2020年10月4日至6日墨脫暴雨過程分析

邊瑪羅布 次旺扎西 普布扎西 伏陽虎

（西藏自治區(qū)氣象臺，西藏 拉薩 850000）

0 引言

墨脫位于西藏林芝東南部的雅江沿線，平均海拔在1200m左右，最高海拔在7000m以上，最低海拔在115m，海拔落差最大的地方。受北印度洋海洋性季風(fēng)影響，屬于亞熱帶濕潤氣候區(qū)。東、西和北三面環(huán)山，雅江由北向南貫穿全境，形成了特殊的“馬蹄形”地形，高原南部的暖濕氣流能沿雅江河谷建立了很好的水汽通道，這使得墨脫的年平均降水量在2000mm 以上，是西藏降水量最大的地方，是西藏實至名歸的“雨窩”[1-2]。

墨脫作為西藏降水量最大的地方，一次較強的降水過程可能會導(dǎo)致各類地質(zhì)災(zāi)害或次生災(zāi)害的發(fā)生，從而對人民的生命和財產(chǎn)安全造成一定的威脅，為最大可能的減少和消除此類損失，給相關(guān)部門提供最有效最可靠最準確的氣象服務(wù)產(chǎn)品，需要不斷提高對強降水的預(yù)報預(yù)測準確率。本文主要利用墨脫一帶強降水天氣過程進行分析，為今后連續(xù)性強降水預(yù)報預(yù)測提供一定的參考。

1 連續(xù)強降雨天氣過程概況

2020年10月4日至6日墨脫一帶出現(xiàn)連續(xù)三天的強降雨過程，墨脫周邊地面站每日降水量在20mm 以上，其中西讓站和德爾貢站連續(xù)出現(xiàn)了3 天的暴雨過程。4日和6日西讓站降水量都在100mm 以上，屬于大暴雨。4 日除了幫辛站和52k 站其他墨脫地面站降水量都在大雨以上；5 日西讓站、德爾貢站和背崩鄉(xiāng)站降水量達暴雨量級，其他站除52k站外各站降水量在大雨以上；6 日西讓站、德爾貢站和背崩鄉(xiāng)站降水量達暴雨量級，其他各站降水量都在大雨以上。根據(jù)以上統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，此次連續(xù)強降雨過程5 至6 日降雨強度比4日要強，對此次連續(xù)強降雨過程的各要素進行對比分析，研究造成強降水的系統(tǒng)配置條件及物理量條件特征，對做好暴雨預(yù)報服務(wù)具有一定的參考意義。

表1 10月4—6日墨脫一帶降水實況

2 環(huán)流背景分析

2.1 500hPa環(huán)流分析

4 日中高偉地區(qū)500hPa 環(huán)流（圖1）以經(jīng)向環(huán)流為主為，主要為兩槽一脊，4 日08 時烏山以東的低壓槽位于70°E 附近，低渦中心位于73°E，62°N、中心值536hPa，槽尾延伸至巴湖附近70°E，我國東北一帶為低壓槽，低渦中心位于124°E，45°N、中心值540hPa，高壓脊位于貝湖西北側(cè)的100°E 左右，4 日中高緯三大系統(tǒng)穩(wěn)定少動。伊朗高壓一直在阿拉伯半島上，西太副高西脊點4日08時在孟灣北側(cè)，西脊點位于93°E，26°N，4 日20 時東退至云南附近，副高整體位置偏南。高原西部日喀則附近的高原槽穩(wěn)定少動，孟灣低值系統(tǒng)活躍，全區(qū)中東部受高原槽前、孟灣低渦和西太副高西南風(fēng)控制，副高外圍的西南氣流將南部水汽源源不斷輸送到西藏的東部。5 日中高偉地區(qū)500hPa 環(huán)流為兩槽一脊，5 日08 時烏山以東的低壓槽東移至80°E 左右，低渦中心位于80°E，58°N、強度達536hPa，高壓脊東移至貝湖上空的105°E 左右，位于我國東北一帶的東亞大槽東移至日本北部，低渦中心位于133°E，45°N、中心值536hPa，跟4 日相比中高緯的三大系統(tǒng)略有東移。兩高較穩(wěn)定，受西太平洋臺風(fēng)影響，西太副高西脊點穩(wěn)定在云南附近，副高整體位置偏南。高原西部日喀則附近高原槽穩(wěn)定少動。6日中高偉地區(qū)500hPa 環(huán)流為仍為兩槽一脊，6 日20 時烏山以東低壓槽東移至90°E，低渦中心位于91°E，69°N、中心值為516hPa，槽尾受地形等影響東移至80°E；高壓脊東移北抬至貝湖東側(cè)120°E 附近；5 日日本北部的低壓在6日20時在鄂霍次克海上消散。綜上所述4至6日中高緯度的大尺度系統(tǒng)均在東移，在高原西部日喀則附近的高原槽穩(wěn)定少動，高原中東部整體受西南風(fēng)控制，高原西部槽后的西北氣流引導(dǎo)冷空氣南下，配合副高邊緣和印度半島弱低壓西南氣流引孟灣水汽的北上輸送到高原東部，冷暖氣流在高原東南部交匯，造成了此次連續(xù)強降雨過程。

圖1 10月4—6日500hPa環(huán)流實況圖

2.2 700hPa環(huán)流分析

700hPa孟加拉灣一帶一直有低壓，低渦中心位于89°E，21°N、強度達312hPa,4 至5 日低壓中心一直在89°E，21°N 附件擺動，強度維持312hPa，到了6 日低壓略有北抬，強度沒變化。高原南部一直為偏南風(fēng)，不斷向高原輸送孟灣水汽，4 至5 日風(fēng)速一直在4m/s～8m/s，6日接近12m/s左右。4日和6日高原南部至林芝一帶有風(fēng)速上的輻合，到了高原上風(fēng)速略有下降。4 至6日墨脫一帶一直有暖切的風(fēng)向輻合。加之暖濕氣流受地形強迫抬升作用使得上升運動增強，強的垂直運動，加上南部持續(xù)不斷的暖濕氣流，形成了此次持續(xù)的強降水。

2.3 200hPa高空急流

南亞高壓位置隨著季節(jié)變化南北擺動，9 月份后脊線一般南壓至28°N 附近，在強降雨期間南亞高壓脊線剛好在25°N 以北，南亞高壓位置偏南呈帶狀。200hPa 中高緯建立了西風(fēng)急流，10 月4 至6 日逐日略有南壓，急流中心最大風(fēng)速達54m/s 以上，高原位于高空急流右側(cè)強輻散區(qū)，高層有穩(wěn)定的輻散條件。

3 衛(wèi)星云圖對比分析

根據(jù)TBB 衛(wèi)星云圖分析發(fā)現(xiàn)：4 日和6 日主要影響墨脫一帶的對流云團來源于南部，以暖濕氣流為主，并在移向墨脫時加強，4 日和6 日云頂亮溫-30至-25℃；而5 日的主要影響墨脫一帶的對流云團來源于拉薩東部和山南南部，5 日來自拉薩東部的云頂亮溫達-50℃以上，而來自山南南部的達-30℃以上。此次過程的三天的衛(wèi)星云圖也有共同點，三次過程的主要對流云團未從強降水落區(qū)上空經(jīng)過，主要影響云系為對流云團邊緣云系。加之沿江河谷地帶的地形作用發(fā)生了強降水。

4 物理量

4.1 水汽條件分析

充足的水汽是出現(xiàn)暴雨重要條件，分析此次強降雨天氣過程水汽條件的差異，可以得到水汽條件對暴雨天氣出現(xiàn)的重要性。分析強降雨天氣過程的相對濕度（圖2）發(fā)現(xiàn)，4 至6 日墨脫一帶的相對濕度達90%，而且從低層850hPa 的延伸至500hPa 左右，有著深厚的濕層，而500hPa 至100hPa 的相對濕度一直在50%左右。從比濕（圖2）變化情況來看跟相對濕度很相似，低層為高濕區(qū)，800hPa 以下比濕一直在12g/kg以上，700hPa 一下比濕在10g/kg 以上，500hPa 比濕在5g/kg 以上，而且4 至6 日的比濕幾乎有變化。綜合以上分析，三天的水汽條件沒有大的差異，此次連續(xù)強降雨過程的水汽條件都很好，造成的降水強度及范圍較大。

圖2 10月4—6日相對濕度和比濕剖面圖

4.2 動力條件分析

在垂直速度場（圖3）上，4 至6 日在墨脫上空一直為負值區(qū)，所以墨脫一帶中低層一直為上升區(qū)，其中500hPa 附近上升強度最強，高層為弱的下沉區(qū)；4 日20 時墨脫一帶垂直速度逐漸下降，上升速度逐漸增強，到了5日08時和6日08時在500hPa附近垂直速度值為-2Pa/s 左右，負值中心位于500hPa；5 日08 時和6日08時在500hPa垂直速度場圖（圖3）在墨脫一帶建立-2Pa/s 左右的垂直速度中心，隨著降雨的持續(xù)，墨脫一帶的垂直速度一直維持在-1Pa/s。從底層850hPa至500hPa隨著時間垂直速度逐漸下降，從4日逐漸減小，5 日達到了最低，6 日又有弱的增長。再從散度時間剖面圖（圖4）上分析，850hPa 至600hPa 為負值區(qū)有上升運動，600hPa 以上為正值區(qū)有下沉運動，這樣的配置有利于形成降水，4 至6 日高低層的配置變化不大，其中5 日的高低層配置最好。中低層的上升運動一直維持在一個強度，為此次的強降雨過程提供了有力的動力條件。

圖4 10月4—6日垂直速度和散度剖面圖

4.3 不穩(wěn)定條件分析

假相當(dāng)位溫為溫度、氣壓、水汽含量的函數(shù)，可以綜合表示溫、壓、濕。在同一氣壓條件下，θse 越大空氣越暖濕，反之空氣越干燥。從500hPa 和700hPa 上θse圖上（圖5）可以看出高原東部為θse大值區(qū)的重疊區(qū)，說明高原東部為高溫、高濕的位勢不穩(wěn)定的區(qū)域，這個區(qū)域?qū)Ρ┯晟勺钣欣又萻e500～θse700 為正值區(qū)，是穩(wěn)定性暴雨。根據(jù)θse時間剖面圖（圖5）變化來看，θse 分布幾乎垂直向上隨高度遞增，為中性不穩(wěn)定層結(jié)，有穩(wěn)定持續(xù)降水。結(jié)合水汽條件，墨脫上空400 hPa 以下為相對濕度大于60% 的高濕區(qū)，400 hPa以上為干區(qū)，這種上干冷下暖濕的層結(jié)，構(gòu)成了層結(jié)不穩(wěn)定，容易觸發(fā)強對流發(fā)生，為強降雨提供不穩(wěn)定條件。

圖5 10月4—6日假相當(dāng)位溫圖剖面圖

5 數(shù)值預(yù)報檢驗分析

從EC24 小時降水預(yù)報來看4 日除漏報了大暴雨外，其他各站的量級報的偏小，5日降水落區(qū)和降水量級都報的較準確，6日暴雨落區(qū)報的偏西，而且在降水量級上報的偏弱。EC24 小時降水預(yù)報報出了暴雨，但是落區(qū)略有偏差。

從GRAPES-MESO24 小時降水預(yù)報來看三天大部分只報了小雨，部分地方報了中雨，除了中雨報的較準確外，暴雨和大雨都漏報了。GRAPES-MESO24小時降水預(yù)報降水量級報的都偏弱，此次暴雨過程漏報。

從GRAPES-GFS24小時降水預(yù)報來看4日和5日最大量級只報了中雨，此次過程的大雨以上的量級漏報，6 日西讓站、德爾貢站和背崩鄉(xiāng)站的暴雨漏報外，其余量級和落區(qū)報的較準確。綜上所述此次連續(xù)的暴雨過程EC模式報的較準確。

6 討論與結(jié)論

穩(wěn)定的天氣尺度系統(tǒng)是此次持續(xù)暴雨天氣過程的環(huán)流背景條件：500hPa 中高緯地區(qū)深槽的穩(wěn)定維持，引導(dǎo)北方冷空氣補充南下影響高原，中緯度西太平洋副熱帶高壓及伊朗高壓的穩(wěn)定，高原位于兩高之間的低槽區(qū)，高原西部有穩(wěn)定少動的高原槽；200hPa南亞高壓呈帶狀，高原處在南亞高壓中心偏北強分流輻散區(qū)，同時高原位于高空急流右側(cè)強輻散區(qū)，高層穩(wěn)定的輻散條件產(chǎn)生抽吸作用，加強低層上升運動的發(fā)展，并建立深厚的濕層；700hPa 高原南部一直為西南風(fēng)或南風(fēng)，源源不斷的向高原輸送孟灣水汽，有充沛的水汽條件。

此次暴雨過程的三個必要條件都很明顯：（1）有充沛的水汽條件，而且濕層到達了500hPa；（2）有充足的動力條件，不管是垂直速度場還是散度場的墨脫都處在明顯的上升區(qū)，加上高低層配置都很有利于形成強降雨；（3）有足夠的不穩(wěn)定條件，假相當(dāng)位溫變化、假相當(dāng)位溫和相對濕度的結(jié)合，構(gòu)成了層結(jié)不穩(wěn)定，為強降雨提供不穩(wěn)定條件。