高原低渦切變類的降水成因分析

余燕群 次旦巴桑 旦增冉珍

摘 要：通過對常規(guī)數(shù)據(jù)的監(jiān)測和分析，還有對相關程序的收集，在經典數(shù)學模型的分析下，對2013年6月下旬的高原低渦切變造成的強降雨進行了科學的分析。通過理論論證和實踐證明，其分析結果主要為：強降水落區(qū)發(fā)生在副高邊緣西北側和低渦切變移動方向的右前方。通過熱力成像圖能夠非常直觀的看到在峰值切線上，其動力熱力在垂直方向的分布較為特殊，其蝸度分布層較淺，在500hPa附近較為密集，其中心強度較弱，最中心部位的壓力值大概在1X10-5S-1，同時，從渦度圖像上能夠清晰的看出在高原上通過寬闊的負渦區(qū)（400hPa的位置大概在-1.2X10-5S-1）；其周圍的符合強度也相對較弱，在符合地區(qū)存在有較厚的輻射層，而在冷空氣部分的侵入下，該地區(qū)的垂直奉獻加劇了當?shù)氐拇髿鈱拥牟环€(wěn)定行，為降雨提供了極好的先決條件。

關鍵詞：強降水； 高原低渦切變；動力熱力特征

中圖分類號：S16 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190430070

引言

極端降雨天氣成為影響西藏的主要原因，同時也是災害天氣的重要代表，在強降雨的天氣下，冰雹雷擊等極端天氣也時有發(fā)生。西藏地區(qū)每年因為地震災害產生的經濟價值無法估計。這些極端天氣在當?shù)氐木唧w表現(xiàn)為突發(fā)性強，并且表現(xiàn)有一定的季節(jié)性。在西藏地區(qū)的夏季，因為獨特的地理位置導致了特殊小氣候的產生，這種極端天氣的產生容易造成泥石流、山體滑坡的地質災害的產生，對于當?shù)氐幕A建設和經濟發(fā)展都造成了不可逆轉的影響。

但由于西藏因特殊的地理位置和地形地貌，決定了西藏強降水發(fā)生機制和降水分布更復雜，每場強降水的歷時、雨強、范圍和空間分布均呈現(xiàn)不同特征，西藏強降水的成因及其預報技術一直是西藏氣象科研與業(yè)務工作的重點和難點。根據(jù)西藏特殊的地理位置和地形地貌，建立了西藏強降水天氣學概念模型，在強降水概念模型中低渦切變類形成的降水占52%以上，低渦切變線類天氣形勢最為復雜，有緯向切變線、經向切變線、人字型切變線，形勢不同，強降水的落區(qū)也有所差別。其主要特點是降水范圍較大，以區(qū)域性降水為主，極易出現(xiàn)極端強降水天氣，因此分析低渦切變類的形成機理研究并結合客觀預報和預報員自身經驗， 對進一步提高西藏地區(qū)強降水預報準確率有著十分重要的意義。

1 標準確定及個例選取

該分析研究中，確定了強降水的標準：本文對強降水天氣過程定義如下： 根據(jù)西藏地理地貌特征和中國氣象局《暴雨洪澇災害風險區(qū)劃技術規(guī)范》，確定過程降水量大于等于30 mm 為1次強降水天氣過程。根據(jù)強降水的標準選取了西藏39個站2003-2013年11a的降水過程，其中11a中西藏各地強降水過程林芝地區(qū)34次、昌都市25次、拉薩市22次、日喀則市20次、山南市和那曲地區(qū)各16次、阿里地區(qū)5次，挑選了其中40個極端強降水天氣過程并進行天氣學分型，其中低渦切變類降水最多，且降水量級大，范圍廣。

2 資料選取及方法

利用2013 年6 月26-28日MICAPS 高空觀測資料（2 次/d，格距 4°×4°或 5°×4°），常規(guī)觀測資料產品等，對2013年6月26-28日強降水過程進行天氣診斷分析，建立高原低渦切變典型結構與與降水的關系，以期在提高此類預報水平方面提供有益的參考。

3 低渦的簡介與定義

高原低渦是指青藏高原特殊地形與大氣環(huán)流相互作用下，在高原地區(qū)，由于空氣稀薄海拔較高，同時處在西伯利亞高寒天氣下的冷空氣侵入我國西藏，在動力和熱力的共同影響下使強降雨在高原地區(qū)生成，低渦區(qū)空氣稀薄，產生渦流現(xiàn)象，高原其他地區(qū)周圍容易產生紊流。高原低渦移出高原的影響系統(tǒng)有低槽類和切變類其中切變線在西藏的降水系統(tǒng)中起到十分重要的作用。

4 切變線附近垂直風切變特征

垂直切線上的風變是指在水平方向上的風力變化隨高度發(fā)展而改變，在很多的文獻和研究上的結論仍然停留在大氣熱力的研究上，在環(huán)境風場的垂直切線風變在強對流的方向上有進一步的加強。在實際的監(jiān)測過程中，垂直風切對強降水的形成和發(fā)展上十分重要，2013年6月26—28日08：00溫度對數(shù)壓力圖上可見（圖1），26日08：00那曲上空500～200 hPa上從低層到高層均可以分析出很明顯的垂直風切變，風速達12 m·s-1，低層500～400hPa上風速也有明顯的垂直風切，風速達10 m·s-1，垂直風切對應高空圖上切變線的位置，隨著中高層干冷空氣的侵入，對于這一地區(qū)的空氣分流來說造成了較大的影響，并且對于極端惡劣天氣的形成來說也有一定的促進。如圖所示，在其上方顯示的切線位置，能夠明顯感覺到垂直切線風變由原來的10m·s-1逐漸增加到14m·s-1。這個過程中，強降水的中心也不斷向東方移動，高層區(qū)域的風力不斷增加，因此增加了其水平方向的分力，對于該地區(qū)的經濟破壞力度較大。強降水天氣的形成，對于高原低渦切變類降雨有著一定的推動作用，更有利于長期降雨的維持，因此這次強勁連續(xù)降雨的過程中，垂直風向的改變是極端天氣產生的一個十分重要的因素。

5 小結

通過以上分析，得到以下幾點結論。

2013年6 月26-28日高原低渦切變東移誘發(fā)的強降水過程進行了診斷分析。實際結果與理論預測結論大致相同，對于高原低渦切變影響下，降雨幾率明顯增大。

觀測事實分析表明，高原切變線活動的頻數(shù)以及其所帶來的降水次數(shù)比低渦為多，高原低渦移出高原， 主要是伴隨低渦切變線過程東移，高原切變線分為橫貫整個高原的位于32.5°N 附近，高頻中心在西藏那曲的橫切變線和分別位于高原東側陡坡地區(qū)（90°E附近）呈南-北走向或東北-西南走向的豎切變線；強降水區(qū)位于低渦切變移動方向的右前方、低空急流左前方、低渦右前方西南風與東南風之間的暖切變處；切變線上動力熱力垂直分布正渦度層比較淺薄，主要分布在500hPa 附近，強度較弱，中心值為1×10-5s-1，切變線西側高原主體以及渦度層上為寬闊的負渦度區(qū)（400hPa以上-1.2×10-5s-1）；散度場輻合區(qū)也主要在500hPa 附近，輻合區(qū)范圍與正渦度區(qū)相對應，中心值為1×10-5s-1；合強度較弱，輻合區(qū)以上為深厚的輻散場。

中層冷空氣的侵入和強的垂直風切加劇了大氣層結的不穩(wěn)定，為降水天氣提供了有利的條件。

參考文獻

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