孟加拉灣風暴“安攀”對西藏大范圍強降水過程的淺析

旦增冉珍 余燕群 奚鳳 次仁拉姆 卓瑪

摘要 本文利用Micaps常規(guī)觀測資料、地面降水資料以及衛(wèi)星TBB資料，對2020年5月20—21日西藏強降水過程的環(huán)流背景、物理量以及其中尺度特征等進行了分析。得出以下結論：（1）此次西藏大范圍的強降水天氣過程中中高緯地區(qū)為兩槽一脊型，巴爾喀什湖附近有低槽不斷分裂冷空氣南下上高原，500 hPa上的高原槽是此次強降水過程的主要影響系統(tǒng)，孟加拉灣熱帶風暴“安攀”登陸后外圍云系不斷上高原，為降雨天氣提供了有利的水汽條件;（2）降雨期間，500 hPa相對濕度≥90%的高濕區(qū)明顯，強的垂直速度上升中心-1 Pa /s為降雨天氣提供了有利的上升運動，從200 hPa和500 hPa風場分析，高低空急流的配置，是南部出現(xiàn)強降水的主要動力條件;（3）衛(wèi)星云圖TBB分布：反映出降雨期間有中小尺度系統(tǒng)配合，孟加拉灣風暴“安攀”最強云團中心最大TBB值達-80℃，強降水期間日喀則南部、山南南部和林芝南部最強對流云團的云頂亮溫為-60℃左右，對流云團的生成為短時強降水提供了中尺度系統(tǒng)。

關鍵詞 西藏;孟灣熱帶風暴“安攀”;物理量診斷;TBB;

中圖分類號：P426.616 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）03–0128–04

0 引言

青藏高原是世界平均海拔最高的高原，由于環(huán)境獨特，天氣現(xiàn)象惡劣，加上地形復雜，在我國形成了一個獨特的氣候區(qū)域。青藏高原地處我國西南區(qū)域，有特殊的地理和氣候分布特征，大尺度環(huán)流條件與我國大部分地區(qū)不同，有學者研究，青藏高原區(qū)域具有顯著的熱力、動力等作用[1-3]，該地區(qū)的熱力以及動力作用對北半球環(huán)流也構成了一定的影響，且在夏季的時候能夠影響到赤道南部區(qū)域[4]。根據(jù)研究資料，青藏高原對我國氣候影響較為顯著[5-6]。

孟加拉灣風暴是指發(fā)生于北印度洋孟加拉灣海域的熱帶氣旋，它對中國天氣的影響主要集中在云貴高原和青藏高原，尤其對西藏南部和滇西南的影響最為嚴重，往往帶來大暴雨或大暴雪天氣，研究[7-9]認為孟加拉灣風暴登陸后產(chǎn)生的水汽為西南地區(qū)持續(xù)強降水提供了有利的水汽條件，同時它也是造成高原地區(qū)降水的重要天氣系統(tǒng)，據(jù)統(tǒng)計每年孟加拉灣風暴最活躍的時段集中在5、10、11月[10]。所以研究孟加拉灣熱帶風暴對青藏高原降水的影響對我區(qū)氣候的分布和降水特征具有很重要的意義。

1 資料選取

本文利用Micaps常規(guī)觀測資料、20：00時至次日20：00時地面24 h降水資料以及衛(wèi)星TBB資料 。

3 降水實況

受孟加拉灣風暴“安攀”登陸后外圍云系北上和北部冷空氣南下的共同影響，2020年5月20日20：00（北京時，下同）至21日20：00西藏除阿里地區(qū)、日喀則西部和那曲西部外全區(qū)大部出現(xiàn)了強降水天氣。

從24 h累計降水量分布圖（圖1）可以看出，此次降水過程降雨量大，范圍廣，有3個強降水中心，分別是山南南部、日喀則南部和林芝南部一帶，過程降水量均在24.5 mm以上;拉薩北部、那曲東部、昌都北部、日喀則過程降水量在10 mm以上。是2020年05月20日20時至21日20時累計降水量≥10 mm的統(tǒng)計表（表1），全區(qū)共出現(xiàn)15個站超過中雨以上的降水，最大降水出現(xiàn)在山南南部錯那34.9 mm;日喀則南部帕里24.8 mm;林芝東南部察隅24.5 mm，錯那站達到大雨的量級。

4 大尺度環(huán)流分析

孟加拉灣風暴“安攀”在5月20日18時30分前后在孟加拉灣沿海登陸，外圍云系移速快，影響范圍廣。5月20日20：00時500 hPa環(huán)流（圖2a）上，歐亞中高緯為兩槽一脊型，巴爾喀什湖附近有低槽不斷分裂冷空氣南下，西太副高的位置偏西，588 dagpm線西伸至92°E附近，伊朗高壓位置偏東。高原上那曲西部至日喀則中部有高空槽，那曲東部、拉薩、日喀則西南部、山南、林芝和昌都位于槽前西南氣流中，槽前西南氣流發(fā)展旺盛，高原的中東部及高原南部處于強的西南氣流控制，高原南側受孟加拉灣風暴“安攀”登陸后外圍云系的影響，云系中心位置位于21°N、87°E附近，高原南側孟加拉灣一帶西南風風速最強達到40 m/s，有利于形成深厚的暖濕向高原輸送水汽。高原中東部比濕均在5 g/kg以上，高原的南部日喀則南部、山南南部和林芝南部的比濕比高原上其他地方明顯，6 g/kg以上有利于降水產(chǎn)生，此時日喀則南部帕里至林芝東南部察隅附近的西南風速明顯增大，南風分量不斷加大，風速由20日08時的16 m/s增大到24 m/s，形成的低空急流為高原南部出現(xiàn)強降水提供了充足的水汽。21日8：00時500 hPa環(huán)流（圖2b），高原上的高空槽加深東移后南壓，槽線東移至93°E附近，高原南側的孟加拉灣風暴“安攀”登陸后外圍云系逐漸北抬后東移，中心位于25°N、89°E附近，日喀則南部、拉薩東南部、山南、林芝和昌都仍位于槽前西南風控制中，此時錯那比濕仍在6 g/kg以上，拉薩、林芝和昌都比濕在4～5 g/kg，有利于高原的中東部和南部降水持續(xù)。高原南側低層600 hPa西南風速最強達到32 m/s，低層600 hPa上林芝南部附近有明顯的風的輻合，林芝南部處于低空急流的左側，低空急流為后期林芝的降水提供充足的水汽輸送。21日20：00時500 hPa西太平洋副熱帶高壓東退，588 dagpm線西脊點東退至100°E附近，高原南側的孟加拉灣風暴“安攀”登陸后的殘留云系明顯減弱，西南風風速也減弱至18 m/s，高原中東部和南部降水也逐漸減弱。上述分析表明，此次大范圍降水天氣的影響系統(tǒng)主要包括：500 hPa的高空槽、孟加拉灣風暴“安攀”登陸后的外圍云系及低空西南急流是關鍵系統(tǒng)，為強降水提供源源不斷的水汽。

5 物理量診斷分析

5.1 水汽條件

從5月20日20時至21日20時24 h?EC 500 hPa比濕實況分布（圖3a）上看，高原上強降水期間，比濕最強中心位于高原南側27°N、89°E 附近，達到7～8 g/kg左右，高原中東部比濕均在4～5 g/kg以上，其中強降水區(qū)日喀則南部帕里和山南南部一帶在6 g/kg左右，與過程期間500 hPa相對濕度分布圖（圖3b）上相對濕度的分布比較一致，高原中東部相對濕度均在80%以上，高原南側到高原南部強降水區(qū)相對濕度均在95%以上，接近飽和。這說明此次過程期間水汽通道是由孟灣一帶向高原輸送暖濕氣流，受孟加拉灣風暴“安攀”影響，高原的中東部及高原南部處于強的西南氣流控制，配合比濕高值區(qū)和近飽和的相對濕度，為此次大范圍強降水天氣提供源源不斷的水汽。

5.2 動力條件

5.2.1 垂直速度分析 從強降水過程的垂直速度看，山南南部錯那站降水開始前19日20：00（圖4a），整層處于一個弱的下沉區(qū)，20日8：00高層（250 hPa ～200 hPa）和中層（400 hPa ～300 hPa）垂直速度為+0.2 Pa/s，為下沉區(qū)，低層（500 hPa）存在-0.4 Pa/s的上升區(qū)，上升運動明顯。低層西南風速由19日20時8 m/s增大到18 m/s，有利于南部水汽的輸送，降水最強時段20日20時至21日20時低層500～250 hPa均處于一個強的上升運動區(qū)，21日20時在500 hPa存在一個-1 Pa/s的上升運動中心，相對濕度由降水開始前的60%逐漸增大到降水發(fā)生時的90%以上，從濕層的厚度來看降水最強時段，整層相對濕度接近飽和，達95%以上，配合著低層西南風，降水期間500 hPa 最強風速達到20 m/s，有利于南部水汽不斷補充，22日08時降水過程減弱時濕度明顯下降，上升運動也明顯減弱，500 hPa風速減弱至8 m/s。從帕里站的剖面（圖4b）看，帕里站降水期間20日20時至21日20時高層（250～200 hPa）和中層（400～300 hPa）有-1 Pa/s的上升區(qū)，低層（500 hPa）存在-0.6 Pa/s的上升區(qū)，21日08時低層500～200 hPa均處于一個強的上升運動區(qū)，中層（400 hPa）存在-1 Pa/s的上升運動中心，21日08：00高濕區(qū)從100 hPa向下伸展到達地面，相對濕度達90%以上，接近飽和，有利帕里站的強降水發(fā)生。22日08時降水過程減弱，相對濕度下降至60%，整層處于一個弱的下沉區(qū)，風速也明顯減弱。

5.2.2 高低空急流的建立 降水過程中發(fā)現(xiàn)200 hPa風場風速以西南風為主，20日20時（圖5a）急流位置偏北，最大風速達到50 m/s以上，位于阿里東部至那曲西北部，高原南部最強風速在22 m/s以上，山南南部錯那達到24 m/s，強降水區(qū)位于高空急流入口區(qū)右側的強輻散區(qū)附近。21日8：00（圖5b）高空急流帶東移至青海，高原上最強風速減弱至45 m/s，位于阿里東部至那曲西北部一帶，高原南部錯那風速也減弱至22 m/s。低層500 hPa上低空急流的建立為降水提供了水汽輸送，20日20：00（圖5c）高原的中東部及高原南部處于強的西南氣流控制，高原南側孟加拉灣一帶西南風風速最強達到40 m/s，位于急流入口區(qū)右側的山南南部到林芝南部風速增大，山南南部錯那風速達到20 m/s以上，21日8：00（圖5d）隨著風暴殘留云系的逐漸北抬，風速減弱至24 m/s。高空槽東移南壓后，山南、林芝和昌都位于槽前西南風控制，但風速與前期相比明顯減弱，南部強降水落區(qū)附近風速仍在16 m/s左右，有利于南部水汽不斷輸送。上述分析表明，此次大范圍降水天氣過程受孟加拉灣風暴登陸后風速加強，高、低空急流的配置對強降水的形成提供有利的動力條件。

6 中尺度云團分析

2020年05月20日20時至21日20時，山南南部錯那出現(xiàn)34.9 mm降水;日喀則南部帕里出現(xiàn)24.8 mm降水;林芝南部察隅出現(xiàn)24.5 mm降水;那曲東部嘉黎出現(xiàn)23.8 mm降水。從帕里站附近FY-2F云頂亮溫（BlackBody Temperature，TBB）可見，20日18：00 時孟加拉灣風暴“安攀”位于21°N，87°E附近，日喀則南部帕里站上空TBB為-30℃～-40℃（圖6a），印度半島上空有一個大的對流云團b發(fā)展，其中云團b最大TBB值達-70℃（圖6b），孟加拉灣風暴“安攀”外圍云系最強云團中心TBB值達-80℃（圖6c）;20日23：00時孟灣風暴外圍云系有所北抬，印度半島上空的對流云團a向東北方向移動至高原以南，TBB值達-60℃～-70℃（圖7a）;帕里站云系東移至山南南部附近，錯那站上空TBB為-40℃～-50℃（圖7b），林芝附近云系TBB為-40～-50℃（圖7c）;此時高原以南附近的對流云團發(fā)展旺盛，開始影響高原南部，錯那站每小時的降水量不斷遞增;21日01：00時風暴外圍云系繼續(xù)北抬東移至23°N、89°E附近，云系明顯加強并分裂出對流云團a至印度半島上，云團a最大TBB值達-70℃（圖8），因此高原南部云團明顯范圍擴大，在山南一帶出現(xiàn)了中小尺度的對流云團，對流云團的最強云頂亮溫為-60℃～-70℃（圖8），此時錯那的累計降雪量為15 mm，已達到中雨量級。日喀則南部帕里站附近云系仍在-30℃～-40℃，有利于降雨持續(xù)，再配合著西側不斷有對流云團東移南壓向林芝一帶，后側有云系不斷補充，有利于降水過程期間逐漸加強;21日02：00時孟灣風暴“安攀”上印度半島，位于24°N，89°E附近，最強云團中心最大TBB值達-80℃（圖9），高原南側孟加拉灣一帶西南風風速加強，影響高原山南和林芝附近，云團的最強云頂亮溫為-50℃～-60℃（圖9）21日07：00時孟灣風暴“安攀”有所減弱，最大TBB值達-60℃（圖10），此時高原上山南一帶最強云系東移，林芝附近云團TBB值達-40℃～-60℃，其中最強云頂亮溫為-50℃～-60℃在墨脫一帶（圖10），之后對流云團b系統(tǒng)東移南壓影響察隅，與此時段內(nèi)該地區(qū)的強降水相對應;21日00：00～08：00察隅累計降水量達15 mm，平均每小時以2 mm的降雨量遞增;墨脫附近的對流云團b東移，察隅附近的最強云頂亮溫為-50℃以上，察隅的降水持續(xù)。21日17：00時之后孟灣風暴“安攀”減弱東移至東經(jīng)95°E以東，云頂亮溫最大TBB值達-50℃（圖11），高原南部附近的云團已移出，日喀則南部和山南南部降水減弱;林芝上空的對流云團北抬影響那曲東部和昌都北部，林芝東南部的降水逐漸減弱結束。云圖分析表明此次降水是由多個中小尺度對流云團發(fā)展形成的，日喀則南部、山南南部和林芝南部降水最強時段對流云團的云頂亮溫為-60℃左右，有利于出現(xiàn)短時強降水。

7 結論

（1）2020年5月20—21日西藏大范圍的強降水天氣過程受孟加拉灣風暴“安攀”的影響，槽前西南氣流發(fā)展旺盛，有利于形成深厚的暖濕向高原輸送充足的水汽。

（2）此次強降水天氣過程中歐亞中高緯地區(qū)為兩槽一脊型，巴爾喀什湖附近有低槽不斷分裂冷空氣南下以及500 hPa上高原槽是此次強降水過程的主要影響系統(tǒng)，孟加拉灣熱帶風暴“安攀”登陸后外圍云系不斷上高原，為降雨天氣提供了有利的水汽條件。

（3）降水過程的水汽主要來自孟加拉灣，西南風風速的增大，高原南部最大風速為24 m/s以上，高原中東部比濕均在4～5 g/kg，相對濕度均在80%以上，其中強降水區(qū)日喀則南部帕里和山南南部一帶在6 g/kg左右，相對濕度均在95%以上，接近飽和。

（4）降雨期間，500 hPa相對濕度≥90%的高濕區(qū)明顯下傳，垂直速度的垂直結構看，強的上升中心為-1 Pa/s為降雨天氣提供了有利的上升運動，風場上西南高低空急流上下配合也是此次強降水過程的主要動力條件。

（5）衛(wèi)星云圖TBB分布：反映出降雪期間有中小尺度系統(tǒng)配合，TBB最大值在-70℃～-80℃，降雪期間各站的TBB最大值在-50℃～-60℃。

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責任編輯：黃艷飛