甘南高原一次副高外圍型局地暴雨環(huán)流形勢分析

王興麗 張翼飛 金滿慧

摘要? ? 本文利用MICAPS常規(guī)氣象觀測資料、自動(dòng)站加密降水量資料以及新一代天氣雷達(dá)回波資料，就2019年8月19日甘南局地出現(xiàn)的一次暴雨天氣過程的環(huán)流形勢進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明，此次降水過程是一次副高外圍型中尺度環(huán)境配置，500 hPa上東亞中高緯地區(qū)為一槽一脊的環(huán)流形勢，巴爾喀什湖一帶為一長波槽，亞洲東部地區(qū)為一弱脊，低緯地區(qū)副熱帶高壓呈東西帶狀分布，副高西伸脊點(diǎn)位于東經(jīng)90°以西，青海東部切變線影響本地;700 hPa上在四川西部有一低渦形成，甘肅北部低壓槽南壓，切變線前部有低空西南風(fēng)急流;地面圖上以弱的風(fēng)輻合為主;200 hPa上，有高空急流存在，高空急流出口區(qū)的右側(cè)等高線呈疏散狀，有利于動(dòng)量下傳，使得高空輻散加強(qiáng);南亞高壓的主要高壓中心位于東經(jīng)90°以東，為東部型;高空急流與南亞高壓東部的經(jīng)向風(fēng)輻散配合時(shí)，對高空環(huán)流起主導(dǎo)作用，進(jìn)而影響低層中、小尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展，有利于局地暴雨的產(chǎn)生;本次降水過程，雨強(qiáng)強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間短、累積雨量較大，造成甘南藏族自治州夏河、臨潭等5個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)連續(xù)3個(gè)時(shí)次的短時(shí)強(qiáng)降水，最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在臨潭羊沙，為33.5 mm。

關(guān)鍵詞? ? 副高外圍;局地暴雨;環(huán)流形勢;中尺度;甘南高原

甘南藏族自治州地處青藏高原東北部邊緣，地形復(fù)雜、天氣多變，災(zāi)害性天氣種類多、易發(fā)生，由短時(shí)強(qiáng)降水引發(fā)的局地暴雨尤為常見。局地暴雨和大暴雨是常見的中小尺度強(qiáng)對流天氣，一般具有歷時(shí)短和強(qiáng)度大的特點(diǎn)，引發(fā)的氣象災(zāi)害及次生災(zāi)害非常嚴(yán)重。特別是強(qiáng)降水引發(fā)的山洪、泥石流等災(zāi)害，給全州農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響和損失，因而對于暴雨發(fā)生機(jī)制的探討及預(yù)報(bào)技術(shù)的總結(jié)與改進(jìn)始終是預(yù)報(bào)技術(shù)人員的重點(diǎn)工作之一[1-4]。本文利用MICAPS常規(guī)氣象觀測資料、自動(dòng)站加密降水量資料、衛(wèi)星以及新一代天氣雷達(dá)回波資料，就2019年8月19—20日甘南州北部出現(xiàn)的一次局地暴雨天氣過程的發(fā)生成因進(jìn)行診斷分析。

1? ? 降水實(shí)況

8月19日16：00從衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波圖上監(jiān)測到對流云團(tuán)的生成，甘南州大部分地方普降雷陣雨。從8月19日8：00至20日8：00時(shí)雨情統(tǒng)計(jì)可知，全州共159個(gè)測站（91個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)）出現(xiàn)降水，其中暴雨2個(gè)站、大雨15個(gè)站、中雨43個(gè)站、小雨99個(gè)站（圖1）。較大降水量出現(xiàn)在夏河縣博拉（53.7 mm）、臨潭縣羊沙（51 mm）、夏河縣唐尕昂（47.8 mm）、臨潭縣業(yè)仁（40.6 mm）、臨潭縣王旗（39.7 mm）;甘南州夏河、臨潭局部地方出現(xiàn)暴雨，此次降水過程主要集中在19日20：00—22：00，5個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，最大小時(shí)雨強(qiáng)為臨潭羊沙（33.5 mm）。此次降水過程強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間短、累積雨量較大。雖然此次降水過程累積雨量較大，但是并未造成災(zāi)害（表1、圖2）。

2? ? 環(huán)流形勢場分析

2.1? ? 500 hPa高空圖分析

由圖3（a）的8月19日8：00 500 hPa高空圖可知，東亞中高緯地區(qū)為一槽一脊的環(huán)流形勢，巴爾喀什湖一帶為一長波槽，亞洲東部地區(qū)為一弱脊，低緯地區(qū)副熱帶高壓呈東西帶狀分布，副高西伸脊點(diǎn)位于東經(jīng)90°以西，在青海東部有一切變線，本地處于588 dagpm線北側(cè)的偏南氣流中。

由圖3（b）19日20：00 500 hPa高空圖可知，東亞中高緯地區(qū)巴爾喀什湖附近出現(xiàn)低壓環(huán)流中心，巴爾喀什湖大槽加深南壓，使得新疆地區(qū)脊前的偏北風(fēng)加大，有利于冷空氣從新疆東部下滑滲入本地;貝加爾湖附近的低壓槽繼續(xù)發(fā)展南亞，分裂短波槽影響甘肅北部地區(qū)，東亞中高緯地區(qū)呈現(xiàn)兩槽一脊的環(huán)流形勢，低緯地區(qū)副熱帶高壓略有東退，但仍呈東西帶狀分布。本地處于偏北風(fēng)與西南風(fēng)的冷式切變中，此時(shí)甘南州北部的降水也開始拉開帷幕。

由圖3（c）20日8：00 500 hPa高空圖可知，東亞中高緯地區(qū)，巴爾喀什湖附近的閉合環(huán)流中心分裂，巴爾喀什湖大槽槽前等高線呈匯合狀，不利于大槽的加深和南亞;新疆脊的徑向度加大，脊前氣流為西北（偏西氣流）使得冷空南下減弱;貝加爾湖附近的低壓槽逐漸東移至我國東北地區(qū)。位于本地的冷式切變線逐漸移至甘南東南部的迭部、舟曲一帶，此時(shí)甘南州北部的降水強(qiáng)度也逐漸減弱。

2.2? ? 700 hPa高空圖分析

由圖4（a）8月19日8：00 700 hPa高空圖可知，在內(nèi)蒙古中部至甘肅東部有一偏北風(fēng)—偏南風(fēng)的冷式切變線，甘南北部處于切變區(qū);并且切變線前部有一風(fēng)速≥12 m/s的西南風(fēng)急流。低空急流對暴雨的發(fā)生起著很重要的作用，是水汽主要的輸送者，可以造成明顯的濕舌和水汽集中，有利于暴雨區(qū)低空高濕區(qū)的形成。該西南風(fēng)低空急流有利于將孟加拉一帶的水汽源源不斷地輸送到降水區(qū)，為局地暴雨的形成提供必要的條件。

由圖4（b）19日20：00 700 hPa高空圖可知，在四川西部有一低渦形成，甘肅北部低壓槽南壓，槽前的西南氣流與低渦前部的偏南氣流打通，有利于水汽的不斷輸送，本地受切變線影響，此時(shí)甘南州局部地方開始出現(xiàn)強(qiáng)降水。

由圖4（c）20日8：00 700 hPa高空圖可知，位于四川西部地區(qū)的低渦中心強(qiáng)度由306 dagpm減弱至312 dagpm;甘肅北部的低壓槽移至我國東北地區(qū);同時(shí)影響本地的切邊線也移至甘南州東南部的迭部、舟曲一帶，此時(shí)甘南州北部的降水強(qiáng)度也逐漸減弱，降水趨于結(jié)束。

2.3? ? 200 hPa高空圖分析

由圖5 8月19日8：00 200 hPa高空圖分析可知，降水區(qū)上空有風(fēng)速≥30 m/s的高空西北風(fēng)急流存在，高空急流出口區(qū)的右側(cè)等高線呈疏散狀，有利于動(dòng)量下傳，緯向輻散維持發(fā)生，當(dāng)其與南亞高壓東部的經(jīng)向風(fēng)輻散配合時(shí)往往會(huì)造成較強(qiáng)的暴雨。圖5上南亞高壓的主要高壓中心為東部型，位于東經(jīng)90°以東，此時(shí)西部地區(qū)多降水。南亞高壓東北象限的偏北大風(fēng)與高空急流互相配合，對高空環(huán)流起主導(dǎo)作用，可以影響低層中、小尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展，從而影響降水。高空急流中心引起雨區(qū)上空的西風(fēng)緯向輻散與南亞高壓的北風(fēng)中心北部的經(jīng)向輻散結(jié)合，形成較強(qiáng)的高層輻散場，低層有質(zhì)量補(bǔ)償，引起上升運(yùn)動(dòng)。因此，高空急流越強(qiáng)，輻散也越強(qiáng)，引起的上升運(yùn)動(dòng)也加強(qiáng)。高空輻散加強(qiáng)反饋到地面，低層氣壓降低，有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生。與此同時(shí)，降水產(chǎn)生的潛熱反饋?zhàn)饔糜旨哟罅瞬环€(wěn)定能量的釋放，促進(jìn)急流右側(cè)上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，有利于觸發(fā)造成暴雨的中、小尺度系統(tǒng)的發(fā)展和維持[5-8]。在本次夏河和臨潭的局地暴雨過程中，高空急流及其南亞高壓與低空偏南風(fēng)急流的有利配置使得次級環(huán)流得以維持、對流持續(xù)和重建。