云系，對流云系與降水落區(qū)有較好的對應，但是甘孜州北部的對流云系發(fā)展明顯，尤其在白玉、新龍兩縣處的對流云發(fā)展較為強盛，而實況顯示在該地區(qū)卻無降水產(chǎn)生。但在降水明顯的得榮及巴塘等縣附近卻只是一些中低云覆蓋，1 h最大降水量分卻別為4.0mm，3.9mm，云頂亮溫低的地方無降水產(chǎn)生，而云頂亮溫大的區(qū)域降水卻較明顯，這說明在高原區(qū)域?qū)α髟葡蛋l(fā)展越旺盛，云頂亮溫越低的地方不一定對應著降水達值區(qū)。

6 雷達拼圖回波演變特征

由于降水過程范圍較大，甘孜州新一代多普勒雷達不足以很好的監(jiān)測整個過程。在基本反射率因子拼圖上（圖4（a）），可以看見在雅江-理塘一線回波以大片的層狀云降水為主，強度在20～35dBz之間，最大在40～50dBz之間，且從9日20時開始回波強度和范圍一直維持，直至10日20時左右回波趨于減弱（圖4（b）），降水也趨于結(jié)束。由于層狀云降水回波持續(xù)影響甘孜州南部，造成了甘孜州南部區(qū)域暴雨。

7結(jié)論

1. 過程開始前在玉樹附近有一高壓環(huán)流，該高壓環(huán)流中吹出的東北風與來自孟加拉灣的西南氣流在西藏東部到高原南部形成一切變線，過程開始后中緯度西風急流減弱，而高原上西南氣流加強，使切變線上的正渦度平流加強，促使切變線加強，演變形成一低渦。

2. 暴雨區(qū)整層大氣趨于飽和，甘孜州南部都處于水汽輻合區(qū)，其中巴塘站是水汽輻合的中心，西藏東南部源源不斷有水汽向甘孜州南部輸送，此外，副高東退時副高邊緣的東南氣流也向此地輸送了大量的水汽。西南氣流和東南氣流兩股氣流的匯合為暴雨區(qū)提供了充沛的水汽條件，對此次暴雨有明顯的指示意義。

3. 巴塘站低層的東北風轉(zhuǎn)為南風，高層仍為偏東北風，有利于不穩(wěn)定能量的積累和甘孜州南部地區(qū)對流有效位能的增加，為此次區(qū)域暴雨提供了熱力條件，200hPa上南亞高壓反氣旋環(huán)流的抽吸作用，垂直速度和渦度在不同高度上的變化，對此次暴雨提供了一定的動力作用。

4.?高原地區(qū)對流云系發(fā)展越旺盛，云頂亮溫越低的地方不一定對應著降水達值區(qū)。

5.?層狀云降水回波持續(xù)影響甘孜州南部，造成了甘孜州南部區(qū)域暴雨。

參考文獻

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（作者單位：1.甘孜州氣象局;2.四川省崇州市氣象局）