酒泉一次暴雨天氣過程分析

王海燕 魯岳

摘 要：選取2018年8月20日發(fā)生在甘肅省酒泉地區(qū)的暴雨天氣過程，利用MICAPS高空及地面資料、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品等對該次暴雨天氣過程的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、物理量條件等進行了診斷分析。結(jié)果表明，500hpa和700hpa短波槽，對酒泉市降水有較大意義。

關(guān)鍵詞：暴雨;短波槽;甘肅酒泉

中圖分類號 P458.121.1文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）22-0154-04

1 天氣實況及災(zāi)情

1.1 天氣實況 2018年8月20日08時至21日08時，酒泉市金塔縣北部部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、肅州區(qū)沿山鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雨量達大到暴雨水平，最大降水量出現(xiàn)在肅州區(qū)黃草壩，達41.3mm。大于25mm的觀測站點有：肅州區(qū)黃草壩41.3mm、肅州區(qū)榆林壩40.2mm、肅州區(qū)金佛寺34.2mm、金塔縣鼎新32.8mm。8月20日21時許，肅州區(qū)沿山區(qū)域突降暴雨，降雨持續(xù)長達4個小時以上。

1.2 災(zāi)情 此次暴雨共造成酒泉市肅州區(qū)5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)24個村822戶2507名群眾受災(zāi)，緊急轉(zhuǎn)移分散安置116人;造成嚴(yán)重損壞房屋33戶107間，一般損壞房屋41戶68間，倒塌圈舍139戶234間;因災(zāi)死亡大牲畜12頭、因災(zāi)死亡家禽166只;造成農(nóng)作物受災(zāi)419.2hm2，其中成災(zāi)419.2hm2，主要為玉米、花卉、葵花、藜麥、制種蔬菜、洋蔥等作物;造成渠道受損36720m，道路受損17300m。共計造成直接經(jīng)濟損失1397.35萬元，其中農(nóng)業(yè)損失953.2萬元，基礎(chǔ)設(shè)施損失43.1萬元，家庭財產(chǎn)損失401.05萬元。

2 環(huán)流背景演變

20日08時500hpa高空場，歐亞中高緯度為兩槽一脊形勢，貝加爾湖東部有一高壓中心，且新疆北部到酒泉市北部有一短波槽，并有冷空氣堆積，冷空氣沿槽后偏北氣流下滑，推動短波槽東移，此時500hpa烏魯木齊和酒泉溫度相差5℃。鄯善到若羌有短波槽，對酒泉市抬升降水提供有利條件。700hpa20日08時阿勒泰-塔千里克有短波槽，隨著西北氣流冷空氣的加強有利于溫度槽加深，對流天氣加強，烏魯木齊和酒泉溫度相差8℃。

3 物理量診斷分析

3.1 相對濕度 降水需要較好的水汽條件，水汽由源地水平輸送到降水地區(qū)，降水持續(xù)時間的長短，影響著降水量的大小[1]。20日08時，酒泉市相對濕度在50%～70%。玉門移動相對濕度較大，20時酒泉市玉門以西為干區(qū)，玉門以東相對濕度逐漸增大，肅州區(qū)附近已經(jīng)進入濕區(qū)，對比降水落區(qū)，說明較高的相對濕度有利于降水。

3.2 動力結(jié)構(gòu)特征

3.2.1 垂直速度 大氣垂直運動是天氣分析和預(yù)報中必須經(jīng)?？紤]的一個重要物理量。垂直運動的重要作用表現(xiàn)在幾個方面：（1）大氣中的凝結(jié)和降水過程與上升運動有密切關(guān)系，（2）大氣層結(jié)不穩(wěn)定，能量需在移動的上升運動條件下，才能釋放出來，從而形成對流天氣，（3）垂直運動造成的水汽、熱量、動量、渦度等物理量的垂直輸送，對天氣系統(tǒng)的發(fā)展有很大的影響[2]，（4）大氣中的能量轉(zhuǎn)換主要是通過垂直運動得以實現(xiàn)，所以分析垂直運動有重要意義[3]。20日08時500hpa酒泉市大部分為負值，負值中心在哈密東北部;20時全部轉(zhuǎn)為正值，玉門以東正值較大，變化非常明顯。20日08時700hpa肅州區(qū)、金塔為正直，正值最大在甘肅中部地區(qū)，其他地方均為負值;20時馬鬃山-玉門附近為負大值區(qū)，大部分地區(qū)均為負值，強烈的上升運動，有助于降水。

3.2.2 渦度場分析 在大尺度天氣系統(tǒng)演變過程中，大氣基本上做渦旋運動，渦度的變化表征天氣環(huán)流形式的變化[4]。19日08時500hpa酒泉市絕大部分為負值，馬鬃山附近為正值;19日20時都變?yōu)檎担钦禂?shù)值均不大，變化不是很明顯;20日08時仍為正值，對比19日20時，數(shù)值幾乎沒有變化;20日20時，肅州區(qū)為正值，其他均為負值，數(shù)值變化明顯;21日08時玉門以西為負值，玉門以東為正值，對比降水實況，暴雨發(fā)生主要在肅州區(qū)和金塔地區(qū);21日20時酒泉市全為負值區(qū)。19日08時—21日20時500hpa渦度場中正渦度的建立、發(fā)展、減弱，為酒泉市降水提供必要的動力條件。

3.3 指數(shù) 18日02時-08時k指數(shù)酒泉迅速上升，至14時開始下降，19日02時-14時呈上升趨勢，且趨勢斜率較大，午后下降，20日02時此后，到21日08時，k指數(shù)日波動不規(guī)律，對比此次暴雨降水時段，在20日夜間到21日08時k指數(shù)數(shù)值相對較高。21日14時后k指數(shù)恢復(fù)以往日波動。分析發(fā)現(xiàn)：k指數(shù)的越大，對流天氣出現(xiàn)的概率也就越大，有利于降水[6];差值為負值時，大氣層結(jié)不穩(wěn)定[7]。

4 溫度對數(shù)壓力

從前面各能量場分析得知，8月20日20時不穩(wěn)定能量最強盛，K指數(shù)達到22，表明河西西部中低層暖濕顯著增強，形成整層強的不穩(wěn)定層結(jié)，有降水可能;si指數(shù)達到-0.62℃，表明系統(tǒng)不穩(wěn)定，有出現(xiàn)對流天氣可能，cape指數(shù)達到668.7J/kg，說明對流天氣的發(fā)生儲存較多的能量。探空圖上，敦煌上空具有明顯的正不穩(wěn)定能量區(qū)對流抑制有效位能214.2J/kg，說明有擾動，對流運動突破對流抑制狀態(tài)時，就會有強烈的對流運動產(chǎn)生。在300～700hpa的高度層中，狀態(tài)曲線總是大于層結(jié)曲線，顯示了700hpa以上的大氣處在不穩(wěn)定的狀態(tài)之下，大氣中存在著大量的不穩(wěn)定能量，為降水的發(fā)生所需的上升運動提供了所需的能量[8]。

5 結(jié)論

（1）500hpa和700hpa短波槽是造成暴雨天氣的直接影響系統(tǒng)。

（2）降水需要較好的水汽條件，水汽由源地水平輸送到降水地區(qū)，降水持續(xù)時間的長短，影響著降水量的大小，較高的相對濕度有利于降水。

（3）同時降水與該地區(qū)空中垂直運動負中心相配合，其上升速度越大，持續(xù)時間較長，對降水越有利。500hpa渦度場中正渦度的建立、發(fā)展、減弱，為酒泉市降水提供必要的動力條件[9]。

（4）K指數(shù)，si指數(shù)，cape指數(shù)對降水有重要指示意義。k指數(shù)和cape指數(shù)越大，越不穩(wěn)定，越有利于降水，si指數(shù)相反。

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[10]臺風(fēng)“圣帕”（0709）期間浙江強降水的診斷分析[J].科技通報，2009，25（5）：570-576，604. （責(zé)編：王慧晴）

作者簡介：王海燕（1988—），女，工程師，從事短期天氣預(yù)報工作。? 收稿日期：2019-10-18