舟曲局地暴雨天氣過程的衛(wèi)星云圖分析

付文睿 王成福 羅王軍 吉哲君 汪治桂

摘要? ? 結(jié)合暴雨過程中降水資料以及綜合觀測(cè)資料，對(duì)2017年7月27日發(fā)生在舟曲縣的一次暴雨天氣過程進(jìn)行衛(wèi)星云圖分析。結(jié)果表明，500 hPa高原切變、700 hPa低渦切變、地面冷鋒共同觸發(fā)了此次暴雨過程，上干下濕、上冷下暖的對(duì)流性不穩(wěn)定層結(jié)使強(qiáng)對(duì)流發(fā)生發(fā)展成為可能;在紅外云圖上，對(duì)流云系發(fā)展區(qū)為兩高之間的切變區(qū);紅外云圖能反映強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的區(qū)域、可見光云圖可以看出對(duì)流云團(tuán)的結(jié)構(gòu)變化以及環(huán)境場(chǎng)特征、水汽圖可以看出上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱。

關(guān)鍵詞? ? 局地暴雨;衛(wèi)星云圖;形勢(shì)場(chǎng);甘肅舟曲

中圖分類號(hào)? ? P458.1+21.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2020）14-0190-02

舟曲縣地處南秦嶺山區(qū)，岷山山系貫穿全境，海拔1 173～4 504 m，地勢(shì)西北高、東南低，地形復(fù)雜，溝壑縱橫，高差懸殊，局地暴雨頻繁，滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害十分嚴(yán)重。

針對(duì)舟曲暴雨天氣過程，許多氣象工作者從不同角度進(jìn)行了廣泛的研究[1-5]。李安泰等[1]對(duì)2010年舟曲“8·8”特大泥石流暴雨天氣進(jìn)行了數(shù)值模擬試驗(yàn);曲曉波等[2]分析了2010年8月8日舟曲縣的特大山洪泥石流災(zāi)害的氣象成因。同時(shí)，很多學(xué)者對(duì)暴雨過程的云圖特征進(jìn)行了分析[6-10]，加強(qiáng)了對(duì)云圖的正確分析及利用。王立琨等[6]利用GMS衛(wèi)星的逐時(shí)紅外云圖做成了日、候、旬、月和季平均云圖，在此基礎(chǔ)上對(duì)1998年夏季長江中、上游洪水期間暴雨的云圖特征進(jìn)行了分析;王? 波等[7]利用衛(wèi)星云圖分析強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)形成的暴雨天氣和強(qiáng)對(duì)流天氣。本文結(jié)合降水資料以及綜合觀測(cè)資料，對(duì)2017年7月27日發(fā)生在舟曲縣的一次暴雨天氣過程進(jìn)行衛(wèi)星云圖分析，加強(qiáng)對(duì)云圖的正確分析及利用，以便及時(shí)準(zhǔn)確地做好氣象服務(wù)工作。

1? ? 降水實(shí)況

2017年7月27日16：00至28日5：00，舟曲局地出現(xiàn)強(qiáng)降水，其中有10個(gè)區(qū)域站降水量達(dá)到暴雨。此次降水過程中，最大降水量出現(xiàn)在拉尕山，降水量為89.1 mm;同時(shí)，拉尕山在27日17：00—18：00出現(xiàn)最大小時(shí)雨強(qiáng)56.2 mm。此次過程主要降水時(shí)段集中、雨強(qiáng)大。

2? ? 形勢(shì)分析

2.1? ? 高空形勢(shì)

27日8：00 500 hPa上（圖1），副高西伸至東經(jīng)100°，舟曲處于副高西北側(cè)。青藏高原至河套地區(qū)為一致的西南風(fēng)，有明顯的西南氣流水汽輸送，為暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽來源。青海東部有高原切變，舟曲處于高原切變東南側(cè)，具有系統(tǒng)性的抬升條件。青海中部到甘肅中部有明顯的冷平流，中高層的冷平流加劇了大氣的不穩(wěn)定性。

700 hPa上，從新疆至內(nèi)蒙古西部為高壓區(qū)，長江流域至云貴地區(qū)是另一高壓區(qū)，在寧夏附近為一低渦區(qū)，甘肅南部地區(qū)處于低渦中心引出的切變線上，舟曲一帶低層有產(chǎn)生輻合上升運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。在2個(gè)高壓之間，從四川盆地到華北地區(qū)，西南氣流輸送明顯，水汽輸送條件良好。

2.2? ? 地面形勢(shì)

7月27日17：00地面上，甘肅中部是一高壓中心，四川盆地是一低壓中心。在高壓前部，可以分析出一個(gè)冷鋒。14：00舟曲3 h變壓為-2.0 hPa，而20：00舟曲3 h變壓為+4.8 hPa，說明在這期間鋒面從舟曲過境，此期間舟曲產(chǎn)生了對(duì)流性短時(shí)強(qiáng)降水。鋒面影響時(shí)段，降水最為明顯，因而認(rèn)為冷鋒對(duì)強(qiáng)降水形成及降水強(qiáng)度有非常關(guān)鍵的影響。

3? ? 紅外云圖

7月27日15：00開始，在四川北部有2個(gè)對(duì)流云團(tuán)開始發(fā)展，云頂亮溫分別為220 K和234 K。15：30時(shí)2塊對(duì)流云團(tuán)開始合并，云頂亮溫最低為213 K。16：00時(shí)2塊對(duì)流云團(tuán)基本合并為一塊，面積約1.7萬km2，云頂亮溫為209 K，開始從四川移入甘肅。16：30已合并的云系基本移到舟曲上空，云頂亮溫204 K，此時(shí)舟曲開始出現(xiàn)降水，隨后云系繼續(xù)合并并加強(qiáng)。造成舟曲降水的對(duì)流云在17：30發(fā)展最為旺盛，云頂亮溫可達(dá)202 K。

由圖2（a）可知，17：00有2塊比較強(qiáng)的對(duì)流云系，分別位于甘青川的交界地帶和陜西北部，結(jié)合17：00地面分析，可以發(fā)現(xiàn)2塊對(duì)流云系都位于鋒面附近。于是認(rèn)為，鋒面對(duì)對(duì)流的發(fā)展有重要的作用，一方面觸發(fā)對(duì)流，另一方面使其附近低層大氣獲得系統(tǒng)性動(dòng)力抬升。

由圖2（b）可知，500 hPa上588 dagpm線的西北外圍區(qū)域?yàn)閷?duì)流云生成與發(fā)展的區(qū)域，而沿著588 dagpm線邊緣，對(duì)流云發(fā)展最為旺盛，云頂亮溫最低，冷云蓋面積最大。對(duì)流云發(fā)展的區(qū)域，也基本對(duì)應(yīng)700 hPa上312 dagpm線外圍的區(qū)域，大致為青藏高原南部、甘肅和陜西南部以及華北地區(qū)，根據(jù)之前的分析，這些區(qū)域處于2個(gè)高壓之間的切邊區(qū)，一方面容易產(chǎn)生輻合上升運(yùn)動(dòng)，另一方面高壓區(qū)之間引導(dǎo)西南氣流輸送水汽也充足，因而造成這些區(qū)域?qū)α靼l(fā)展最為活躍。

4? ? 可見光云圖

7月27日15：00，四川盆地有圓形的對(duì)流云團(tuán)產(chǎn)生，云頂反照率達(dá)71%，反照率相當(dāng)大，說明云層非常深厚，屬于積雨云，對(duì)流相當(dāng)旺盛。隨后團(tuán)狀積雨云團(tuán)向甘肅南部移動(dòng)，移動(dòng)過程中云團(tuán)受外界環(huán)境的影響，邊緣出現(xiàn)模糊。隨著云團(tuán)移動(dòng)，17：00舟曲等地開始受其影響，該云團(tuán)頭部較光滑，尾部呈羽狀，說明此時(shí)環(huán)境風(fēng)場(chǎng)為東北風(fēng)，這與高空南亞高壓的反氣旋環(huán)流一致，云頂反照率為50%，較15：00有所下降，這可能是太陽光線減弱的原因[11]。17：30和18：00這2個(gè)時(shí)刻，團(tuán)狀對(duì)流云團(tuán)穩(wěn)定維持在舟曲上空，由于太陽光線繼續(xù)減弱，反照率分別變化為41%和36%，但是從其輪廓和與周圍云系的亮度對(duì)比仍然可以看出，該對(duì)流云團(tuán)發(fā)展仍比較旺盛（圖3）。

5? ? 水汽圖

水汽圖能夠反映對(duì)流層中上層的水汽狀況。從圖4可以看到，15：00青海南部到四川北部，顏色較為白亮，說明對(duì)流層上層水汽變多，上升運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)。甘肅南部地區(qū)還比較灰暗，上升運(yùn)動(dòng)不是很強(qiáng)。但是從16：00開始，舟曲附近表現(xiàn)得白亮，說明這時(shí)舟曲上升運(yùn)動(dòng)已經(jīng)比較強(qiáng)。17：00較16：00更為白亮，上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)，云頂亮溫為206 K，此時(shí)強(qiáng)降水過程開始。18：00與17：00，舟曲附近水汽圖像色調(diào)變化不大。20：00之后色調(diào)開始變暗，能明顯看出上升運(yùn)動(dòng)已減弱（圖4）。

6? ? 結(jié)論

通過天氣形勢(shì)、探空診斷及衛(wèi)星云圖對(duì)2017年7月27日出現(xiàn)在舟曲的一次局地暴雨過程進(jìn)行了綜合分析，得出以下結(jié)論：

（1）500 hPa高原切變、700 hPa低渦切變、地面冷鋒為降水提供了系統(tǒng)性動(dòng)力抬升條件，西南氣流輸送為暴雨提供了水汽來源，地面冷鋒觸發(fā)了對(duì)流，上干下濕、上冷下暖的對(duì)流性不穩(wěn)定層結(jié)使強(qiáng)對(duì)流發(fā)生發(fā)展成為可能。

（2）由紅外云圖可知，對(duì)流云系發(fā)展區(qū)為兩高之間的切變區(qū)，與588 dagpm線、312 dagpm線有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（3）紅外云圖能反映強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的區(qū)域，從可見光云圖可以看出對(duì)流云團(tuán)的結(jié)構(gòu)變化以及環(huán)境場(chǎng)特征，從水汽云圖可以看出上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱，幾種云圖對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣都有很好的監(jiān)視效果。

7? ? 參考文獻(xiàn)

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